Aluminju għal Materjali tal-Magni tas-CNC
L-aluminju huwa wieħed mill-aktar materjali maħduma bil-magni disponibbli llum. Fil-fatt, il-proċessi tal-magni CNC tal-aluminju huma t-tieni wara l-azzar f'termini ta' frekwenza ta' eżekuzzjoni. Dan huwa prinċipalment minħabba l-makinabilità eċċellenti tiegħu.
Fl-aktar forma pura tiegħu, l-element kimiku tal-aluminju huwa artab, duttili, mhux manjetiku, u abjad fiddi fid-dehra. Madankollu, l-element mhux biss jintuża fil-forma pura. L-aluminju ġeneralment ikun illigat ma’ diversi elementi bħal manganiż, ram u manjesju biex jifforma mijiet ta’ ligi tal-aluminju b’diversi proprjetajiet imtejba b’mod sinifikanti.
Dan l-artiklu jesplora l-proċessi, l-għodod, il-parametri, u l-isfidi involuti fil-magni CNC tal-aluminju u l-ligi tiegħu. Jiddiskuti wkoll il-proprjetajiet tal-aluminju, l-aktar ligi popolari użati fil-magni CNC, kif ukoll l-applikazzjoni tal-aluminju f'diversi industriji.
Makkinabbilità
L-aluminju jiġi ffurmat, maħdum, u mmaxinjat faċilment bl-użu ta' varjetà ta' proċessi. Jista' jinqata' malajr u faċilment bl-għodod tal-magni għax huwa artab u jitfarrak faċilment. Huwa wkoll irħas u jeħtieġ inqas enerġija biex jiġi mmaxinjat mill-azzar. Dawn il-karatteristiċi huma ta' benefiċċji immensi kemm għall-mekkanik kif ukoll għall-klijent li jordna l-parti. Barra minn hekk, il-makkinabbiltà tajba tal-aluminju tfisser li jiddeforma inqas waqt il-makkinar. Dan iwassal għal preċiżjoni ogħla peress li jippermetti lill-magni CNC jiksbu tolleranzi ogħla.
Proporzjon tas-saħħa għall-piż
L-aluminju huwa madwar terz tad-densità tal-azzar. Dan jagħmlu relattivament ħafif. Minkejja l-piż ħafif tiegħu, l-aluminju għandu saħħa għolja ħafna. Din il-kombinazzjoni ta’ saħħa u piż ħafif hija deskritta bħala l-proporzjon saħħa-piż tal-materjali. Il-proporzjon għoli saħħa-piż tal-aluminju jagħmilha favorevoli għal partijiet meħtieġa f’diversi industriji bħall-industriji tal-karozzi u tal-ajruspazju.
Reżistenza għall-korrużjoni
L-aluminju huwa reżistenti għall-grif u għall-korrużjoni f'kundizzjonijiet komuni tal-baħar u atmosferiċi. Tista' ttejjeb dawn il-proprjetajiet billi tianodizzah. Huwa importanti li wieħed jinnota li r-reżistenza għall-korrużjoni tvarja fi gradi differenti tal-aluminju. Madankollu, il-gradi li jiġu mmaxinjati bis-CNC l-aktar regolarment għandhom l-aktar reżistenza.
Prestazzjoni f'Temperaturi Baxxi
Il-biċċa l-kbira tal-materjali għandhom it-tendenza li jitilfu xi wħud mill-proprjetajiet mixtieqa tagħhom f'temperaturi taħt iż-żero. Pereżempju, kemm l-azzar tal-karbonju kif ukoll il-gomma jsiru fraġli f'temperaturi baxxi. L-aluminju, min-naħa tiegħu, iżomm l-irtubija, id-duttilità u s-saħħa tiegħu f'temperaturi baxxi ħafna.
Konduttività Elettrika
Il-konduttività elettrika tal-aluminju pur hija ta' madwar 37.7 miljun siemens kull metru f'temperatura tal-kamra. Għalkemm il-ligi tal-aluminju jista' jkollhom konduttività aktar baxxa mill-aluminju pur, huma konduttivi biżżejjed biex il-partijiet tagħhom isibu użu f'komponenti elettriċi. Mill-banda l-oħra, l-aluminju ma jkunx materjal adattat jekk il-konduttività elettrika ma tkunx karatteristika mixtieqa ta' parti maħduma bil-magni.
