CNC Turning

ในการทำงานกลึง CNC ชิ้นงานจะหมุน ในขณะที่เครื่องมือตัดแบบจุดเดียวจะอยู่กับที่ตามแนวแกน ขึ้นอยู่กับเครื่องจักรนั้น ชิ้นงานหรือเครื่องมือตัดจะเป็นฝ่ายเคลื่อนที่เข้าหากันเพื่อทำการกำจัดวัสดุ 

มิลลิ่งซีเอ็นซี

การกัด CNC เป็นวิธีการที่ใช้กันมากที่สุดในการขึ้นรูปชิ้นส่วนอะลูมิเนียม กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการหมุนของหัวตัดหลายจุดไปตามแกนของมัน ในขณะที่ชิ้นงานยังคงอยู่กับที่ตามแกนของมันเอง การตัดและการกำจัดวัสดุจะเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ป้อนของชิ้นงาน หัวตัด หรือทั้งสองอย่างรวมกัน การเคลื่อนที่นี้สามารถทำได้ตามหลายแกน

แทง

การกัดแบบพ็อกเก็ต หรือที่รู้จักกันในชื่อการกัดแบบเจาะโพรง เป็นรูปแบบหนึ่งของการกัดด้วยเครื่อง CNC ซึ่งเป็นการกัดเซาะโพรงกลวงในชิ้นงาน

หันหน้าไปทาง

การกลึงหน้าในงานกลึงโลหะเกี่ยวข้องกับการสร้างพื้นที่หน้าตัดเรียบบนพื้นผิวของชิ้นงานโดยใช้วิธีการกลึงหน้าหรือการกัดหน้า

เครื่องเจาะ CNC

การเจาะด้วยเครื่อง CNC คือกระบวนการสร้างรูในชิ้นงาน ในกระบวนการนี้ เครื่องมือตัดแบบหมุนหลายจุดที่มีขนาดเฉพาะจะเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงตั้งฉากกับพื้นผิวที่จะเจาะ ทำให้เกิดรูขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ

เครื่องมือสำหรับงานกลึงอลูมิเนียม

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการเลือกเครื่องมือสำหรับงานกลึง CNC อลูมิเนียม

การออกแบบเครื่องมือ

มีหลายแง่มุมของรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการตัดเฉือนอะลูมิเนียม หนึ่งในนั้นคือจำนวนร่องของเครื่องมือ เพื่อป้องกันปัญหาการระบายเศษวัสดุที่ความเร็วสูง เครื่องมือตัดสำหรับงาน CNC อะลูมิเนียมควรมี 2-3 ร่อง จำนวนร่องที่มากขึ้นจะทำให้ร่องระบายเศษวัสดุแคบลง ซึ่งจะทำให้เศษวัสดุขนาดใหญ่ที่เกิดจากโลหะผสมอะลูมิเนียมติดอยู่ เมื่อแรงตัดต่ำและการระบายเศษวัสดุมีความสำคัญต่อกระบวนการ คุณควรใช้ 2 ร่อง สำหรับความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างการระบายเศษวัสดุและความแข็งแรงของเครื่องมือ ควรใช้ 3 ร่อง

มุม Helix

มุมเกลียว (Helix angle) คือมุมระหว่างเส้นศูนย์กลางของเครื่องมือกับเส้นตรงที่สัมผัสกับคมตัด เป็นคุณสมบัติสำคัญของเครื่องมือตัด มุมเกลียวที่สูงขึ้นจะช่วยขจัดเศษวัสดุออกจากชิ้นงานได้เร็วขึ้น แต่ก็เพิ่มแรงเสียดทานและความร้อนระหว่างการตัด ซึ่งอาจทำให้เศษวัสดุเชื่อมติดกับพื้นผิวของเครื่องมือในระหว่างการตัดเฉือนอลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC ที่ความเร็วสูง ในทางกลับกัน มุมเกลียวที่ต่ำกว่าจะสร้างความร้อนน้อยกว่า แต่ก็อาจขจัดเศษวัสดุได้ไม่ดีเท่าที่ควร สำหรับการตัดเฉือนอลูมิเนียม มุมเกลียว 35° หรือ 40° เหมาะสำหรับงานหยาบ ในขณะที่มุมเกลียว 45° เหมาะที่สุดสำหรับงานละเอียด

มุมกวาดล้าง

มุมคลายตัวเป็นอีกปัจจัยสำคัญสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของเครื่องมือ มุมที่ใหญ่เกินไปจะทำให้เครื่องมือกัดเข้าไปในชิ้นงานและเกิดการสั่นสะเทือน ในทางกลับกัน มุมที่เล็กเกินไปจะทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างเครื่องมือกับชิ้นงาน มุมคลายตัวระหว่าง 6° ถึง 10° เหมาะที่สุดสำหรับการตัดเฉือนอลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC

วัสดุเครื่องมือ

คาร์ไบด์เป็นวัสดุที่นิยมใช้สำหรับเครื่องมือตัดที่ใช้ในการตัดเฉือนอลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC เนื่องจากอลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ตัดได้ง่าย สิ่งสำคัญในเครื่องมือตัดสำหรับอลูมิเนียมจึงไม่ใช่ความแข็ง แต่เป็นความสามารถในการรักษาความคมของคมมีด ซึ่งความสามารถนี้มีอยู่ในเครื่องมือคาร์ไบด์ และขึ้นอยู่กับสองปัจจัย คือ ขนาดของเม็ดคาร์ไบด์และอัตราส่วนของสารยึดเกาะ ขนาดเม็ดที่ใหญ่ขึ้นจะทำให้วัสดุแข็งขึ้น ในขณะที่ขนาดเม็ดที่เล็กกว่าจะรับประกันวัสดุที่เหนียวและทนต่อแรงกระแทกได้ดีกว่า ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เราต้องการ เม็ดขนาดเล็กจำเป็นต้องใช้โคบอลต์เพื่อให้ได้โครงสร้างเม็ดละเอียดและความแข็งแรงของวัสดุ

อย่างไรก็ตาม โคบอลต์จะทำปฏิกิริยากับอะลูมิเนียมที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดขอบอะลูมิเนียมสะสมบนพื้นผิวของเครื่องมือ สิ่งสำคัญคือการใช้เครื่องมือคาร์ไบด์ที่มีปริมาณโคบอลต์ที่เหมาะสม (2-20%) เพื่อลดปฏิกิริยานี้ให้น้อยที่สุด ในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งแรงที่ต้องการไว้ได้ โดยทั่วไปแล้ว เครื่องมือคาร์ไบด์จะทนต่อความเร็วสูงที่เกี่ยวข้องกับการตัดเฉือนอะลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC ได้ดีกว่าเครื่องมือเหล็ก

นอกเหนือจากวัสดุของเครื่องมือแล้ว การเคลือบผิวเครื่องมือก็เป็นปัจจัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการตัดของเครื่องมือเช่นกัน การเคลือบ ZrN (เซอร์โคเนียมไนไตรด์), TiB2 (ไทเทเนียมไดโบไรด์) และการเคลือบคล้ายเพชร เป็นตัวอย่างของการเคลือบที่เหมาะสมสำหรับเครื่องมือที่ใช้ในการตัดเฉือนอลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC

ฟีดและความเร็ว

ความเร็วในการตัดคือความเร็วในการหมุนของเครื่องมือตัด อะลูมิเนียมสามารถทนต่อความเร็วในการตัดที่สูงมาก ดังนั้นความเร็วในการตัดสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมจึงขึ้นอยู่กับขีดจำกัดของเครื่องจักรที่ใช้ ความเร็วควรสูงที่สุดเท่าที่จะทำได้ในการตัดเฉือนอะลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC เนื่องจากจะช่วยลดโอกาสการเกิดขอบสะสม ประหยัดเวลา ลดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในชิ้นงาน ปรับปรุงการแตกตัวของเศษ และช่วยให้ได้ผิวงานที่ดีขึ้น ความเร็วที่ใช้จริงจะแตกต่างกันไปตามโลหะผสมอะลูมิเนียมและเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือ

อัตราการป้อน คือระยะทางที่ชิ้นงานหรือเครื่องมือเคลื่อนที่ต่อการหมุนหนึ่งรอบของเครื่องมือ อัตราการป้อนที่ใช้ขึ้นอยู่กับผิวงานที่ต้องการ ความแข็งแรง และความแข็งของชิ้นงาน การตัดแต่งหยาบต้องใช้อัตราการป้อน 0.15 ถึง 2.03 มม./รอบ ในขณะที่การตัดแต่งละเอียดต้องใช้อัตราการป้อน 0.05 ถึง 0.15 มม./รอบ

น้ำมันตัดกลึง

แม้ว่าอลูมิเนียมจะสามารถขึ้นรูปได้ด้วยเครื่องจักร แต่ห้ามตัดอลูมิเนียมแบบแห้งเด็ดขาด เพราะจะทำให้เกิดขอบคมสะสม น้ำมันหล่อลื่นที่เหมาะสมสำหรับการตัดเฉือนอลูมิเนียมด้วยเครื่อง CNC คือ น้ำมันอิมัลชันที่ละลายน้ำได้และน้ำมันแร่ ควรหลีกเลี่ยงน้ำมันหล่อลื่นที่มีคลอรีนหรือกำมะถัน เพราะธาตุเหล่านี้จะทำให้เกิดคราบสกปรกบนอลูมิเนียม

