Obróbka CNC aluminium: kompletny przewodnik

Obróbka CNC aluminium jest popularną techniką produkcji w nowoczesnych gałęziach przemysłu produkującego części metalowe.

Aby obróbka CNC aluminium zakończyła się sukcesem, należy wybrać najlepszy gatunek materiału, poznać korzyści, wybrać odpowiednią technikę, oszacować koszt lub zastosować odpowiednie wykończenie powierzchni.

Jeśli więc chcesz być ekspertem w obróbce aluminium CNC, przeczytaj ten przewodnik.

Gatunki obróbki aluminium CNC

Różne gatunki aluminium znajdują zastosowanie w różnych zastosowaniach przemysłowych, a podstawowe różnice wyszczególniono we właściwościach. Zawierają:

Więcej zasobów :

Stop aluminium – Źródło: Wikipedia

Rodzaje gatunków aluminium – Źródło: Metal Super Market

Rodzaje aluminium – Źródło: Thomas Net

Zaleta obróbki aluminium CNC

Wiele korzyści wynika z zastosowania aluminiowych części obrabianych CNC w Twoim projekcie.

i. Odporność na korozję: Poziomy odporności poszczególnych gatunków aluminium obrabianych CNC różnią się w zależności od składników. Niemniej jednak, pozostaje to standardem, umożliwiającym stosowanie części obrabianych CNC w środowiskach korozyjnych lub narażonych na korozję.

ii. Skrawalność: Aluminium jest wysoce obrabialne i podatne na obróbkę skrawaniem ze względu na swoją ciągliwość i kowalność. Dzięki temu produkcja jest ekonomiczna, ponieważ charakteryzuje się wysoką dokładnością i powtarzalnością przy jednoczesnym zmniejszeniu obciążenia narzędzi.

iii. Przewodność elektryczna: Chociaż przewodność elektryczna aluminium jest niższa niż przewodność miedzi, nadal charakteryzuje się akceptowalnym transferem sygnału elektrycznego. Dzięki temu takie części maszyn CNC można stosować w zastosowaniach, w których przewodność jest wymagana.

iv. Potencjał anodowania: Po obróbce CNC elementów aluminiowych można poprawić ich właściwości fizyczne poprzez anodowanie. Anodowanie poprawia właściwości powierzchni obrabianego CNC elementu aluminiowego, takie jak grubość i odporność na zużycie.

v. Możliwość recyklingu: Niewykorzystane lub odpadowe części aluminiowe powstałe w procesie obróbki CNC można poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać. Recykling zmniejsza zanieczyszczenie środowiska, marnotrawstwo energii, a nawet koszty produkcji.

vi. Stosunek wytrzymałości do masy: Wysoki stosunek wytrzymałości do masy aluminium umożliwia obróbkę CNC części, w przypadku których wytrzymałość i masa mają istotne znaczenie.

Więcej zasobów :

Czym jest obróbka CNC – Źródło: Thomas Net

Proces obróbki CNC – Źródło: Goodwin University

Ograniczenia obróbki CNC aluminium

Podczas obróbki CNC aluminium można napotkać pewne trudności. Niektóre typowe niepowodzenia obejmują:

i. Obróbka: Różne gatunki aluminium i jego stopów stanowią wyzwanie podczas obróbki CNC, wpływając na procesy takie jak frezowanie i cięcie

ii. Temperatura pracy: Miękkość aluminium i jego niska temperatura topnienia ograniczają temperaturę pracy podczas obróbki CNC. W związku z tym wykonywanie operacji obróbki CNC, które generują wysokie ciepło, może prowadzić do deformacji.

Korzyści Obróbka prototypów aluminium CNC

Prototypowanie to proces, który umożliwia eksperymentowanie lub testowanie projektu przed podjęciem pełnej serii produkcyjnej. Jego znaczenie podkreśla się w następujący sposób:

• Aluminium jest łatwo dostępne, łatwe w obróbce i nadaje się do recyklingu, co wiąże się z ogromnymi oszczędnościami.
• Podejmując się obróbki CNC aluminiowych prototypów można łatwo zweryfikować i wdrożyć projekty bez ponoszenia ogromnych strat.

