אלומיניום הוא חומר רב-תכליתי המשמש במגוון רחב של יישומים. זוהי אחת המתכות הקלות ביותר לעיבוד כיום, כך שניתן לעבד אותה במהירות וביעילות. אך עיבוד שבבי של אלומיניום כרוך בניואנסים משלימים רבים, כך שגם עיבוד שבבי של אלומיניום יכול להיות מאתגר.
במדריך מקיף זה, מתוארים בפירוט סוגי האלומיניום ותכונותיהם, כלים לעיבוד אלומיניום, האסטרטגיות הטובות ביותר לעיבוד אלומיניום, ובעיות ופתרונות נפוצים אחרים. אנו מקווים שלאחר קריאת מאמר זה, תהיה לכם הבנה טובה יותר של עיבוד אלומיניום.
רצף יעיל לעיבוד שבבי של אלומיניום
כדי לשפר את התהליך, הייתי עושה את זה לפי הסדר הזה:
- הגדרת פרמטרים כגון stepover/stepdown, קצב הזנה, סל"ד ונתיב כלים.
- בחרו גיאומטריה של כלי חיתוך המתאימה לאלומיניום ואת סוג הפעולה (חיתוך גס, גימור וכו') כגון זווית הסליל, דרגת קרביד ומספר החריצים.
- קחו בחשבון את ציפויי החותך והגימור.
- השתמש בנוזל קירור.
למה אלומיניום יכול להיות מאתגר?
אלומיניום הוא אחת המתכות הנפוצות ביותר בעולם והוא רב-תכליתי וחסכוני ביותר. עם זאת, עיבוד אלומיניום יכול להיות גם מאתגר בשל תכונותיו הייחודיות. הדבר מתבטא בעיקר בשלוש הנקודות הבאות.
– עיבוד אלומיניום מאתגר בשל תכונותיו הייחודיות, מתכת קלת משקל אך חזקה באופן מפתיע עם מוליכות תרמית גבוהה ונקודת התכה נמוכה. בנוסף, אלומיניום עמיד מאוד בפני קורוזיה וחמצון, מה שעלול להוביל לעיבוד לא מדויק ולא עקבי.
– אלומיניום מייצר שבבים או קוצים חזקים בעת חיתוך. שבבים או קוצים אלה עלולים להקשות על השגת גימור חלק העומד במפרטים הנדרשים. בנוסף, שבבים או קוצים עלולים לגרום לשבירה או סדק של האלומיניום בזמן העיבוד, וכתוצאה מכך נדרשים תיקונים או החלפות יקרים.
– לאלומיניום חוזק גזירה נמוך, מה שמקשה על חיתוך מדויק. חוזק הגזירה הנמוך של אלומיניום יכול גם להקשות על השגת גימור אחיד בעת עיבוד שבבי של חלקים גדולים. בנוסף, אלומיניום הוא מתכת רכה שעלולה להינזק או להתעוות בקלות בעת עיבוד שבבי.
סוגים נפוצים של אלומיניום
אלומיניום הוא חומר רב-תכליתי המשמש במוצרים שונים, החל מפחיות משקה ועד חלקי מטוסים. סוג ודרגת האלומיניום המשמשים תלויים ביישום ובתוצאות הרצויות. כמה סוגי אלומיניום נפוצים מפורטים להלן יחד עם כמה הערות על יכולת עיבוד שבבי.
1. סגסוגת אלומיניום סגסוגת אלומיניום היא מתכת דמוית אלומיניום המכילה רכיבי מתכת אחרים ומשמשת בדרך כלל לייצור חלקים ומבנים בעלי חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה ויציבות תרמית גבוהה. ניתן לעבד אותם באמצעות טכניקות עיבוד שונות כגון חיתוך, שיחול, ציור והטבעה, בין היתר.
2. מינרל אלומיניום – מינרל אלומיניום הוא סגסוגת זולה המשמשת לעתים קרובות לייצור חלקים ומבנים קלים. ניתן לאמץ טכניקות עיבוד שבבי כגון חיתוך, ציור, הטבעה, ריתוך וכו'.
3. מסת אלומיניום – מסת אלומיניום היא סגסוגת איכותית המשמשת לעתים קרובות בייצור רכיבים בעלי ביצועים גבוהים כגון כלי עבודה, חלקי רכב וכו'. ניתן להשתמש בטכניקות עיבוד שבבי כגון כרסום, חריטה, קידוח, חיתוך וכו'.
4. אבקת אלומיניום אבקת אלומיניום היא סגסוגת אלומיניום אמינה המשמשת לעתים קרובות לייצור מבנים וחלקים מורכבים. ניתן להשתמש בטכניקות עיבוד שבבי כגון מכונות ניצוצות, כרסום, חריטה, חיתוך וכו'.
