Wat u moet weten over CNC-bewerking van aluminium onderdelen

Er zijn veel redenen waarom aluminium het meest gebruikte non-ferrometaal is. Het is zeer kneedbaar, dus geschikt voor een breed scala aan toepassingen. Door zijn taaiheid kan er aluminiumfolie van worden gemaakt en door zijn taaiheid kan aluminium in staven en draden worden getrokken.

Aluminium heeft ook een hoge corrosieweerstand, omdat het materiaal bij blootstelling aan de lucht van nature een beschermende oxidelaag vormt. Deze oxidatie kan ook kunstmatig worden geïnduceerd om een ​​sterkere bescherming te bieden. De natuurlijke beschermlaag van aluminium maakt het beter bestand tegen corrosie dan koolstofstaal. Bovendien is aluminium een ​​goede warmtegeleider en elektrische geleider, beter dan koolstofstaal en roestvrij staal.

（Aluminium folie）

Het is sneller en gemakkelijker te verwerken dan staal, en dankzij de sterkte-gewichtsverhouding is het een goede keuze voor veel toepassingen die sterke, harde materialen vereisen. Ten slotte kan aluminium, vergeleken met andere metalen, goed worden gerecycled, waardoor meer chipmateriaal kan worden bewaard, gesmolten en hergebruikt. Vergeleken met de energie die nodig is om puur aluminium te produceren, kan het recyclen van aluminium tot 95% energie besparen.

Natuurlijk heeft het gebruik van aluminium ook enkele nadelen, zeker in vergelijking met staal. Het is niet zo hard als staal, waardoor het een slechte keuze is voor onderdelen die bestand zijn tegen grotere schokken of extreem hoge belastingscapaciteit. Het smeltpunt van aluminium is ook aanzienlijk lager (660 ° C, wanneer het smeltpunt van staal lager is, ongeveer 1400 ° C), het is niet bestand tegen extreme hoge temperaturen. Het heeft ook een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt, dus als de temperatuur tijdens de verwerking te hoog is, zal het vervormen en is het moeilijk om strikte toleranties te handhaven. Ten slotte kan aluminium duurder zijn dan staal vanwege het hogere stroomverbruik tijdens het verbruik.

Aluminium profiel

Door de hoeveelheid aluminiumlegeringselementen enigszins aan te passen, kunnen talloze soorten aluminiumlegeringen worden vervaardigd. Sommige samenstellingen zijn echter nuttiger gebleken dan andere. Deze veel voorkomende aluminiumlegeringen zijn gegroepeerd volgens de belangrijkste legeringselementen. Elke serie heeft een aantal gemeenschappelijke kenmerken. Aluminiumlegeringen uit de 3000-, 4000- en 5000-serie kunnen bijvoorbeeld niet met warmte worden behandeld, dus er wordt koud gewerkt, ook wel werkharden genoemd. Naar

De belangrijkste soorten aluminiumlegeringen zijn zoals hieronder.

1000 serie

Aluminium 1xxx-legeringen bevatten het zuiverste aluminium, met een aluminiumgehalte van minimaal 99 gew.%. Er zijn geen specifieke legeringselementen, waarvan de meeste bijna puur aluminium zijn. Aluminium 1199 bevat bijvoorbeeld 99,99% aluminium op gewichtsbasis en wordt gebruikt om aluminiumfolie te maken. Dit zijn de zachtste soorten, maar ze kunnen worden gehard, wat betekent dat ze sterker worden wanneer ze herhaaldelijk worden vervormd.

2000 serie

Het belangrijkste legeringselement van aluminium uit de 2000-serie is koper. Deze aluminiumsoorten kunnen door precipitatie worden gehard, waardoor ze bijna net zo sterk zijn als staal. Precipitatieharding omvat het verwarmen van het metaal tot een bepaalde temperatuur om de precipitatie van andere metalen uit de metaaloplossing te laten precipiteren (terwijl het metaal vast blijft), en helpt de vloeigrens te verhogen. Door de toevoeging van koper hebben 2xxx aluminiumsoorten echter een lagere corrosieweerstand. Aluminium 2024 bevat ook mangaan en magnesium en wordt gebruikt in ruimtevaartonderdelen.

3000 serie

Mangaan is het belangrijkste additieve element in de aluminium 3000-serie. Deze aluminiumlegeringen kunnen ook worden gehard (dit is nodig om een ​​voldoende hardheidsniveau te bereiken, omdat deze soorten aluminium niet met warmte kunnen worden behandeld). Aluminium 3004 bevat ook magnesium, een legering die wordt gebruikt in aluminium drankblikjes, en zijn geharde varianten.