Procesy obróbki CNC aluminium

Jeśli chodzi o obróbkę CNC aluminium, istnieje wiele technologii, które można zastosować w zależności od specyfikacji części. Na przykład możesz chcieć wiercić otwory, wykonywać gwinty lub obrabiać części cylindryczne.

W rezultacie musisz wybrać odpowiednią technikę obróbki CNC:

CNC toczenie aluminium

Podczas toczenia aluminium CNC, narzędzie tnące pozostaje w pozycji podczas obracania przedmiotu obrabianego w celu usunięcia nadmiaru materiału. Tokarka CNC znajduje zastosowanie w toczeniu aluminium CNC, wykorzystując instrukcje komputerowe do nadania przedmiotowi aluminiowemu pożądanego kształtu.

Możesz rozważyć te urządzenia CNC do obróbki aluminium.

       I. Pionowa tokarka CNC

Tutaj wrzeciono jest zamocowane pionowo i wykonuje operację toczenia poprzez przesuwanie przedmiotu obrabianego w górę iw dół. Jest to korzystne w przypadku operacji jednostronnych i tam, gdzie problemem jest zawieszenie przedmiotu obrabianego.

     II. Tokarki poziome CNC

Zamiast wrzeciona, jak u ich pionowych rodaków, te tokarki CNC w poziomie realizują wiele głowic. Może podjąć się obróbki CNC aluminium w różnych projektach, w których odpady łatwo spadają grawitacyjnie.

Zalety toczenia CNC aluminium

Zastosowanie toczenia CNC w obróbce CNC aluminium daje następujące korzyści:

• Opłacalny: CNC toczenie aluminium zwiększa wydajność produkcji, podejmując proces w krótszym czasie, co czyni go opłacalnym.
• Wydajność: Strojenie CNC aluminium zmniejsza straty, wykonując wysoce precyzyjne operacje zwiększające wydajność procesu.

CNC Frezowanie aluminium

Frezowanie CNC stopów aluminium to obecnie popularna operacja. Do obróbki nieruchomego materiału aluminiowego używa się narzędzia wielopunktowego.

Jeśli chodzi o frezowanie CNC, możesz użyć:

• Pionowa frezarka CNC
• Pozioma frezarka CNC
• Wieloosiowa frezarka CNC

Frezarki wieloosiowe mogą poruszać się w wielu osiach, umożliwiając szybsze i precyzyjne operacje na elementach aluminiowych.

Metody frezowania CNC

Istnieje kilka podejść do frezowania CNC elementów aluminiowych:

• Frezowanie kątowe: Tutaj oś obrotu frezarki CNC i aluminiowa powierzchnia obrabianego przedmiotu są oddzielone pod kątem. W ten sposób wytwarza określone projekty, takie jak rowki i inne nacięcia pod kątem.
• Frezowanie czołowe: Narzędzie pracuje w dół w stosunku do aluminiowego przedmiotu obrabianego, tworząc złożone projekty z osią obrotu prostopadłą do przedmiotu obrabianego.
• Frezowanie kształtowe: Obróbka CNC aluminium tą metodą frezowania umożliwia tworzenie zaokrąglonych cięć przy użyciu wielu narzędzi.
• Frezowanie profilu: Wykorzystuje trzyetapowy proces obróbki zgrubnej, pół- i wykańczającej w produkcji wklęsłych i wypukłych części aluminiowych.
• Frezowanie powierzchni: Usuwa materiał z powierzchni aluminiowego przedmiotu obrabianego, gdy przedmiot obrabiany jest równoległy do ​​osi obrotu.

CNC Wiercenie aluminium

Wiercenie CNC aluminiowych elementów obrabianych wymaga użycia specjalnych narzędzi, zwanych wiertłami, do wykonania otworów. Otwory te są niezbędne podczas montażu, zwłaszcza przy użyciu śrub, wkrętów i nitów.