ביניהם, ניתן לחלק את דרגת האלומיניום ל:
סדרה 1000 (מייצגת אלומיניום טהור, המכיל לא פחות מ-99% אלומיניום)
סדרה 2000 (בעיקר סגסוגת נחושת)
סדרה 3000 (בעיקר מנגן)
סדרת 4000 (מבוססת בעיקר על סיליקון)
סדרה 5000 (בעיקר מגנזיום)
סדרה 6000 (בעיקר מגנזיום וסיליקון)
סדרה 7000 (בעיקר אבץ)
כלי CNC לעיבוד שבבי של אלומיניום
חלילים
חלילים אינם כלי נגינה, אלא חריץ חד הממוקם בעזרת כלי החיתוך. מקדחי קצה הטובים ביותר לאלומיניום זמינים בדרך כלל בסגנונות של 2 או 3 חלילים. אבל זה לא שככל שיש יותר חריצים, כך ייטב. עם יותר מ-3 חריצים, אלומיניום לא יכול לפנות פסולת ביעילות במהירויות גבוהות.
• שני חריצים יכולים להפחית עוד יותר סתימה עקב שבבי מתכת. כאשר כוחות החיתוך נמוכים ופינוי שבבים קריטי לתהליך, שני חריצים הם הבחירה הראשונה לעיבוד שבבי מסורתי של אלומיניום ומתאימים יותר לפעולות שיפוע וצליעה.
• 3 חריצים הם הבחירה הטובה ביותר עבור מקדחות קצה מקרביד מלא לאלומיניום. 3 חריצים מספקים איזון בין חוזק הכלי לסילוק שבבים.
• חריצים 4+: מתוכנן לפעול בקצבי הזנה מהירים יותר, אך בשל מספר החריצים הרב יותר הוא גורם לבעיות בהסרת שבבים.
זוויות הסליל
זווית הסליל של הכלי מתייחסת בדרך כלל לזווית ההתקפה של הכלי, שהיא זווית ברדיאנים, המציינת את זווית ההתקפה של הכלי, והיא ערך קבוע ובלתי משתנה. זוויות סליל גבוהות יותר מסירות שבבים מהחלק מהר יותר ומספקות גימור פני שטח טוב יותר, אך ישנה עלייה תואמת בחיכוך ובחום במהלך החיתוך.
סליל 35°: לחידוד גס, שומר על קרירות הכלי.
סליל 40°: רב-תכליתי
סליל 45°: לגימור
מקדח
לחיתוך נקודתי קטן על אלומיניום
חותך כרסום פנים
לעיבוד שבבי שטוח
מקדד
מקדד משמש להגדלת חור קיים באלומיניום ויש לכוון את מכונת ה-CNC לקצב הזנה נמוך יותר ומהירות ציר גבוהה יותר.
טיפים לשימוש בכלים
אם פועל רוצה לעשות עבודה טובה, עליו קודם כל לחדד את כליו.
טיפול פני השטח של כלים
-ליטוש כלים: כלים מאבדים מחדותם ככל שהם נמצאים בשימוש זמן רב יותר. הקפידו לנקות את חריצי החיתוך באופן קבוע כדי לשמור על כלי חלק וטוב.
-מצופה: באופן כללי, כלים ללא ציפוי הם הטובים ביותר. אבל כדי לשפר את תהליך החלק, לפעמים אנחנו צריכים לעשות זאת.
ציפויים נפוצים
- תחמוצת אלומיניום: זהו ציפוי על פלדה ולא ניתן להשתמש בו על אלומיניום.
- זירקוניה: מומלץ. זהו ציפוי טוב לאלומיניום המסייע בזרימת שבבים ומפחית חיכוך.
- בורון טיטניום: זמין. אך יש לו זיקה נמוכה לאלומיניום והוא עלול להחליק במהלך השימוש.
נוזל חיתוך
לעולם אל תעבדו אלומיניום יבש, זה דבר מסוכן לעשות. כאשר החותך נתקע מאלומיניום מותך שמצטבר סביב הקצוות, זה יכול לגרום לפיצוץ. נוזל חיתוך נוסף לתהליך חיתוך האלומיניום, זהו ה"שמן" בעיבוד שבבי CNC, מה שמגביר את דיוק כלי החיתוך ומשפר את הגימור.
הזנות ומהירויות
כשמדובר בהזנות ומהירות חיתוך של אלומיניום, אנשים רבים משתמשים ב-1000 SFM כדי לחשב את הסל"ד שלהם, אבל זה לא מהיר יותר מכל אחד אחר. באופן כללי, 1000-1500 SFM הוא סל"ד רגיל לחיתוך אלומיניום כדי להפעיל ציר. עם זאת, טכניקות בדיקת הרמוניות מתקדמות יכולות לאפשר לך להגיע למהירות זו עד פי 3.
