Aluminium CNC-bewerking: de ultieme gids

CNC-bewerking van aluminium is een populaire productietechniek in de moderne productie-industrie van metalen onderdelen.

Voor een succesvolle CNC-bewerking van aluminium moet u de beste materiaalkwaliteit kiezen, de voordelen kennen, een geschikte techniek kiezen, de kosten inschatten of de juiste oppervlakteafwerking toepassen.

Dus als u een expert wilt worden in CNC-bewerking van aluminium, lees dan deze handleiding.

Aluminium CNC-bewerkingskwaliteiten

Verschillende aluminiumkwaliteiten vinden toepassing in industriële toepassingen met kernverschillen gedetailleerd in inherente eigenschappen. Ze bevatten:

Meer informatie :

Aluminiumlegering – Bron: Wikipedia

Soorten aluminiumkwaliteiten – Bron: Metal Super Market

Soorten aluminium – Bron: Thomas Net

Aluminium CNC-bewerkingsvoordeel

Veel voordelen komen voort uit het uitvoeren van aluminium CNC-gefreesde onderdelen in uw project.

i. Corrosiebestendigheid: De corrosiebestendigheid van CNC-gefreesde aluminiumsoorten verschilt afhankelijk van de samenstelling. Desondanks blijft het een standaardeigenschap die het mogelijk maakt om CNC-gefreesde onderdelen in corrosieve of blootgestelde omgevingen te gebruiken.

ii. Bewerkbaarheid: Aluminium is zeer goed bewerkbaar en makkelijk te bewerken dankzij de ductiliteit en vervormbaarheid. Dit maakt de productie economisch, omdat deze zeer nauwkeurig en herhaalbaar is met minder gereedschapsbelasting.

iii. Elektrische geleidbaarheid: Hoewel de geleidbaarheid lager is dan die van koper, vertoont aluminium nog steeds een acceptabele elektrische signaaloverdracht. Daarom kunt u dergelijke CNC-machineonderdelen gebruiken in toepassingen waar geleidbaarheid noodzakelijk is.

iv. Potentieel voor anodiseren: Na het CNC-bewerken van aluminium onderdelen kunt u de fysieke eigenschappen ervan verbeteren door middel van anodiseren. Anodiseren verbetert de oppervlaktekwaliteit van het CNC-bewerkte aluminium onderdeel, zoals dikte en slijtvastheid.

v. Recyclebaarheid: Ongebruikte of afgedankte aluminium onderdelen die overblijven na het CNC-bewerkingsproces kunnen worden gerecycled en opnieuw bewerkt. Recycling vermindert vervuiling, energieverspilling en zelfs productiekosten.

vi. Sterkte-gewichtsverhouding: De hoge sterkte-gewichtsverhouding van aluminium maakt CNC-bewerking mogelijk van onderdelen waarbij sterkte en gewicht belangrijke factoren zijn.

Meer informatie :

Wat is CNC-bewerking? – Bron: Thomas Net

CNC-bewerkingsproces – Bron: Goodwin University

Beperkingen van CNC-bewerking van aluminium

U kunt enkele problemen tegenkomen bij het CNC-bewerken van aluminium. Enkele veelvoorkomende tegenslagen zijn:

i. Bewerkbaarheid: De verschillende soorten aluminium en aluminiumlegeringen vormen een uitdaging bij CNC-bewerking, wat processen zoals frezen en snijden beïnvloedt.

ii. Bedrijfstemperatuur: De zachtheid van aluminium en het lage smeltpunt beperken de bedrijfstemperatuur bij CNC-bewerking. CNC-bewerkingen die een hoge warmteontwikkeling veroorzaken, kunnen daarom leiden tot vervormingen.

Voordelen CNC-bewerking van aluminium prototypes

Prototyping is een proces waarmee u een ontwerp kunt experimenteren of testen voordat u een volledige productierun uitvoert. Het belang ervan wordt als volgt benadrukt:

• Aluminium is goed verkrijgbaar, gemakkelijk te verwerken en recyclebaar en zorgt daarmee voor enorme kostenbesparingen.
• Bij CNC-bewerking van aluminium prototypes kunt u eenvoudig ontwerpen verifiëren en implementeren zonder enorme verliezen te lijden.