Ir-riċiklabbiltà
Peress li huwa proċess ta' manifattura sottrattiv, il-proċessi tal-magni CNC jiġġeneraw numru kbir ta' ċipep, li huma materjali ta' skart. L-aluminju huwa riċiklabbli ħafna, li jfisser li jeħtieġ enerġija, sforz u spiża relattivament baxxi biex jiġi riċiklat. Dan jagħmilha preferibbli għal dawk li jridu jirkupraw l-infiq jew inaqqsu l-ħela tal-materjal. Jagħmel ukoll l-aluminju materjal aktar favur l-ambjent biex jiġi mmaxinjat.
Potenzjal ta' anodizzazzjoni
L-anodizzazzjoni, li hija proċedura ta' finitura tal-wiċċ li żżid ir-reżistenza għall-użu u l-korrużjoni ta' materjal, hija faċli biex tinkiseb fl-aluminju. Dan il-proċess jagħmilha wkoll aktar faċli li żżid il-kulur mal-partijiet tal-aluminju maħduma bil-magni.
Ligi tal-Aluminju Popolari għal Makkinar CNC
Mill-esperjenza tagħna f'Xometry, il-5 gradi tal-aluminju li ġejjin huma fost l-aktar użati għall-magni CNC.
EN AW-2007 / 3.1645 / AlCuMgPb
Deżinjazzjonijiet alternattivi: 3.1645; EN 573-3; AlCu4PbMgMn.
Din il-liga tal-aluminju għandha r-ram bħala l-element ewlieni tal-liga tagħha (4-5%) tar-ram. Hija liga b'ċippa qasira li hija durabbli, ħafifa, funzjonali ħafna, u għandha l-istess proprjetajiet mekkaniċi għoljin bħall-AW 2030. Hija wkoll adattata għall-ħjut, trattament bis-sħana, u makkinar b'veloċità għolja. Dawn il-proprjetajiet kollha jagħmlu l-EN AW 2007 użata ħafna fil-produzzjoni ta' partijiet tal-magni, boltijiet, ġewż tar-rivets, viti, u vireg bil-kamin. Madankollu, dan il-grad ta' aluminju għandu weldjabbiltà baxxa u reżistenza baxxa għall-korrużjoni; għalhekk huwa rakkomandat li titwettaq anodizzazzjoni protettiva wara l-makkinar tal-parti.
EN AW-5083 / 3.3547 / Al-Mg4,5Mn
Deżinjazzjonijiet alternattivi: 3.3547; Liga 5083; EN 573-3; UNS A95083; ASTM B209; AlMg4.5Mn0.7
L-AW 5083 hija magħrufa għall-prestazzjoni eċċellenti tagħha f'ambjenti severi. Fiha manjesju u traċċi żgħar ta' kromju u manganiż. Dan il-grad għandu reżistenza għolja ħafna għall-korrużjoni kemm f'ambjenti kimiċi kif ukoll f'ambjenti marittimi. Mill-ligi kollha li ma jistgħux jiġu ttrattati bis-sħana, l-AW 5080 għandha l-ogħla saħħa; proprjetà li żżomm anke wara l-iwweldjar. Filwaqt li din il-liga m'għandhiex tintuża f'applikazzjonijiet b'temperaturi ogħla minn 65°C, hija eċċellenti f'applikazzjonijiet ta' temperatura baxxa.
Minħabba s-sett ta' proprjetajiet mixtieqa tiegħu, AW 5080 jintuża f'bosta applikazzjonijiet inkluż tagħmir krijoġeniku, applikazzjonijiet marittimi, tagħmir ta' pressjoni, applikazzjonijiet kimiċi, kostruzzjonijiet iwweldjati, u karozzeriji tal-vetturi.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Deżinjazzjonijiet alternattivi: 3.3535; Liga 5754; EN 573-3; U21NS A95754; ASTM B 209; Al-Mg3.