Typy wierteł CNC

Następujące typy wierteł CNC mogą skutecznie przekształcać aluminiowe elementy obrabiane do Twoich zastosowań:

i. Wiertarka zespołowa: Obsługuje wiele głowic roboczych, które mogą pomieścić kilka wrzecion i wykonywać wiele operacji jednocześnie.

ii. Mikrowiertarka stołowa: charakteryzuje się wysoką dokładnością i małymi uchwytami, przydatnymi przy wykonywaniu bardzo małych otworów w elementach ze stali nierdzewnej.

iii. Wiertarka wielowrzecionowa: Posiada pojedynczą głowicę roboczą z wieloma wrzecionami umożliwiającymi jednoczesną pracę.

iv. Wiertarka promieniowa : wykorzystuje głowicę ścierną zdolną do wykonywania różnych ruchów w celu wykonywania kilku operacji na zabezpieczonym elemencie obrabianym.

v. Wiertarka rewolwerowa : Posiada rewolwer z wieloma głowicami roboczymi, umożliwiającymi łatwą zmianę pozycji i szybką wymianę narzędzi.

vi. Wiertarka pionowa : Ten typ wiertarki CNC podaje obrabiany przedmiot do narzędzia i jest wyposażony w głowicę wrzeciona z napędem przekładniowym.

Cięcie CNC aluminium

Cięcie aluminium CNC polega na wycinaniu odpowiednich rozmiarów elementów aluminiowych z większych arkuszy lub prętów, zgodnie z wymaganiami projektowymi. Wśród dostępnych urządzeń do cięcia aluminium CNC znajdują się:

i. Maszyny laserowe CNC: Wykorzystują sterowaną komputerowo wiązkę laserową o dużej mocy do cięcia aluminium. Proces cięcia odbywa się poprzez parowanie, topienie lub wypalanie, co zapewnia wysoką precyzję cięcia.

ii. Przecinarki plazmowe CNC: Działają one poprzez wytwarzanie silnego łuku plazmowego poprzez poddawanie sprężonego powietrza ekstremalnemu nagrzaniu. Powstały łuk plazmowy topi aluminium, jednocześnie wydmuchując stop, przecinając je pod kontrolą komputera.

iii. Frezarka CNC: Wykorzystuje ostrze frezu walcowo-czołowego do obróbki materiału lub nadawania aluminiowemu elementowi pożądanego kształtu. Przydaje się również do oddzielania większych elementów aluminiowych, biorąc pod uwagę typ ostrza i prędkość posuwu.

iv. Przecinarki wodne CNC: Polegają na wytwarzaniu strumieni wody zmieszanej z materiałem ściernym pod wysokim ciśnieniem przez maleńkie dysze. Uderzenie strumienia z dużą prędkością w powierzchnię aluminium inicjuje cięcie na zimno bez deformacji.

5 wskazówek dotyczących cięcia aluminium za pomocą plotera CNC

Frezarka CNC może pomóc Ci w realizacji Twoich projektów, umożliwiając łatwe cięcie aluminium do pożądanego kształtu i rozmiaru. Należy jednak wziąć pod uwagę następujące wskazówki dotyczące prawidłowego cięcia:

• Określ prędkość i posuw dla routera CNC, zwykle za pomocą kalkulatora, aby zapewnić czyste cięcie.
• Podczas używania frezarki CNC do obróbki aluminium konieczne są wysokie obroty, co powoduje konieczność użycia frezów z węglików spiekanych.
• Uwzględnij w swojej konfiguracji system rozpylania, który będzie działał jak środek smarny dla frezu i aluminium, zapobiegając odpowiednio zużyciu i deformacji.
• Korzystaj z progresywnych, płytkich przejść, aby osiągnąć głębokość skrawania, aby zapewnić łatwe usuwanie wiórów i wysokiej jakości wyniki końcowe.
• Cięcie CNC aluminium za pomocą routera CNC działa z maksymalnie trzema rowkami, aby zapobiec gromadzeniu się wiórów, a tym samym zakleszczaniu. Ponadto stosowanie zredukowanych rowków wiórowych idzie w parze ze zmniejszeniem prędkości posuwu.

Czynniki wpływające na dobór narzędzi w obróbce CNC aluminium

Wybór narzędzia w obróbce CNC aluminium ma zasadnicze znaczenie dla określenia jakości cięcia i powodzenia procesu. W związku z tym wybór narzędzia jest ważnym procesem, który uwzględnia następujące czynniki:

Płyn do cięcia

Podczas gdy aluminium jest miękkie, cięcie na sucho powoduje tworzenie się zadziorów i nierówne krawędzie, co wymaga użycia cieczy chłodząco-smarujących. Emulsje olejowe są odpowiednimi płynami obróbkowymi, ponieważ te ze śladowymi ilościami chloru i siarki pozostawiają plamy na powierzchni aluminium.

