Aluminium fir CNC-Bearbechtungsmaterialien
Aluminium ass ee vun de Materialien, déi haut am meeschte veraarbecht ginn. Tatsächlech sinn d'CNC-Veraarbechtungsprozesser vun Aluminium no Stol déi zweetgréisst wat d'Ausféierungsfrequenz ugeet. Dëst ass haaptsächlech wéinst senger exzellenter Veraarbechtbarkeet.
A senger reinster Form ass den Element Aluminium mëll, duktil, net-magnetesch a sëlwerwäiss am Ausgesinn. Allerdéngs gëtt den Element net nëmmen a senger reiner Form benotzt. Aluminium gëtt normalerweis mat verschiddenen Elementer wéi Mangan, Koffer a Magnesium legéiert, fir Honnerte vun Aluminiumlegierungen mat verschiddene wesentlech verbesserten Eegeschaften ze bilden.
Dësen Artikel ënnersicht d'Prozesser, d'Tools, d'Parameteren an d'Erausfuerderungen, déi bei der CNC-Bearbeitung vun Aluminium a senge Legierungen entstinn. En diskutéiert och d'Eegeschafte vun Aluminium, déi beléifste Legierungen, déi bei der CNC-Bearbeitung benotzt ginn, souwéi d'Uwendung vun Aluminium a verschiddenen Industrien.
Machbarkeet
Aluminium léisst sech einfach mat verschiddene Prozesser formen, veraarbechten a verschaffen. Et kann séier an einfach mat Maschinne geschnidden ginn, well et mëll ass a liicht ofsplittert. Et ass och manner deier a brauch manner Kraaft fir ze verschaffen wéi Stol. Dës Eegeschafte si vu groussen Avantage fir souwuel de Maschinist wéi och de Client, deen den Deel bestellt. Ausserdeem bedeit déi gutt Veraarbechtbarkeet vun Aluminium, datt et sech manner während der Veraarbechtung verformt. Dëst féiert zu enger méi héijer Genauegkeet, well et CNC-Maschinnen erlaabt, méi héich Toleranzen z'erreechen.
Kraaft-zu-Gewiicht Verhältnis
Aluminium huet ongeféier en Drëttel vun der Dicht vum Stol. Dëst mécht et relativ liicht. Trotz sengem Liichtgewiicht huet Aluminium eng ganz héich Festigkeit. Dës Kombinatioun vu Festigkeit a Liichtgewiicht gëtt als Verhältnes tëscht Festigkeit a Gewiicht vu Materialien beschriwwen. Dat héicht Verhältnes tëscht Festigkeit a Gewiicht vun Aluminium mécht et gënschteg fir Deeler, déi a verschiddene Branchen, wéi der Automobil- an der Loftfaartindustrie, gebraucht ginn.
Korrosiounswidderstand
Aluminium ass kratz- a korrosiounsbeständeg a gewéinleche maritimen an atmosphäresche Bedéngungen. Dir kënnt dës Eegeschafte verbesseren andeems Dir et eloxéiert. Et ass wichteg ze bemierken, datt d'Korrosiounsbeständegkeet a verschiddenen Aluminiumqualitéiten variéiert. Déi am meeschten CNC-fräigestallte Qualitéiten hunn awer déi gréisst Widderstandsfäegkeet.
Leeschtung bei niddregen Temperaturen
Déi meescht Materialien tendéieren dozou, bei Temperaturen ënner Null e puer vun hiren erwënschten Eegeschaften ze verléieren. Zum Beispill gi souwuel Kuelestol wéi och Gummi bei niddregen Temperaturen brécheg. Aluminium behält sengersäits seng Weichheet, Dektilitéit a Stäerkt bei ganz niddregen Temperaturen.
Elektresch Leitung
D'elektresch Leetfäegkeet vu purem Aluminium ass bei Raumtemperatur ongeféier 37.7 Millioune Siemens pro Meter. Och wann Aluminiumlegierungen eng méi niddreg Leetfäegkeet wéi purem Aluminium hunn, si se leetfächlech genuch, fir datt hir Deeler an elektresche Komponenten agesat kënne ginn. Op der anerer Säit wier Aluminium en ongeeignet Material, wann d'elektresch Leetfäegkeet keng erwënscht Charakteristik vun engem befräizten Deel ass.