Billi hija liga tal-aluminju-manjeżju maħduma bl-ogħla perċentwal ta' aluminju, l-AW 5754 tista' tiġi rrumblata, falsifikata, u estruża. Mhijiex ukoll trattabbli bis-sħana u tista' tiġi maħduma bil-kesħa biex tiżdied is-saħħa tagħha, iżda b'duttilità aktar baxxa. Barra minn hekk, din il-liga għandha reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni u għandha saħħa għolja. Meta wieħed iqis dawn il-proprjetajiet, huwa mifhum li l-AW 5754 hija waħda mill-aktar gradi popolari ta' aluminju maħduma bis-CNC. Tipikament tintuża fi strutturi wweldjati, applikazzjonijiet ta' pavimenti, tagħmir tas-sajd, karozzeriji tal-vetturi, ipproċessar tal-ikel, u rivets.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Deżinjazzjonijiet alternattivi: 3.3206; ISO 6361; UNS A96060; ASTM B 221; AlMgSi0,5
Din hija liga tal-aluminju maħduma li fiha l-manjeżju u s-silikon. Tista' tiġi trattata bis-sħana u għandha saħħa medja, tista' tiġi wweldjata tajjeb, u tista' tiġi ffurmata tajjeb. Hija wkoll reżistenti ħafna għall-korrużjoni; proprjetà li tista' tittejjeb aktar permezz tal-anodizzazzjoni. EN AW 6060 spiss tintuża fil-kostruzzjoni, l-ipproċessar tal-ikel, it-tagħmir mediku, u l-inġinerija tal-karozzi.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Deżinjazzjonijiet alternattivi: 3.4365; UNS A96082; H30; Al-Zn6MgCu.
Iż-żingu huwa l-element primarju tal-liga f'dan il-grad ta' aluminju. Għalkemm l-EN AW 7075 għandu makkinabbiltà medja, proprjetajiet fqar ta' ffurmar fil-kesħa, u mhux adattat kemm għall-iwweldjar kif ukoll għall-issaldjar; għandu proporzjon għoli ta' saħħa għad-densità, reżistenza eċċellenti għall-ambjenti atmosferiċi u tal-baħar, u saħħa komparabbli ma' xi ligi tal-azzar. Din il-liga tintuża f'firxa wiesgħa ħafna ta' applikazzjonijiet inklużi frejms tal-hang gliders u tar-roti, tagħmir għat-tixbit tal-blat, armi, u manifattura ta' għodod tal-moffa.
EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu
Deżinjazzjonijiet alternattivi: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Din il-liga fiha manjesju u silikon bħala l-elementi ewlenin tal-liga tagħha b'ammonti żgħar ta' ram. B'saħħa tensili ta' 180Mpa, din hija liga ta' saħħa għolja u hija adattata ħafna għal strutturi mgħobbija ħafna bħal scaffolds, vaguni tal-ferrovija, magni u partijiet tal-ajruspazju.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Deżinjazzjonijiet alternattivi: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Tipikament iffurmata permezz ta' rrumblar u estrużjoni, din il-liga għandha saħħa medja b'weldjabbiltà u konduttività termali tajbin ħafna. Għandha reżistenza għolja għall-qsim mill-korrużjoni taħt l-istress. Għandha saħħa tensili li tvarja minn 140 – 330MPa. Hija użata ħafna fil-kostruzzjoni offshore u l-kontenituri.
Proċessi tal-Maċinazzjoni CNC tal-Aluminju
Tista' timmaġina l-aluminju permezz ta' numru ta' proċessi ta' makkinar CNC disponibbli llum. Uħud minn dawn il-proċessi huma kif ġej.
Turning CNC
Fl-operazzjonijiet tat-tornitura CNC, il-biċċa tax-xogħol iddur, filwaqt li l-għodda tat-tqattigħ b'ponta waħda tibqa' wieqfa tul l-assi tagħha. Skont il-magna, jew il-biċċa tax-xogħol jew l-għodda tat-tqattigħ iwettqu moviment ta' tmigħ kontra l-oħra sabiex jinkiseb it-tneħħija tal-materjal.
tħin CNC
L-operazzjonijiet tat-tħin CNC huma l-aktar komunement użati fil-magni tal-partijiet tal-aluminju. Dawn l-operazzjonijiet jinvolvu r-rotazzjoni ta' qtugħ b'ħafna punti tul l-assi tiegħu, filwaqt li l-biċċa tax-xogħol tibqa' stazzjonarja tul l-assi tagħha stess. L-azzjoni tat-tqattigħ u sussegwentement it-tneħħija tal-materjal tinkiseb permezz tal-moviment tal-għalf jew tal-biċċa tax-xogħol, tal-għodda tat-tqattigħ, jew tat-tnejn li huma flimkien. Dan il-moviment jista' jitwettaq tul assi multipli.