Posuwy i prędkości

Prędkość skrawania podczas obróbki CNC aluminium odnosi się do obrotów narzędzia na minutę. Parametry narzędzia takie jak promień i materiał wpływają na prędkość.

W przypadku aluminium można stosować wysokie prędkości skrawania, aby ograniczyć gromadzenie się wiórów i akumulację ciepła oraz poprawić jakość wykończenia.

Szybkość posuwu opisuje drogę narzędzia podczas wykonywania pełnego cyklu. Dotyczy to również przedmiotu obrabianego, w którym jest on obracany, a narzędzie jest utrzymywane na miejscu.

Projektowanie narzędzi

Konfiguracja narzędzia, na przykład liczba rowków, ma kluczowe znaczenie dla wykonania lub przerwania procesu obróbki CNC aluminium. Na przykład mała liczba rowków (2-3) podczas obróbki aluminium zapewnia brak gromadzenia się wiórów.

Materiał narzędzia

Aluminium jest miękkim metalem, a narzędzia do obróbki skrawaniem wymagają ostrych krawędzi niepodatnych na zużycie, takich jak węglik spiekany.

Alternatywnie istnieją systemy narzędzi wykonane z kobaltu. Dotyczy to jednak sytuacji, w których nie występuje reaktywność z aluminium.

Reaktywność z aluminium może powodować uszkodzenia powierzchni, zwłaszcza w wysokiej temperaturze.

Można jednak zastosować węglik z niewielką zawartością kobaltu, aby osiągnąć pożądaną udarność bez deformacji.

Kąt helisy

Jest to kąt utworzony przez wyimaginowaną linię przecinającą środek narzędzia i styczną płaszczyznę działania. Duży kąt sprawi, że usuwanie wiórów będzie szybsze.

Oczywiście będzie to kosztem wzrostu tarcia. W rezultacie nastąpi wzrost temperatury.

Powstałe ciepło może powodować przyleganie wiórów do narzędzia podczas spawania, zwłaszcza podczas obróbki z dużymi prędkościami. Posiadanie małego kąta helisy daje dokładnie odwrotny skutek.

Wskazówki dotyczące obróbki CNC aluminium

Rola obróbki CNC aluminium jest kluczowa dla produkcji wielu urządzeń i wyposażenia codziennego użytku. Przestrzeganie poniższych wskazówek podczas obróbki aluminium CNC zapewnia wysoką jakość produktów, a jednocześnie zapewnia bezpieczeństwo.

• Zawsze stosuj smar. Smarowanie obszaru działania między narzędziem a materiałem aluminiowym zmniejsza tarcie, ułatwiając proces obróbki CNC. Zapewnia również, że krawędzie są proste i zapobiega uszkodzeniom cieplnym.
• Zawsze usuwaj uformowane wióry. Gromadzenie się wiórów wokół narzędzia może spowodować pęknięcie i odkształcenie aluminium.
• Nie przyspieszaj procesu. Zastosuj odpowiednią szybkość posuwu i prędkość w zależności od narzędzia, gatunku aluminium i procesu obróbki. Nie należy również stosować bardzo wolnych prędkości posuwu, ponieważ tylko stępiłoby to narzędzie.
• Wybierz frezy o małych średnicach. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy próbujesz osiągnąć głęboką głębokość skrawania, ponieważ sprawia to, że proces jest płynniejszy.
• Użyj odpowiedniego narzędzia. Na przykład podczas obróbki aluminium preferowane są narzędzia z węglików spiekanych, a nie HSS i kobalt.

Jak oszacować koszt obróbki CNC aluminium

Podobnie jak w przypadku wszystkich innych projektów, przy obróbce aluminium CNC należy dokonać kosztorysu. Posiadanie kosztorysu gwarantuje, że możesz zaplanować budżet na swoje potrzeby i sprostać wymaganiom projektu.

Szacując koszt obróbki CNC aluminium, bierzesz pod uwagę następujące czynniki:

Potrzeby materialne

Podstawowe kwestie dotyczące potrzeb materiałowych to gatunek aluminium oraz wymagany rozmiar lub ilość. Ponieważ obróbka CNC aluminium obejmuje procesy subtraktywne, złożoność projektu będzie miała wpływ na zużycie materiału.