4000 serie

Het aluminium uit de 4000-serie bevat silicium als het belangrijkste legeringselement. Silicium verlaagt het smeltpunt van aluminium van 4xxx-kwaliteit. Aluminium 4043 wordt gebruikt als vulmateriaal voor het lassen van aluminiumlegeringen uit de 6000-serie, terwijl aluminium 4047 wordt gebruikt als plaat en bekleding.

5000 serie

Magnesium is het belangrijkste legeringselement in de 5000-serie. Deze soorten hebben een van de beste corrosieweerstanden, dus worden ze vaak gebruikt in maritieme toepassingen of andere situaties met extreme omgevingen. Aluminium 5083 is een legering die veel wordt gebruikt in scheepsonderdelen.

6000 serie

Zowel magnesium als silicium worden gebruikt om enkele van de meest voorkomende aluminiumlegeringen te maken. De combinatie van deze elementen wordt gebruikt om de 6000-serie te creëren, die meestal gemakkelijk te verwerken en precipitatieharden is. Met name 6061 is een van de meest voorkomende aluminiumlegeringen en heeft een hoge corrosieweerstand. Het wordt vaak gebruikt in structurele en ruimtevaarttoepassingen.

7000 serie

Deze aluminiumlegeringen zijn gemaakt van zink en bevatten soms koper, chroom en magnesium. Ze kunnen door precipitatie worden gehard om de sterkste van alle aluminiumlegeringen te worden. De kwaliteit 7000 wordt vanwege zijn hoge sterkte vaak gebruikt in lucht- en ruimtevaarttoepassingen. 7075 is een veelvoorkomend cijfer. Hoewel de corrosieweerstand hoger is dan die van materialen uit de 2000-serie, is de corrosieweerstand lager dan die van andere legeringen. Deze legering wordt veel gebruikt, maar is vooral geschikt voor ruimtevaarttoepassingen. Naar

Deze aluminiumlegeringen zijn gemaakt van zink, en soms koper, chroom en magnesium, en kunnen door precipitatieharden de sterkste van alle aluminiumlegeringen worden. Klasse 7000 wordt meestal gebruikt in ruimtevaarttoepassingen vanwege de hoge sterkte. 7075 is een algemene kwaliteit met een lagere corrosieweerstand dan andere legeringen.

8000 serie

De 8000-serie is een algemene term die niet van toepassing is op andere soorten aluminiumlegeringen. Deze legeringen kunnen vele andere elementen bevatten, waaronder ijzer en lithium. Zo bevat 8176 aluminium 0,6% ijzer en 0,1% silicium op gewichtsbasis en wordt gebruikt om draden te maken.

Aluminium hardingsbehandeling en oppervlaktebehandeling

Warmtebehandeling is een veelvoorkomend conditioneringsproces, wat betekent dat het de materiaaleigenschappen van veel metalen op chemisch niveau verandert. Vooral voor aluminium is het noodzakelijk om de hardheid en sterkte te verhogen. Onbehandeld aluminium is een zacht metaal, dus om bepaalde toepassingen te weerstaan, moet het een bepaald aanpassingsproces doorlopen. Voor aluminium wordt het proces aangegeven door de letternaam aan het einde van het cijfernummer.

Hittebehandeling

Aluminium uit de 2xxx-, 6xxx- en 7xxx-serie kunnen allemaal met warmte worden behandeld. Dit helpt de sterkte en hardheid van het metaal te vergroten en is gunstig voor bepaalde toepassingen. Andere legeringen 3xxx, 4xxx en 5xxx kunnen alleen koud worden bewerkt om de sterkte en hardheid te vergroten. Aan de legering kunnen verschillende letternamen (geharde namen genoemd) worden toegevoegd om te bepalen welke behandeling wordt gebruikt. Deze namen zijn:

F geeft aan dat het in de productiestaat is, of dat het materiaal geen warmtebehandeling heeft ondergaan.

H betekent dat het materiaal een soort van werkverharding heeft ondergaan, al dan niet gelijktijdig met de warmtebehandeling. Het getal na "H" geeft het type warmtebehandeling en hardheid aan.

O geeft aan dat het aluminium gegloeid is, wat de sterkte en hardheid vermindert. Dit lijkt een vreemde keuze - wie wil er een zachter materiaal? Uitgloeien levert echter een materiaal op dat gemakkelijker te verwerken, mogelijk taaier en taaier is, wat voordelig is voor bepaalde fabricagemethoden.