Aluminium CNC-bewerkingsprocessen

Als het gaat om CNC-bewerking van aluminium, zijn er veel technologieën die u kunt gebruiken, afhankelijk van de specificaties van uw onderdeel. U wilt bijvoorbeeld gaten boren, schroefdraad maken of cilindrische onderdelen bewerken.

Daarom moet u een geschikte CNC-bewerkingstechniek kiezen:

CNC draaiend aluminium

Bij CNC-draaien van aluminium blijft het snijgereedschap in positie terwijl u het werkstuk roteert om ongewenst materiaal te verwijderen. De CNC-draaibank wordt gebruikt bij het CNC-draaien van aluminium met behulp van computergestuurde instructies om het aluminium werkstuk in de gewenste vorm om te zetten.

U kunt deze CNC-apparatuur overwegen om aluminium te bewerken.

       i. Verticale CNC-draaibank

Hier wordt de spil verticaal gefixeerd en voert de draaibewerking uit door het werkstuk op en neer te bewegen. Het is gunstig voor eenzijdige bewerkingen en waar het ophangen van het werkstuk een probleem is.

     ii. Horizontale CNC-draaibanken

In plaats van een spil zoals bij hun verticale landgenoten, implementeren deze CNC-draaibanken horizontaal meerdere koppen. Kan aluminium CNC-bewerkingen uitvoeren in verschillende uitvoeringen waarbij afvalmateriaal er gemakkelijk af valt door de zwaartekracht.

Voordelen van aluminium CNC draaien

Het inzetten van CNC draaien bij het CNC verspanen van aluminium biedt u de volgende voordelen:

• Kostenefficient: CNC draaien van aluminium verhoogt de productie-efficiëntie door het proces in kortere tijden uit te voeren, waardoor het kosteneffectief wordt.
• Efficiëntie: CNC-afstemming van aluminium vermindert verspilling door zeer nauwkeurige bewerkingen uit te voeren die de procesefficiëntie verbeteren.

CNC Aluminium frezen

CNC frezen van een aluminiumlegering is tegenwoordig een populaire bewerking. Je gebruikt een meerpuntsgereedschap om stationair aluminium materiaal te bewerken.

Als het om CNC frezen gaat, kunt u gebruik maken van:

• Verticale CNC-freesmachine
• Horizontale CNC-freesmachine
• Meerassige CNC-freesmachine

Meerassige freesmachines kunnen in meerdere assen bewegen, waardoor snellere en preciezere bewerkingen op aluminium werkstukken mogelijk zijn.

CNC-freesmethoden

Er zijn verschillende benaderingen voor het CNC-frezen van aluminium werkstukken, zoals hieronder beschreven:

• hoekig frezen: Hier worden de rotatie-as van de CNC-freesmachine en het oppervlak van het aluminium werkstuk onder een hoek gescheiden. Produceert dus specifieke ontwerpen zoals groeven en andere schuine sneden.
• Vlakfrezen: Het gereedschap werkt naar beneden tegen het aluminium werkstuk en produceert complexe ontwerpen met de rotatieas loodrecht op het werkstuk.
• vorm frezen: CNC-bewerking van aluminium met deze freesmethode maakt de vorming van afgeronde sneden mogelijk door meerdere gereedschappen te gebruiken.
• profiel frezen: Maakt gebruik van een driestapsproces van voorbewerken, semi- en eindafwerking bij het produceren van concave en convexe aluminium onderdelen.
• Oppervlakte frezen: Verwijdert materiaal van het oppervlak van het aluminium werkstuk met het werkstuk evenwijdig aan de rotatieas.

CNC Boren in aluminium

Bij CNC-boren van aluminium werkstukken worden speciale gereedschappen, boortjes genaamd, gebruikt om gaten te maken. Deze gaten zijn essentieel tijdens de montage, met name bij het gebruik van bouten, schroeven en klinknagels.