Buttuni
Magħruf ukoll bħala tħin tal-bwiet, it-tħin tal-bwiet huwa forma ta' tħin CNC fejn but vojt jiġi mmaxinjat f'parti.
Niffaċċjaw
L-iffaċċjar fil-magni jinvolvi l-ħolqien ta' żona trasversali ċatta fuq il-wiċċ ta' biċċa tax-xogħol permezz ta' tidwir tal-wiċċ jew tħin tal-wiċċ.
Tħaffir CNC
It-Tħaffir CNC huwa l-proċess li bih issir toqba f'biċċa tax-xogħol. F'din l-operazzjoni, għodda tat-tqattigħ li ddur b'ħafna punti ta' daqs partikolari tiċċaqlaq f'linja dritta perpendikolari mal-wiċċ li se jittaqqab, u b'hekk toħloq toqba b'mod effettiv.
Għodda għall-Magnir tal-Aluminju
Hemm diversi fatturi li jinfluwenzaw l-għażla ta' għodda għall-magni CNC tal-aluminju.
Disinn tal-Għodda
Hemm aspetti differenti tal-ġeometrija ta' għodda li jikkontribwixxu għall-effiċjenza tagħha fil-magni tal-aluminju. Wieħed minn dawn huwa l-għadd ta' flawtijiet tagħha. Sabiex tiġi evitata diffikultà fl-evakwazzjoni taċ-ċippa b'veloċitajiet għoljin, l-għodod tat-tqattigħ għall-magni CNC tal-aluminju għandu jkollhom 2-3 flawtijiet. Numru ogħla ta' flawtijiet jirriżulta f'widien taċ-ċippa iżgħar. Dan jikkawża li ċ-ċippijiet kbar prodotti mil-ligi tal-aluminju jeħlu. Meta l-forzi tat-tqattigħ ikunu baxxi u t-tneħħija taċ-ċippa tkun kritika għall-proċess, għandek tuża 2 flawtijiet. Għal bilanċ perfett bejn it-tneħħija taċ-ċippa u s-saħħa tal-għodda, uża 3 flawtijiet.
Angolu Helix
L-angolu tal-elika huwa l-angolu bejn il-linja ċentrali ta' għodda u tanġent dritta tul it-tarf tat-tqattigħ. Hija karatteristika importanti tal-għodod tat-tqattigħ. Filwaqt li angolu tal-elika ogħla jneħħi ċ-ċipep minn parti aktar malajr, iżid il-frizzjoni u s-sħana waqt it-tqattigħ. Dan jista' jikkawża li ċ-ċipep jissaldjaw mal-wiċċ tal-għodda waqt il-magni CNC tal-aluminju b'veloċità għolja. Angolu tal-elika aktar baxx, min-naħa l-oħra, jipproduċi inqas sħana iżda jista' ma jneħħix iċ-ċipep b'mod effettiv. Għall-magni tal-aluminju, angolu tal-elika ta' 35° jew 40° huwa adattat għal applikazzjonijiet ta' tqattigħ mhux maħdum, filwaqt li angolu tal-elika ta' 45° huwa l-aħjar għall-irfinar.
Angolu ta 'clearance
L-angolu tal-ispazju ħieles huwa fattur importanti ieħor għall-funzjonament tajjeb ta' għodda. Angolu eċċessivament kbir jikkawża li l-għodda tidħol fix-xgħieda u tiċċaqlaq. Mill-banda l-oħra, angolu żgħir wisq jikkawża frizzjoni bejn l-għodda u x-xgħieda. Angoli tal-ispazju ħieles bejn 6° u 10° huma l-aħjar għall-magni CNC tal-aluminju.