Recycléierbarkeet
Well et e subtraktive Fabrikatiounsprozess ass, generéieren CNC-Bearbeitungsprozesser eng grouss Zuel vu Spanen, déi Offallmaterialien sinn. Aluminium ass héich recycléierbar, dat heescht, et brauch relativ wéineg Energie, Ustrengung a Käschte fir ze recycléieren. Dëst mécht et besser fir déi, déi Ausgaben zréckkréie wëllen oder Materialverschwendung reduzéiere wëllen. Et mécht Aluminium och zu engem méi ëmweltfrëndleche Material fir ze veraarbechten.
Anodisatioun Potential
Anodiséierung, eng Uewerflächenveraarbechtungsprozedur, déi d'Verschleiss- a Korrosiounsbeständegkeet vun engem Material erhéicht, ass einfach bei Aluminium z'erreechen. Dëse Prozess mécht et och méi einfach, Faarf un veraarbechten Aluminiumdeeler ze ginn.
Populär Aluminiumlegierungen fir CNC-Bearbeitung
No eiser Erfahrung bei Xometry sinn déi folgend 5 Aluminiumqualitéiten eng vun den am heefegsten fir CNC-Bearbeitung benotzten.
EN AW-2007 / 3.1645 / AlCuMgPb
Alternativ Bezeechnungen: 3.1645; EN 573-3; AlCu4PbMgMn.
Dës Aluminiumlegierung huet Koffer als Haaptlegierungselement (4-5%). Et ass eng kuerzspaang Legierung, déi haltbar, liicht, héich funktionell ass an déiselwecht héich mechanesch Eegeschafte wéi AW 2030 huet. Si ass och gëeegent fir d'Gewënnschleifen, d'Hëtztbehandlung an d'Héichgeschwindegkeetsbearbechtung. All dës Eegeschafte maachen den EN AW 2007 wäit verbreet an der Produktioun vu Maschinndeeler, Bolzen, Nieten, Muttern, Schrauwen a Gewënnstangen. Dës Aluminiumqualitéit huet awer eng niddreg Schweessbarkeet a korrosiounsbeständegkeet; dofir ass et recommandéiert, no der Bearbechtung vun den Deeler eng Schutzanodiséierung duerchzeféieren.
EN AW-5083 / 3.3547 / Al-Mg4,5Mn
Alternativ Bezeechnungen: 3.3547; Legierung 5083; EN 573-3; UNS A95083; ASTM B209; AlMg4.5Mn0.7
AW 5083 ass bekannt fir seng exzellent Leeschtung a schwéieren Ëmfeldbedingungen. Et enthält Magnesium a kleng Spuere vu Chrom a Mangan. Dës Zort huet eng ganz héich Korrosiounsbestännegkeet souwuel a chemeschen wéi och a maritime Ëmfeld. Vun all den net-hëtzebehandelbare Legierungen huet den AW 5080 déi héchst Festigkeit; eng Eegeschaft, déi se och nom Schweessen behält. Wärend dës Legierung net a Gebrauch mat Temperaturen iwwer 65°C soll benotzt ginn, ass se awer och bei niddregen Temperaturen exzellent.
Wéinst senge ville wënschenswäerte Eegeschafte gëtt AW 5080 a ville Uwendungen agesat, dorënner kryogen Ausrüstung, Marineapplikatiounen, Drockausrüstung, chemesch Uwendungen, geschweesste Konstruktiounen a Karosserie vun Autoen.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Alternativ Bezeechnungen: 3.3535; Legierung 5754; EN 573-3; U21NS A95754; ASTM B 209; Al-Mg3.