CNC-boortypen

De volgende CNC-boortypes kunnen aluminium werkstukken effectief transformeren voor uw toepassing:

i. Meervoudige boormachine: Ondersteunt meerdere werkkoppen die meerdere spindels kunnen bevatten en waarmee tal van bewerkingen gelijktijdig kunnen worden uitgevoerd.

ii. Microboormachine: Biedt hoge nauwkeurigheid dankzij de kleine boorkoppen, handig voor het maken van zeer kleine gaten in roestvrijstalen werkstukken.

iii. Boormachine met meerdere spindels: Beschikt over een enkele werkkop met meerdere spindels die gelijktijdig kunnen werken.

iv. Radiaalboormachine : Maakt gebruik van een boorkop die verschillende bewegingen kan maken om diverse bewerkingen uit te voeren op een vastgezet werkstuk.

v. Revolverkopboormachine : Beschikt over een revolverkop met meerdere werkkoppen, waardoor u de positie eenvoudig kunt aanpassen en het gereedschap snel kunt wisselen.

vi. Staande boormachine : Dit type CNC-boormachine voert het werkstuk naar een gereedschap en is voorzien van een spindelkop met een tandwielaandrijving.

CNC snijden van aluminium

CNC -snijden van aluminium houdt in dat er aluminiumstukken van de juiste afmetingen uit grotere platen of staven worden gesneden, afhankelijk van de ontwerpvereisten. Enkele voorbeelden van CNC-aluminiumsnijmachines die u kunt gebruiken zijn:

i. CNC-lasermachines: Deze machines maken gebruik van een computergestuurde laserstraal met hoog vermogen om aluminium te snijden. Het snijproces vindt plaats door middel van verdamping, smelten of verbranding, wat resulteert in zeer nauwkeurige sneden.

ii. CNC-plasmasnijders: Deze werken door een krachtige plasmaboog te creëren door perslucht extreem te verhitten. De resulterende plasmaboog smelt het aluminium en blaast tegelijkertijd het gesmolten materiaal weg, waardoor het onder computerbesturing wordt doorgesneden.

iii. CNC-router: Gebruikt een vingerfrees om materiaal te verwijderen of aluminium werkstukken in de gewenste vorm te bewerken. Ook handig voor het scheiden van grotere aluminium stukken, rekening houdend met het type frees en de aanvoersnelheid.

iv. CNC-watersnijders: Hierbij worden waterstralen, gemengd met schuurmiddelen, onder hoge druk door kleine sproeiers geperst. De waterstraal raakt het aluminiumoppervlak met hoge snelheid, waardoor koudsnijden zonder vervorming wordt geïnitieerd.

5 tips voor het snijden van aluminium met een CNC-router

De CNC-frees kan u helpen bij uw projecten door aluminium eenvoudig in de gewenste vorm en afmeting te snijden. Houd echter rekening met de volgende tips voor een correct snijproces:

• Bepaal de snelheid en voeding voor uw CNC-router, meestal met behulp van een rekenmachine om een ​​zuivere snede te garanderen.
• Bij het gebruik van een CNC-router op aluminium zijn hoge toerentallen nodig, waardoor het gebruik van hardmetalen frezen noodzakelijk is.
• Voeg een vernevelingssysteem toe aan uw opstelling om te fungeren als smeermiddel voor de snijplotter en aluminium om respectievelijk slijtage en vervorming te voorkomen.
• Gebruik progressieve ondiepe passages om de snedediepte te bereiken om een ​​gemakkelijke spaanafvoer en hoogwaardige eindresultaten te garanderen.
• CNC snijden van aluminium met een CNC-router werkt met maximaal drie groeven om spaanophoping en dus vastlopen te voorkomen. Ook gaat het gebruik van gereduceerde groeven hand in hand met een reductie van de voedingssnelheid.

Factoren die de gereedschapskeuze beïnvloeden bij CNC-bewerking van aluminium

Gereedschapskeuze bij CNC-bewerking van aluminium is essentieel voor het bepalen van de snijkwaliteit en het succes van het proces. Bijgevolg is gereedschapsselectie een belangrijk proces waarbij rekening wordt gehouden met de volgende factoren:

Snijvloeistof

Hoewel aluminium zacht is, resulteert droog snijden in braamvorming en inconsistente randen, waardoor het gebruik van snijvloeistoffen noodzakelijk is. Olie-emulsies zijn geschikte snijvloeistoffen, aangezien die met sporen van chloor en zwavel vlekken achterlaten op het aluminiumoppervlak.