Materjal tal-Għodda
Il-karbur huwa l-materjal preferut għall-għodod tat-tqattigħ użati fil-magni CNC tal-aluminju. Minħabba li l-aluminju jaqta’ b’mod artab, dak li hu importanti f’għodda tat-tqattigħ għall-aluminju mhuwiex l-ebusija, iżda l-abbiltà li żżomm tarf jaqta’ ħafna. Din l-abbiltà hija preżenti fl-għodod tal-karbur u tiddependi fuq żewġ fatturi, id-daqs tal-qamħ tal-karbur u l-proporzjon tal-leganti. Filwaqt li daqs tal-qamħ akbar jirriżulta f’materjal aktar iebes, daqs tal-qamħ iżgħar jiggarantixxi materjal aktar iebes u reżistenti għall-impatt li fil-fatt hija l-proprjetà li neħtieġu. Ħbub iżgħar jeħtieġu kobalt biex jiksbu l-istruttura tal-qamħ fin u s-saħħa tal-materjal.
Madankollu, il-kobalt jirreaġixxi mal-aluminju f'temperaturi għoljin, u jifforma tarf akkumulat ta' aluminju fuq il-wiċċ tal-għodda. Is-sigriet hu li tuża għodda tal-karbur bl-ammont korrett ta' kobalt (2-20%), sabiex timminimizza din ir-reazzjoni, filwaqt li xorta żżomm is-saħħa meħtieġa. L-għodod tal-karbur tipikament ikunu kapaċi jifilħu aħjar mill-għodod tal-Azzar, il-veloċitajiet għoljin assoċjati mal-magni CNC tal-aluminju.
Minbarra l-materjal tal-għodda, il-kisi tal-għodda huwa fattur importanti fl-effiċjenza tat-tqattigħ tal-għodda. ZrN (Zirconium Nitride), TiB2 (Titanium di-Boride), u kisi simili għad-djamanti huma xi kisi adattat għall-għodod użati fil-magni CNC tal-aluminju.
Feeds u Veloċitajiet
Il-veloċità tat-tqattigħ hija l-veloċità li biha ddur l-għodda tat-tqattigħ. L-aluminju jista' jiflaħ veloċità tat-tqattigħ għolja ħafna, għalhekk il-veloċità tat-tqattigħ għal-ligi tal-aluminju tiddependi fuq il-limiti tal-magna li qed tintuża. Il-veloċità għandha tkun għolja kemm jista' jkun fil-prattika fil-magni CNC tal-aluminju, peress li dan inaqqas il-possibbiltà tal-formazzjoni ta' truf akkumulati, jiffranka l-ħin, jimminimizza ż-żieda fit-temperatura fil-parti, itejjeb il-ksur taċ-ċippa, u jtejjeb l-irfinar. Il-veloċità eżatta użata tvarja skont il-liga tal-aluminju u d-dijametru tal-għodda.
Ir-rata tal-għalf hija d-distanza li l-biċċa tax-xogħol jew l-għodda tiċċaqlaq għal kull rivoluzzjoni tal-għodda. L-għalf użat jiddependi fuq il-finitura mixtieqa, is-saħħa, u r-riġidità tal-biċċa tax-xogħol. Qatgħat mhux maħduma jeħtieġu għalf ta' 0.15 sa 2.03 mm/rev filwaqt li qatgħat tal-irfinar jeħtieġu għalf ta' 0.05 sa 0.15 mm/rev.
Fluwidu tal-Qtugħ
Minkejja l-maċinabilità tiegħu, qatt m'għandek taqta' l-aluminju niexef għax dan jippromwovi l-formazzjoni ta' truf akkumulati. Il-fluwidi tat-tqattigħ xierqa għall-magni CNC tal-aluminju huma emulsjonijiet taż-żejt solubbli u żjut minerali. Evita fluwidi tat-tqattigħ li fihom kloru jew kubrit attiv għax dawn l-elementi jtebbgħu l-aluminju.
Proċessi ta' wara l-magni
Wara li timmaxina parti tal-aluminju, hemm ċerti proċessi li tista' twettaq biex ittejjeb il-karatteristiċi fiżiċi, mekkaniċi u estetiċi tal-parti. L-aktar proċessi mifruxa huma kif ġej.