Als geschmiedte Aluminium-Magnesium-Legierung mat dem héchste Prozentsaz un Aluminium kann AW 5754 gewalzt, geschmied an extrudéiert ginn. Et ass och net hëtzebehandelbar a kann kal veraarbecht ginn fir seng Stäerkt ze erhéijen, awer mat enger méi niddreger Dehnbarkeet. Zousätzlech huet dës Legierung eng exzellent Korrosiounsbeständegkeet an eng héich Stäerkt. Mat dësen Eegeschafte berécksiichtegt ass et verständlech, datt AW 5754 eng vun de populäersten CNC-fräigestallten Aluminiumqualitéiten ass. Et gëtt typescherweis a geschweesste Strukturen, Buedembelaaschtungen, Fëschausrüstung, Gefierkarosserie, Liewensmëttelveraarbechtung a Nieten benotzt.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Alternativ Bezeechnungen: 3.3206; ISO 6361; UNS A96060; ASTM B 221; AlMgSi0,5
Dëst ass eng geschmied Aluminiumlegierung mat Magnesium a Silizium. Si ass hëtzebehandelbar an huet eng duerchschnëttlech Festigkeit, eng gutt Schweessbarkeet a eng gutt Formbarkeet. Si ass och héich korrosiounsbeständeg; eng Eegeschaft, déi duerch Eloxéierung nach weider verbessert ka ginn. EN AW 6060 gëtt dacks an der Bauindustrie, der Liewensmëttelveraarbechtung, an der medizinescher Ausrüstung an an der Automobiltechnik benotzt.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Alternativ Bezeechnungen: 3.4365; UNS A96082; H30; Al-Zn6MgCu.
Zink ass dat primär Legierungselement an dëser Aluminiumqualitéit. Obwuel EN AW 7075 eng duerchschnëttlech Bearbechtbarkeet, schlecht Kaltformungseigenschaften huet an net souwuel fir Schweessen wéi och fir Läten gëeegent ass, huet en en héicht Festigkeits-Dichtverhältnis, exzellent Widderstandsfäegkeet géint atmosphäresch an maritim Ëmfeld, an eng Festigkeit vergläichbar mat verschiddene Stahllegierungen. Dës Legierung gëtt an enger ganz breeder Palette vun Uwendungen agesat, dorënner Hangglider- a Vëlosrahmen, Kloterausrüstung, Waffen a Formenfabrikatioun.
EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu
Alternativ Bezeechnungen: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Dës Legierung enthält Magnesium a Silizium als wichtegst Legierungselementer mat Spuermengen u Koffer. Mat enger Zuchfestigkeit vun 180 MPa ass dëst eng héichfest Legierung a ganz gëeegent fir héich belaste Strukturen wéi Gerüster, Zuchwaggonen, Maschinnen an Deeler aus der Loftfaart.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Alternativ Bezeechnungen: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Dës Legierung, déi typescherweis duerch Walzen an Extrusioun geformt gëtt, huet eng mëttel Festigkeit mat ganz gudder Schweessbarkeet a Wärmeleitfäegkeet. Si huet eng héich Resistenz géint Spannungskorrosioun a Rëssbildung. Si huet eng Zuchfestigkeit tëscht 140 an 330 MPa. Si gëtt vill an der Offshore-Bauindustrie a Container benotzt.
CNC-Bearbechtungsprozesser fir Aluminium
Dir kënnt Aluminium mat enger Rei vun den CNC-Bearbeitungsprozesser veraarbechten, déi haut verfügbar sinn. E puer vun dëse Prozesser sinn wéi follegt.
CNC Turnéieren
Bei CNC-Dréioperatiounen dréit sech d'Wierkstéck, während d'Eenzelpunkt-Schneidwierkszeug laanscht seng Achs stationär bleift. Ofhängeg vun der Maschinn féiert entweder d'Wierkstéck oder d'Schneidwierkszeug eng Zufuhrbewegung géinteneen aus, fir d'Materialentfernung z'erreechen.