Voedingen en snelheden

De snijsnelheid bij CNC-bewerking van aluminium verwijst naar de rotaties per minuut van het gereedschap. De gereedschapsparameters radius en materiaal beïnvloeden de snelheid.

U kunt hoge snijsnelheden toepassen op aluminium om spaanvorming en warmteophoping te verminderen en de afwerkingskwaliteit te verbeteren.

Voedingssnelheid beschrijft de verplaatsing van het gereedschap bij het maken van een volledige cyclus. Het is ook van toepassing op het werkstuk waar het wordt gedraaid en het gereedschap in positie wordt gehouden.

Gereedschapsontwerp

De gereedschapsconfiguratie, bijvoorbeeld het aantal groeven, is van vitaal belang bij het maken of breken van een aluminium CNC-bewerkingsproces. Zo zorgt het hebben van een laag aantal groeven (2-3) bij het bewerken van aluminium ervoor dat er geen spanen ontstaan.

Gereedschapsmateriaal

Aluminium is een zacht metaal en bewerkingsgereedschap vereist scherpe randen die niet gevoelig zijn voor slijtage, zoals hardmetaal.

Als alternatief zijn er gereedschapssystemen gemaakt van kobalt. Dit is echter voor situaties waarin er geen reactiviteit is met aluminium.

Reactiviteit met aluminium kan vooral bij hoge temperaturen oppervlakte-inbreuken veroorzaken.

U kunt echter carbide met een licht kobaltgehalte gebruiken om de gewenste taaiheid zonder vervorming te bereiken.

Hoek van Helix

Het is de hoek die wordt gevormd door de denkbeeldige lijn die door het midden van het gereedschap en het tangentiële werkvlak snijdt. Een grote hoek zal de spaanafvoer sneller maken.

Dit gaat natuurlijk ten koste van toenemende wrijving. Als gevolg hiervan zal er een temperatuurstijging zijn.

De resulterende hitte kan ertoe leiden dat de spanen tijdens het lassen aan het gereedschap hechten, vooral bij bewerkingen met hoge snelheden. Het hebben van een kleine helixhoek bereikt precies het tegenovergestelde.

Tips bij CNC-bewerking van aluminium

De rol van CNC-bewerking van aluminium staat centraal in de productie van veel dagelijkse apparaten en apparatuur. Als u zich houdt aan de volgende tips bij het CNC-bewerken van aluminium, zorgt u voor kwaliteitsproducten en houdt u tegelijkertijd uw veiligheid in stand.

• Breng altijd glijmiddel aan. Het smeren van uw actiegebied tussen gereedschap en aluminium materiaal vermindert wrijving waardoor het CNC-bewerkingsproces eenvoudiger wordt. Het zorgt er ook voor dat de randen recht zijn en voorkomt hitteschade.
• Verwijder gevormde spaanders altijd. Als spanen zich rond uw gereedschap ophopen, kan dit leiden tot breuk en vervorming van het aluminium.
• Versnel het proces niet. Gebruik de juiste voeding en snelheid, afhankelijk van het gereedschap, de aluminiumsoort en het bewerkingsproces. U moet ook geen zeer lage voedingssnelheden gebruiken, omdat dit het gereedschap alleen maar zou afstompen.
• Gebruik frezen met kleine diameters. Dit geldt met name wanneer u een diepe snijdiepte probeert te bereiken, omdat dit het proces soepeler maakt.
• Gebruik het juiste gereedschap. Bij het bewerken van bijvoorbeeld aluminium hebben hardmetalen gereedschappen de voorkeur boven HSS en kobalt.

Hoe de kosten van aluminium CNC-bewerkingen te schatten

Net als bij alle andere projecten, moet u bij het CNC-frezen van aluminium een ​​kostenraming maken. Het hebben van een kostenraming zorgt ervoor dat u uw behoeften kunt budgetteren en aan de projecteisen kunt voldoen.

Bij het inschatten van de kosten van CNC-bewerking van aluminium, houdt u rekening met de volgende factoren:

Materiële behoeften

Essentiële overwegingen met betrekking tot uw materiaalbehoeften zijn de aluminiumkwaliteit en de vereiste grootte of hoeveelheid. Omdat CNC-bewerking van aluminium subtractieve processen met zich meebrengt, zal de ontwerpcomplexiteit het materiaalgebruik beïnvloeden.