Potrzeby pracy

Chociaż wiele urządzeń do obróbki CNC aluminium jest sterowanych komputerowo, nadal wymagają one nadzoru człowieka. Twoje potrzeby w zakresie siły roboczej są określane na podstawie liczby personelu, poziomu umiejętności, przepracowanych godzin i formuły wynagrodzeń.

Wykończenia powierzchni do maszyn CNC Części aluminiowe

Zastosowanie wykończenia powierzchni do aluminiowych części obrabianych CNC może poprawić ich właściwości fizyczne i trwałość. Zastosowanie mają różne wykończenia powierzchni, niektóre omówiono poniżej.

• Anodowanie: Anodowanie może skutkować uzyskaniem przezroczystej, kolorowej lub twardej powłoki poprzez pasywację elektryczną, poprawiając odporność na korozję i zużycie.
• Śrutowanie: Rezultatem jest konsekwentnie gładka powierzchnia części aluminiowych obrabianych CNC poprzez wyeliminowanie śladów narzędzi i innych deformacji powierzchni.
• Chromianowa powłoka konwersyjna: Dodanie tej powłoki na część aluminiową obrabianą CNC zachowuje przewodność i zwiększa odporność na zużycie i korozję.
• Dekoracyjne chromowanie: Chromowanie ma głównie wartość estetyczną na aluminiowej części obrabianej CNC, jednocześnie zwiększając trwałość powierzchni.
• Polerowanie: Wykorzystuje środki mechaniczne lub chemiczne, dzięki czemu aluminiowa część uzyskuje gładką i wysoce odblaskową powierzchnię.
• Malowanie proszkowe: Tutaj nakładasz farbę proszkową na aluminiowe części obrabiane CNC przed poddaniem ich wypalaniu w piecu. Malowanie proszkowe zwiększa odporność i trwałość powierzchni.

Możesz dowiedzieć się więcej o obróbce powierzchni aluminiowych.

Zastosowania części aluminiowych obrabianych CNC

Zastosowanie aluminiowych części obrabianych CNC rozciąga się na wiele gałęzi przemysłu, znajdując zastosowanie w prawie każdym sektorze. Oto niektóre typowe zastosowania branżowe:

i. Motoryzacja: Głównymi właściwościami pozwalającymi na stosowanie części aluminiowych w sektorze motoryzacyjnym są wytrzymałość, lekkość i trwałość.

ii. Przemysł spożywczy/farmaceutyczny: Części aluminiowe obrabiane CNC znajdują zastosowanie, zwłaszcza w opakowaniach, w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym ze względu na swoją odporność na kontakt z substancjami.

iii. Lotnictwo: Niesamowita wytrzymałość w stosunku do masy, jaką wykazują obrabiane CNC części aluminiowe, sprawia, że ​​są one bardzo popularne w samolotach.

iv. Sport: Wiele urządzeń i akcesoriów sportowych wykorzystuje aluminiowe części obrabiane CNC ze względu na ich trwałość, wytrzymałość i niską wagę. Należą do nich ramy rowerowe, kije baseballowe, rakiety i gwizdki, żeby wymienić tylko kilka.

v. Elektryka: Ponieważ aluminium oprócz wyjątkowej odporności na korozję charakteryzuje się również przewodnością elektryczną, stosuje się je w wielu elementach elektrycznych i urządzeniach.

Wniosek

Uniwersalność aluminium i łatwość obróbki CNC pozwala na jego szerokie zastosowanie w produkcji części i komponentów. Obróbka CNC aluminium pozwala łatwo ożywić projekty.

Więcej zasobów :

Komponenty frezowania CNC – Źródło: HMAKING

Obróbka CNC części aluminiowych – Źródło: Protolabs

Części toczone CNC – źródło: HMAKING

Obróbka CNC aluminium – Źródło: 3Ds

Części wiertnicze CNC – źródło: HMAKING

Korzyści z obróbki CNC aluminium – Źródło: 3ERP

Obróbka CNC aluminium – Źródło: Xomerty

Aluminium do obróbki CNC – Źródło: GENSUN