CNC Fräsen
CNC-Fräsbearbechtunge sinn déi meescht benotzt bei der Bearbechtung vun Aluminiumdeeler. Dës Operatioune betreffen d'Rotatioun vun engem Méipunktschnëtt laanscht seng Achs, während d'Wierkstéck laanscht seng eegen Achs stationär bleift. D'Schnëttaktioun an déi spéider Materialentfernung gëtt duerch d'Zufuhrbewegung vum Werkstéck, dem Schnëttinstrument oder béide kombinéiert erreecht. Dës Bewegung kann laanscht verschidden Achsen duerchgefouert ginn.
Pocketing
Pocketing ass och bekannt als Täschefräsen, eng Form vu CNC-Fräsen, bei där eng huel Täsch an engem Deel gefräst gëtt.
Facing
D'Véierelféierung bei der Bearbeitung besteet doran, eng flaach Querschnittsfläch op der Uewerfläch vun engem Werkstéck duerch entweder Véiereldrehen oder Véierelfräsen ze kreéieren.
CNC Bueraarbechten
CNC-Buerung ass de Prozess fir e Lach an engem Werkstéck ze maachen. An dëser Operatioun beweegt sech e rotéierend Multipunkt-Schneidinstrument vun enger bestëmmter Gréisst an enger gerader Linn senkrecht zu der ze buerter Uewerfläch, wouduerch effektiv e Lach entsteet.
Tools fir d'Veraarbechtung vun Aluminium
Et gi verschidde Faktoren, déi d'Auswiel vun engem Tool fir d'CNC-Bearbeitung vun Aluminium beaflossen.
Outil Design
Et ginn ënnerschiddlech Aspekter vun der Geometrie vun engem Werkzeug, déi zu senger Effizienz bei der Bearbechtung vun Aluminium bäidroen. Ee vun dësen ass d'Zuel vun de Schneiden. Fir Schwieregkeeten beim Spanentlastung bei héijen Geschwindegkeeten ze vermeiden, sollten Schnëttwierkzeug fir d'CNC-Bearbechtung vun Aluminium 2-3 Schneiden hunn. Eng méi grouss Zuel vu Schneiden resultéiert a méi klenge Spandale. Dëst wäert dozou féieren, datt déi grouss Spanen, déi duerch Aluminiumlegierungen produzéiert ginn, hänke bleiwen. Wann d'Schnëttkräften niddreg sinn an d'Spanfräiheet fir de Prozess entscheedend ass, sollt Dir 2 Schneiden benotzen. Fir e perfekte Gläichgewiicht tëscht Spanfräiheet an Werkzeugstäerkt, benotzt 3 Schneiden.
Helix Wénkel
Den Helixwénkel ass de Wénkel tëscht der Mëttellinn vun engem Werkzeug an enger gerader Tangent laanscht d'Schneidkant. Et ass eng wichteg Eegeschaft vu Schnëttwerkzeugen. Wärend e méi héije Helixwénkel Spänen méi séier vun engem Deel ewechhëlt, erhéicht en d'Reibung an d'Hëtzt beim Schnëtt. Dëst kann dozou féieren, datt d'Spänen sech bei der Héichgeschwindegkeets-CNC-Bearbeitung vun Aluminium un d'Werkzeuguewerfläch uschweessen. E méi niddrege Helixwénkel produzéiert dogéint manner Hëtzt, awer ewechhëlt d'Spänen net ëmmer effektiv. Fir d'Bearbechtung vun Aluminium ass e Helixwénkel vun 35° oder 40° fir Raubeaarbechtungen gëeegent, während e Helixwénkel vu 45° am beschten fir d'Fettbearbeitung ass.
Clearance Wénkel
De Fräistandswénkel ass en anere wichtege Faktor fir déi richteg Funktioun vun engem Tool. En ze groussen Wénkel géif dozou féieren, datt d'Tool sech an d'Aarbechtsstéck vergrueft a klappert. Op der anerer Säit géif en ze klenge Wénkel Reibung tëscht dem Tool an der Aarbechtsstéck verursaachen. Fräistandswénkel tëscht 6° an 10° si bescht fir d'CNC-Bearbechtung vun Aluminium.