กระบวนการหลังการกลึง

หลังจากทำการกลึงชิ้นส่วนอะลูมิเนียมแล้ว ยังมีกระบวนการบางอย่างที่คุณสามารถดำเนินการเพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกายภาพ เชิงกล และความสวยงามของชิ้นส่วนนั้นได้ กระบวนการที่แพร่หลายที่สุดมีดังต่อไปนี้

การพ่นลูกปัดและทราย

การพ่นลูกปัดเป็นการตกแต่งพื้นผิวเพื่อความสวยงาม ในกระบวนการนี้ ชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึงจะถูกพ่นด้วยลูกปัดแก้วขนาดเล็กโดยใช้ปืนลมแรงดันสูง ซึ่งจะช่วยขจัดวัสดุออกไปอย่างมีประสิทธิภาพและทำให้พื้นผิวเรียบเนียน ทำให้พื้นผิวอลูมิเนียมเป็นแบบซาตินหรือแบบด้าน พารามิเตอร์หลักของกระบวนการพ่นลูกปัดคือขนาดของลูกปัดแก้วและปริมาณแรงดันอากาศที่ใช้ ควรใช้กระบวนการนี้เฉพาะเมื่อความคลาดเคลื่อนของขนาดชิ้นส่วนไม่สำคัญมากนัก

กระบวนการตกแต่งขั้นสุดท้ายอื่นๆ ได้แก่ การขัดเงาและการทาสี

การเคลือบผิว

กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเคลือบชิ้นส่วนอะลูมิเนียมด้วยวัสดุอื่น เช่น สังกะสี นิกเกล และโครเมียม เพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตชิ้นส่วน และอาจทำได้โดยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า

อโนไดซ์

การชุบอะโนไดซ์เป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า โดยการนำชิ้นส่วนอะลูมิเนียมไปจุ่มในสารละลายกรดซัลฟิวริกเจือจาง แล้วจึงใช้แรงดันไฟฟ้ากับขั้วแคโทดและแอโนด กระบวนการนี้จะเปลี่ยนพื้นผิวที่สัมผัสกับสารละลายให้กลายเป็นชั้นเคลือบอะลูมิเนียมออกไซด์ที่แข็งและไม่ทำปฏิกิริยาทางไฟฟ้า ความหนาแน่นและความหนาของชั้นเคลือบจะขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอของสารละลาย ระยะเวลาในการชุบอะโนไดซ์ และกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถใช้กระบวนการอะโนไดซ์เพื่อเพิ่มสีสันให้กับชิ้นส่วนได้อีกด้วย

ผงเคลือบผิว

กระบวนการเคลือบสีฝุ่นเกี่ยวข้องกับการเคลือบชิ้นส่วนด้วยผงโพลีเมอร์สีโดยใช้ปืนพ่นสีไฟฟ้าสถิต จากนั้นจึงนำชิ้นส่วนไปอบแห้งที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส การเคลือบสีฝุ่นช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานต่อการสึกหรอ การกัดกร่อน และแรงกระแทก

การรักษาความร้อน

ชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมอะลูมิเนียมที่สามารถอบชุบความร้อนได้ อาจผ่านกระบวนการอบชุบความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล

การประยุกต์ใช้ชิ้นส่วนอลูมิเนียมที่ขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC ในอุตสาหกรรม

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น โลหะผสมอะลูมิเนียมมีคุณสมบัติที่พึงประสงค์หลายประการ ดังนั้น ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมที่ผลิตด้วยเครื่อง CNC จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในหลายอุตสาหกรรม รวมถึงอุตสาหกรรมต่อไปนี้:

• การบินและอวกาศเนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง ชิ้นส่วนต่างๆ ในเครื่องบินหลายชิ้นจึงผลิตจากอะลูมิเนียมกลึง
• ยานยนต์เช่นเดียวกับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ชิ้นส่วนหลายอย่าง เช่น เพลาและส่วนประกอบอื่นๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ก็ผลิตจากอะลูมิเนียมเช่นกัน
• ระบบไฟฟ้าเนื่องจากมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูง ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมที่ขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC จึงมักถูกนำมาใช้เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องใช้ไฟฟ้า
• อาหาร/ยาเนื่องจากชิ้นส่วนอะลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ จึงมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอาหารและยา
• กีฬาอะลูมิเนียมมักถูกนำมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์กีฬา เช่น ไม้เบสบอลและนกหวีดกีฬา
• ไครอยีนิคส์เนื่องจากอะลูมิเนียมสามารถคงคุณสมบัติทางกลไว้ได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ทำให้ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิต่ำมาก (ไครโอเจนิก)