Arbeidsbehoeften

Hoewel veel aluminium CNC-bewerkingsapparatuur computergestuurd is, hebben ze nog steeds menselijk toezicht nodig. Uw arbeidsbehoefte wordt bepaald door rekening te houden met het aantal personeelsleden, het vaardigheidsniveau, de gewerkte uren en de vergoedingsformule.

Oppervlakteafwerkingen voor CNC-machines Aluminium onderdelen

Het aanbrengen van een oppervlakteafwerking op uw aluminium CNC-gefreesde onderdelen kan de fysieke eigenschappen en duurzaamheid ervan verbeteren. Er zijn verschillende oppervlakteafwerkingen mogelijk, waarvan enkele hieronder worden besproken.

• anodiseren: Anodiseren kan resulteren in een heldere, gekleurde of harde laag door elektrische passivering die de corrosie- en slijtvastheid verbetert.
• Parelstralen: Resulteert in een consistent glad CNC-gefreesd oppervlak van aluminium onderdelen door gereedschapssporen en andere oppervlaktevervormingen te elimineren.
• Chromaatconversiecoating: Door deze coating over uw CNC-gefreesde aluminium onderdeel aan te brengen, blijft de geleidbaarheid behouden en wordt de weerstand tegen slijtage en corrosie verbeterd.
• Decoratief verchromen: Verchromen heeft voornamelijk een esthetische waarde op uw CNC-gefreesde aluminium onderdeel en verbetert tegelijkertijd de duurzaamheid van het oppervlak.
• polijsten: Maakt gebruik van mechanische of chemische middelen waardoor uw aluminium onderdeel een glad en sterk reflecterend oppervlak krijgt.
• Poeder coating: Hier brengt u verfpoeder aan op uw CNC-gefreesde aluminium onderdelen voordat u deze onderwerpt aan bakken in de oven. Poedercoating verbetert de oppervlakteweerstand en duurzaamheid.

U kunt meer te weten komen over oppervlaktebehandelingen voor aluminium.

Toepassingen van CNC gefreesde aluminium onderdelen

De toepassing van aluminium CNC-gefreesde onderdelen strekt zich uit over industrieën die in bijna elke sector worden gebruikt. Enkele veelvoorkomende industriële toepassingen zijn als volgt:

i. Automotive: De belangrijkste eigenschappen die het gebruik van aluminium onderdelen in de automobielsector mogelijk maken, zijn sterkte, laag gewicht en duurzaamheid.

ii. Voedings-/farmaceutische industrie: CNC-gefreesde aluminium onderdelen worden met name gebruikt voor verpakkingen in de voedings- en farmaceutische industrie vanwege hun slijmvormende eigenschappen bij contact met stoffen.

iii. Lucht- en ruimtevaart: De ongelooflijke sterkte in verhouding tot het gewicht van CNC-gefreesde aluminium onderdelen maakt ze zeer populair voor gebruik in vliegtuigen.

iv. Sport: Veel sportartikelen en -accessoires maken gebruik van CNC-gefreesde aluminium onderdelen vanwege hun duurzaamheid, sterkte en lage gewicht. Denk bijvoorbeeld aan fietsframes, honkbalbats, rackets en fluitjes.

v. Elektrisch: Omdat aluminium naast een uitstekende corrosiebestendigheid ook elektrische geleidbaarheid vertoont, wordt het in veel elektrische componenten en apparaten gebruikt.

Conclusie

Door de veelzijdigheid van aluminium en het gemak van CNC-bewerking kan het op grote schaal worden gebruikt bij de productie van onderdelen en componenten. Met CNC-bewerking van aluminium kunt u uw projectontwerpen eenvoudig tot leven brengen.

Meer informatie :

CNC-freescomponenten – Bron: HMAKING

CNC-bewerking van aluminium onderdelen – Bron: Protolabs

CNC-draaionderdelen – Bron: HMAKING

CNC-bewerking van aluminium – Bron: 3Ds

CNC-booronderdelen – Bron: HMAKING

Voordelen van CNC-bewerking van aluminium – Bron: 3ERP

CNC-bewerking van aluminium – Bron: Xomerty

Aluminium voor CNC-bewerking – Bron: GENSUN