Tool Material
Karbid ass dat bevorzugt Material fir Schneidinstrumenter, déi an der CNC-Bearbeitung vun Aluminium benotzt ginn. Well Aluminium mëll schneidend ass, ass net d'Häert wichteg bei engem Schneidinstrument fir Aluminium, mä d'Fäegkeet, eng messerschaarf Kant ze behalen. Dës Fäegkeet ass a Karbidinstrumenter präsent an hänkt vun zwéi Faktoren of, nämlech der Karbidkärengréisst an dem Bindemittelverhältnis. Wärend eng méi grouss Kärengréisst zu engem méi haarde Material féiert, garantéiert eng méi kleng Kärengréisst e méi haart, méi schlagfest Material, wat eigentlech déi Eegeschaft ass, déi mir brauchen. Méi kleng Kären brauchen Kobalt fir déi fein Kärenstruktur an d'Stäerkt vum Material z'erreechen.
Wéi och ëmmer, Kobalt reagéiert mat Aluminium bei héijen Temperaturen a bildt eng opgebaute Kant aus Aluminium op der Uewerfläch vum Werkzeug. De Schlëssel ass et, en Hartmetallwerkzeug mat der richteger Quantitéit u Kobalt (2-20%) ze benotzen, fir dës Reaktioun ze minimiséieren an déi erfuerderlech Stäerkt ze behalen. Hartmetallwerkzeug kënnen typescherweis besser wéi Stahlwerkzeug den héije Geschwindegkeete bestoen, déi mat der CNC-Bearbechtung vun Aluminium verbonne sinn.
Nieft dem Material vum Werkzeug ass d'Beschichtung vum Werkzeug e wichtege Faktor fir d'Schneideffizienz vum Werkzeug. ZrN (Zirkoniumnitrid), TiB2 (Titandiborid) an diamantähnlech Beschichtunge sinn e puer gëeegent Beschichtunge fir Werkzeug, déi an der CNC-Bearbeitung vun Aluminium benotzt ginn.
Feeds a Geschwindegkeet
D'Schnëttgeschwindegkeet ass d'Geschwindegkeet, mat där d'Schnëttwierkszeug rotéiert. Aluminium kann ganz héije Schnëttgeschwindegkeete standhalen, dofir hänkt d'Schnëttgeschwindegkeet fir Aluminiumlegierungen vun de Grenze vun der benotzter Maschinn of. D'Geschwindegkeet soll sou héich wéi méiglech sinn bei der CNC-Bearbeitung vun Aluminium, well dëst d'Méiglechkeet vun der Bildung vu Kanten reduzéiert, Zäit spuert, den Temperaturanstieg am Deel miniméiert, de Spanbroch verbessert an d'Veraarbechtung verbessert. Déi genee Geschwindegkeet, déi benotzt gëtt, variéiert jee no Aluminiumlegierung an dem Duerchmiesser vum Werkzeug.
D'Zufuhrgeschwindegkeet ass d'Distanz, déi d'Wierkstéck oder d'Tool pro Ëmdréiung vum Tool beweegt. D'Zufuhr hänkt vun der gewënschter Uewerfläch, der Stäerkt an der Steifheet vum Werkstéck of. Grobschnëtter erfuerderen eng Zufuhr vun 0.15 bis 2.03 mm/Umdréiung, während Finishschnëtter eng Zufuhr vun 0.05 bis 0.15 mm/Umdréiung erfuerderen.
Schneidflëssegkeet
Trotz senger Bearbechtbarkeet, ni Aluminium dréchen schneiden, well dëst d'Bildung vu Kanten fördert. Déi passend Schnëttflëssegkeeten fir d'CNC-Bearbechtung vun Aluminium sinn löslech Uelegemulsiounen a Mineralueleg. Vermeit Schnëttflëssegkeeten, déi Chlor oder aktiven Schwefel enthalen, well dës Elementer Aluminium verfärben.
Post-machining Prozesser
Nodeems Dir en Aluminiumdeel veraarbecht hutt, ginn et verschidde Prozesser, déi Dir duerchféiere kënnt, fir déi physikalesch, mechanesch an ästhetesch Eegeschafte vum Deel ze verbesseren. Déi meescht verbreet Prozesser sinn déi folgend.