בכל הנוגע לקצב ההזנה, רבים נוטים להיות שמרניים. אם אתם מזינים חותך קצה בקוטר 1/2 אינץ' ב-0.003 אינץ' לשן, אתם פשוט מבזבזים זמן. כדי לנצל את מלוא היתרונות של התפוקה, עליכם לשאוף ללפחות 1% מקוטר החותך לכל שן; במקרה זה, 005 אינץ' לשן או 010 אינץ' לכל סיבוב. עם הגדרה יציבה וכלי קצר, ייתכן שתוכלו אפילו להכפיל את זה.
היוצא מן הכלל היחיד לכך הוא כאשר עובדים עם כלים קטנים, כגון 1/8 אינץ' או פחות. במקרים אלה, פינוי שבבים עלול להפוך לבעיה, מה שאומר שתצטרכו להאט עבור שבבים דקים יותר.
האסטרטגיות הטובות ביותר לעיבוד אלומיניום
מתחילים העוסקים בעיבוד אלומיניום נתקלים לעיתים קרובות בקשיים. הנה כמה טיפים וחוויות לעיבוד שבבי CNC של אלומיניום, שיכולים לעזור לכם לעבד טוב יותר את האלומיניום.
- הוסיפו נוזל קירור מתאים
אלומיניום מוליך חום טוב יותר ומפזר חום גבוה במהלך העיבוד. זרימת נוזל קירור נכונה שומרת על שבבים הרחק מאזור העבודה ושומרת על משטחי חיתוך משומנים כראוי.
- צריך הרבה כוחות סוס.
בעת עיבוד שבבי של אלומיניום, מכיוון שמדובר במתכת, נדרשת כמות גדולה של כוח. אם המכונה אינה מספקת את ההספק הדרוש לחיתוך, הדבר יוביל לבעיות כמו רעידות וסטייה. במקרים כאלה, מומלץ להשתמש ב"הפחתת" כוחות סוס בחישובי הזנה ומהירות, במיוחד בעת שימוש במכונות קלות משקל וקטנות יותר לכרסום אלומיניום.
- לנקות את הצ'יפס בזמן.
הגמישות הגבוהה של אלומיניום גורמת לשבבים ארוכים ושלמים שמצטברים במהירות סביב הכלי. מצב זה יכול להוביל לשבירת הכלי, הצטברות של קצה הלהב (בעיות דביקות נוספות) והצטברות חום (משטחים מוכתמים). יש להוסיף את תהליך ניקוי השבבים לעיבוד עצמו כדי להפחית את הצטברות החום באזור החיתוך.
כמו כן, יש צורך לשמור על ניקיון נוזל הקירור, להחליף את נוזל הקירור בזמן ולהתקין מסנן בפתח ההחזרה של נוזל הקירור על שולחן העבודה כדי לסנן זיהומים ולשמור על ניקיון נוזל הקירור. יש להוסיף בלוקי סבון וחומרי ניקוי לנוזל הקירור כדי להגביר את יכולתו להסיר שבבים.
כמה שאלות נפוצות ופתרונות ל-ISSues
1. כיצד ניתן להשיג גימור משטח מעולה על אלומיניום?
בעיה נפוצה שנתקלת בה במהלך עיבוד שבבי של אלומיניום היא רטטות הנגרמות מרעידות. רטטות יכולות לגרום לגימור פני שטח לקוי ולשגיאות ממד.
מצד אחד, יש צורך להפחית את הרפרוף במהלך העיבוד, ומצד שני, יש צורך להשתמש ביריעות ברזל אחרות או ברצועות להסרת שבבים כדי להעביר ישירות את שבבי האלומיניום הנפלטים מהמכונה לחריץ שבבי האלומיניום, על מנת להפחית את נפילת שבבי האלומיניום לקרקע ואת המגע בין שבבי האלומיניום לאוויר, ולהפחית את חמצון שבבי האלומיניום.
2. מדוע אלומיניום משחים בעת טחינה?
אלומיניום הופך לחום בעת טחינה מכיוון שאלומיניום מתחמצן בקלות בטמפרטורות גבוהות, והאלומיניום המחומצן הופך לחומר אפור או חום, המכונה גם תחמוצת אלומיניום. עליך לוודא שהמתכת אינה נחשפת ללחות נוספת.
סיכום של עיבוד שבבי אלומיניום
אלומיניום הוא חומר גמיש, קל משקל, מוליך תרמית וחשמלית, ובעל תכונות חוזק מצוינות. לא ניתן לעיבוד במכונה כמו נירוסטה או כל חומר קשיח אחר. אני מאמין שלאחר קריאת מאמר זה, תהיה לכם הבנה כללית של עיבוד אלומיניום.
לבסוף, אם יש לכם חקירה מעמיקה יותר של עיבוד אלומיניום או שאתם צריכים לעבד אלומיניום במכונה, אתם מוזמנים ליצור איתנו קשר ולשתף את הרעיונות שלכם.