Blasting taż-żibeġ u r-ramel
L-ibblastjar bil-perli huwa proċess ta' finitura għal skopijiet estetiċi. F'dan il-proċess, il-parti maħduma bil-magna tiġi ibblastjata b'perli żgħar tal-ħġieġ bl-użu ta' pistola tal-arja bi pressjoni għolja, li tneħħi l-materjal b'mod effettiv u tiżgura wiċċ lixx. Dan jagħti lill-aluminju finitura satinata jew matta. Il-parametri ewlenin tal-proċess għall-ibblastjar bil-perli huma d-daqs tal-perli tal-ħġieġ u l-ammont ta' pressjoni tal-arja użata. Uża dan il-proċess biss meta t-tolleranzi dimensjonali ta' parti ma jkunux kritiċi.
Proċessi oħra ta' finitura jinkludu l-illustrar u ż-żebgħa.
kisi
Dan jinvolvi l-kisi ta' parti tal-aluminju b'materjal ieħor bħaż-żingu, in-nikil, u l-kromju. Dan isir biex jittejbu l-proċessi tal-partijiet u jista' jinkiseb permezz ta' proċessi elettrokimiċi.
Anodizzazzjoni
L-anodizzazzjoni hija proċess elettrokimiku fejn parti tal-aluminju tiġi mgħaddsa f'soluzzjoni ta' aċidu sulfuriku dilwit, u tiġi applikata vultaġġ elettriku bejn il-katodu u l-anodu. Dan il-proċess jikkonverti b'mod effettiv l-uċuħ esposti tal-parti f'kisja iebsa u elettrikament mhux reattiva tal-ossidu tal-aluminju. Id-densità u l-ħxuna tal-kisja maħluqa jiddependu fuq il-konsistenza tas-soluzzjoni, il-ħin tal-anodizzazzjoni, u l-kurrent elettriku. Tista' wkoll twettaq anodizzazzjoni biex tagħti kulur lil parti.
trab Kisi
Il-proċess tal-kisi tat-trab jinvolvi l-kisi ta' parti bi trab tal-polimeru kulurit, bl-użu ta' pistola tal-isprej elettrostatika. Il-parti mbagħad titħalla tinxef f'temperatura ta' 200°C. Il-kisi tat-trab itejjeb is-saħħa u r-reżistenza għall-użu, il-korrużjoni u l-impatt.
Trattament tas-Sħana
Partijiet magħmula minn ligi tal-aluminju li jistgħu jiġu ttrattati bis-sħana jistgħu jgħaddu minn trattament bis-sħana biex itejbu l-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom.
Applikazzjonijiet ta' Partijiet tal-Aluminju Magħmulin bil-Magna CNC fl-Industrija
Kif intqal qabel, il-ligi tal-aluminju għandhom numru ta’ proprjetajiet mixtieqa. Għalhekk, il-partijiet tal-aluminju maħduma bis-CNC huma indispensabbli f’diversi industriji, inklużi dawn li ġejjin:
- aerospazjaliminħabba l-proporzjon għoli ta' saħħa għall-piż tiegħu, diversi fittings tal-inġenji tal-ajru huma magħmula minn aluminju maħdum bil-magni;
- KarozziSimili għall-industrija aerospazjali, diversi partijiet bħal xaftijiet u komponenti oħra fl-industrija tal-karozzi huma magħmula mill-aluminju;
- elettrikuBilli għandhom konduttività elettrika għolja, il-partijiet tal-aluminju maħduma bis-CNC spiss jintużaw bħala komponenti elettroniċi f'apparati elettriċi;
- Ikel/FarmaċewtiċiMinħabba li ma jirreaġixxux mal-biċċa l-kbira tas-sustanzi organiċi, il-partijiet tal-aluminju għandhom rwoli importanti fl-industriji tal-ikel u farmaċewtiċi;
- IsportL-aluminju spiss jintuża biex jagħmel tagħmir sportiv bħal mazzi tal-baseball u sfafar tal-isport;
- KrijoġeniċiIl-kapaċità tal-aluminju li jżomm il-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu f'temperaturi taħt iż-żero, tagħmel il-partijiet tal-aluminju mixtieqa għal applikazzjonijiet krijoġeniċi.