Perlen- a Sandstrahlen
Glasperlenstrahlen ass e Veraarbechtungsprozess fir ästhetesch Zwecker. An dësem Prozess gëtt dat bearbechtet Stéck mat klenge Glasperlen mat enger Loftpistoul ënner héijem Drock gestrahlt, wouduerch Material effektiv ewechgeholl gëtt an eng glat Uewerfläch garantéiert gëtt. Et gëtt dem Aluminium e satinéierten oder matte Finish. Déi wichtegst Prozessparameter fir Glasperlenstrahlen sinn d'Gréisst vun de Glasperlen an d'Quantitéit u Loftdrock, déi benotzt gëtt. Benotzt dëse Prozess nëmme wann d'Dimensiounstoleranzen vun engem Stéck net kritesch sinn.
Aner Veraarbechtungsprozesser enthalen Polieren a Lackéieren.
zerwéiert
Dëst beinhalt d'Beschichtung vun engem Aluminiumdeel mat engem anere Material wéi Zink, Néckel a Chrom. Dëst gëtt gemaach fir d'Deelprozesser ze verbesseren a kann duerch elektrochemesch Prozesser erreecht ginn.
Anodiséieren
Anodiséieren ass en elektrochemesche Prozess, bei deem en Aluminiumdeel an eng Léisung vu verdënntem Schwefelsäure getippt gëtt, an eng elektresch Spannung iwwer d'Kathode an d'Anode ugewannt gëtt. Dëse Prozess verwandelt déi ausgesat Uewerfläche vum Deel effektiv an eng haart, elektresch net-reaktiv Aluminiumoxidbeschichtung. D'Dicht an d'Déckt vun der erstallter Beschichtung hänkt vun der Konsistenz vun der Léisung, der Anodiséierungszäit an dem elektresche Stroum of. Dir kënnt och Anodiséierung duerchféieren fir en Deel ze faarwen.
Powder Coating
De Pulverbeschichtungsprozess besteet doran, en Deel mat faarwegem Polymerpulver mat enger elektrostatescher Sprëtzpistoul ze beschichten. Den Deel gëtt dann bei enger Temperatur vun 200 °C aushärten gelooss. D'Pulverbeschichtung verbessert d'Festigkeet an d'Resistenz géint Verschleiung, Korrosioun a Schlag.
Hëtztbehandlung
Deeler aus hëtzebehandelbare Aluminiumlegierungen kënnen enger Hëtzebehandlung ënnerworf ginn, fir hir mechanesch Eegeschaften ze verbesseren.
Uwendungen vun CNC-fräigestallten Aluminiumdeeler an der Industrie
Wéi scho gesot, hunn Aluminiumlegierungen eng Rei vu wënschenswäerten Eegeschaften. Dofir si CNC-fräigestallt Aluminiumdeeler a verschiddene Branchen onverzichtbar, dorënner déi folgend:
- RaumfaarttechnikWéinst sengem héije Verhältnes tëscht Festigkeit a Gewiicht gi verschidde Fligerarmaturen aus gefrästem Aluminium hiergestallt;
- Automotiveähnlech wéi an der Loftfaartindustrie sinn e puer Deeler wéi Wellen an aner Komponenten an der Automobilindustrie aus Aluminium hiergestallt;
- elektreschMat héijer elektrescher Leetfäegkeet ginn CNC-fräigestallt Aluminiumdeeler dacks als elektronesch Komponenten an elektreschen Apparater benotzt;
- Liewensmëttel / PharmazeuteschWell se net mat de meeschte organesche Substanzen reagéieren, spille Aluminiumdeeler eng wichteg Roll an der Liewensmëttel- a Pharmaindustrie;
- SportsAluminium gëtt dacks benotzt fir Sportausrüstung wéi Baseballschléier a Sportpfeifen ze maachen;
- CryogenicsD'Fäegkeet vun Aluminium, seng mechanesch Eegeschafte bei Temperaturen ënner Null ze behalen, mécht Aluminiumdeeler wënschenswäert fir kryogen Uwendungen.