T geeft aan dat het aluminium een ​​warmtebehandeling heeft ondergaan en het getal na "T" geeft de details van het warmtebehandelingsproces aan. Al 6061-T6 ondergaat bijvoorbeeld een warmtebehandeling in oplossing (gehandhaafd op 980 graden Fahrenheit, vervolgens geblust in water voor snelle afkoeling) en vervolgens een verouderingsbehandeling tussen 325 en 400 graden Fahrenheit.

Oppervlakte behandeling

Er zijn veel oppervlaktebehandelingen die op aluminium kunnen worden toegepast, en elke oppervlaktebehandeling heeft uiterlijk en beschermende eigenschappen die geschikt zijn voor verschillende toepassingen. Naar

Er is geen effect op het materiaal na het polijsten. Deze oppervlaktebehandeling kost minder tijd en moeite, maar is meestal niet genoeg voor decoratieve onderdelen en is het meest geschikt voor prototypes die alleen de functie en geschiktheid testen.

Schuren is de volgende stap vanaf het bewerkte oppervlak. Besteed meer aandacht aan het gebruik van scherpe gereedschappen en afwerklagen om een ​​gladdere oppervlakteafwerking te verkrijgen. Dit is ook een nauwkeurigere verwerkingsmethode, die meestal wordt gebruikt om onderdelen te testen. Dit proces laat echter nog steeds machinesporen achter, dus het wordt meestal niet gebruikt in het eindproduct.

Zandstralen zorgt voor een mat oppervlak door kleine glasparels op aluminium onderdelen te spuiten. Hierdoor worden de meeste (maar niet alle) bewerkingssporen verwijderd en krijgt het een glad maar korrelig uiterlijk. Het iconische uiterlijk en gevoel van sommige populaire laptops komt van zandstralen voordat ze worden geanodiseerd.

Anodiseren is een veel voorkomende oppervlaktebehandelingsmethode. Het is een beschermende oxidelaag die zich van nature op het aluminiumoppervlak vormt bij blootstelling aan de lucht. Tijdens handmatige verwerking worden aluminium onderdelen op een geleidende steun gehangen, ondergedompeld in een elektrolytische oplossing en wordt gelijkstroom in de elektrolytische oplossing gebracht. Wanneer het zuur van de oplossing de natuurlijk gevormde oxidelaag oplost, geeft de stroom zuurstof af op het oppervlak, waardoor een nieuwe beschermende laag van aluminiumoxide wordt gevormd.

Door de oplossnelheid en de accumulatiesnelheid in evenwicht te brengen, vormt de oxidelaag nanoporiën, waardoor de coating verder kan groeien dan wat natuurlijk mogelijk is. Later, om esthetische redenen, worden de nanoporiën soms gevuld met andere corrosieremmers of gekleurde kleurstoffen en vervolgens verzegeld om de beschermende coating te voltooien.

Vaardigheden in het verwerken van aluminium

1. Als het werkstuk tijdens de verwerking oververhit raakt, zal de hoge thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminium de tolerantie beïnvloeden, vooral voor dunne onderdelen. Om eventuele negatieve effecten te voorkomen, kan warmteconcentratie worden vermeden door gereedschapsbanen te creëren die niet te lang in één gebied zijn geconcentreerd. Deze methode kan warmte afvoeren en het gereedschapspad kan worden bekeken en gewijzigd in de CAM-software die het CNC-bewerkingsprogramma genereert.

2.2. Als de kracht te groot is, zal de zachtheid van sommige aluminiumlegeringen vervorming tijdens de verwerking bevorderen. Daarom, volgens de aanbevolen voedingssnelheid en snelheid om een ​​specifieke kwaliteit aluminium te verwerken, om tijdens het proces de juiste kracht te genereren. Een andere vuistregel om vervorming te voorkomen, is om de onderdeeldikte in alle gebieden groter dan 0,020 inch te houden.

3. Een ander effect van de taaiheid van aluminium is dat het een gecombineerde rand van het materiaal op het gereedschap kan vormen. Dit verbergt het scherpe snijoppervlak van het gereedschap, maakt het gereedschap bot en vermindert de snij-efficiëntie. Deze accumulatierand kan ook een slechte oppervlakteafwerking van het onderdeel veroorzaken. Experimenteer met gereedschapsmaterialen om ophoping van randen te voorkomen; probeer HSS (high-speed steel) te vervangen door hardmetalen wisselplaten, of omgekeerd, en pas de snijsnelheid aan. U kunt ook proberen de hoeveelheid en het type snijvloeistof aan te passen.

Laat ons weten hoe u aluminium onderdelen kunt verwerken door middel van CNC-bewerking, zoals in de volgende video.

-------------------------------------------------- --------EINDE----------------------------------------- -----------------------------