Aluminium is een veelzijdig materiaal dat in een breed scala aan toepassingen wordt gebruikt. Het is een van de gemakkelijkst te bewerken metalen van dit moment en kan dus snel en efficiënt worden bewerkt. Maar het bewerken van aluminium brengt veel complementaire nuances met zich mee, waardoor het bewerken van aluminium ook een uitdaging kan zijn.
In deze uitgebreide gids worden de soorten aluminium en hun eigenschappen, gereedschappen voor het bewerken van aluminium, de beste strategieën voor het bewerken van aluminium en andere veelvoorkomende problemen en oplossingen uitgebreid beschreven. We vertrouwen erop dat u na het lezen van dit artikel een beter begrip heeft van aluminiumbewerking.
Effectieve volgorde voor het bewerken van aluminium
Om het proces te verbeteren, zou ik de volgende volgorde aanhouden:
- Parameters instellen zoals stapover/stapomlaag, voedingssnelheid, RPM en gereedschapspad.
- Selecteer een snijgereedschapsgeometrie die geschikt is voor aluminium en het type bewerking (ruw bewerken, afwerken, enz.), zoals spiraalhoek, hardmetaalsoort en aantal groeven.
- Let op de coatings en afwerking van de snijkanten.
- Gebruik koelvloeistof.
Waarom kan aluminium een uitdaging zijn?
Aluminium is een van de meest gebruikte metalen ter wereld en is zeer veelzijdig en kosteneffectief. Aluminium kan echter ook een uitdaging zijn om te bewerken vanwege de unieke eigenschappen. Dit komt vooral tot uiting in de volgende drie punten.
– Aluminium is een lastig te bewerken materiaal vanwege de unieke eigenschappen: het is een lichtgewicht maar verrassend sterk metaal met een hoge thermische geleidbaarheid en een laag smeltpunt. Bovendien is aluminium zeer corrosie- en oxidatiebestendig, wat kan leiden tot onnauwkeurige en inconsistente bewerkingen.
– Aluminium produceert sterke bramen of splinters tijdens het zagen. Deze bramen of splinters kunnen het moeilijk maken om een gladde afwerking te bereiken die aan de vereiste specificaties voldoet. Bovendien kunnen bramen of splinters ervoor zorgen dat het aluminium breekt of barst tijdens het bewerken, wat resulteert in kostbare reparaties of vervangingen.
– Aluminium heeft een lage schuifsterkte, waardoor het moeilijk is om nauwkeurig te snijden. De lage schuifsterkte van aluminium kan het ook lastig maken om een consistente afwerking te bereiken bij het bewerken van grote onderdelen. Bovendien is aluminium een zacht metaal dat gemakkelijk beschadigd of vervormd kan raken tijdens het bewerken.
Veelvoorkomende soorten aluminium
Aluminium is een veelzijdig materiaal dat gebruikt wordt in diverse producten, van drankblikjes tot vliegtuigonderdelen. Het type en de kwaliteit van het aluminium zijn afhankelijk van de toepassing en het gewenste resultaat. Hieronder vindt u enkele veelvoorkomende aluminiumsoorten, inclusief informatie over de bewerkbaarheid.
1. aluminiumlegering – Aluminiumlegering is een aluminiumachtig metaal dat andere metalen componenten bevat en vaak wordt gebruikt voor de productie van onderdelen en structuren met een hoge sterkte, corrosiebestendigheid en hoge thermische stabiliteit. Ze kunnen worden bewerkt met verschillende bewerkingstechnieken, zoals snijden, extruderen, trekken en stansen.
2. Aluminium Mineraal – Aluminiummineraal is een goedkope legering die vaak wordt gebruikt voor de productie van lichtgewicht onderdelen en constructies. Ze kunnen worden bewerkt met behulp van bewerkingstechnieken zoals snijden, trekken, stansen, lassen, enz.
3. Aluminiummassa – Aluminiummassa is een hoogwaardige legering die vaak wordt gebruikt bij de productie van hoogwaardige componenten zoals gereedschapsmachines, auto-onderdelen, enz. Ze kunnen bewerkingstechnieken gebruiken zoals frezen, draaien, boren, snijden, enz.
4. Aluminium poeder – Aluminiumpoeder is een betrouwbare aluminiumlegering die vaak wordt gebruikt voor de productie van complexe structuren en onderdelen. Bewerkingstechnieken zoals vonkmachines, frezen, draaien, snijden, enz. kunnen hierbij worden toegepast.
De aluminiumkwaliteit kan worden onderverdeeld in:
Serie 1000 (vertegenwoordigt zuiver aluminium, dat minimaal 99% aluminium bevat)
2000-serie (voornamelijk koperlegering)
3000-serie (voornamelijk mangaan)
4000-serie (voornamelijk gebaseerd op silicium)
5000-serie (voornamelijk magnesium)
6000-serie (voornamelijk magnesium en silicium)
7000-serie (voornamelijk zink)
CNC-gereedschappen voor het bewerken van aluminium
fluiten
Fluiten zijn geen muziekinstrumenten, maar een scherpe groef die met het snijgereedschap wordt aangebracht. De beste freesmachines voor aluminium zijn meestal verkrijgbaar met 2 of 3 sleuven. Maar het is niet zo dat hoe meer sleuven, hoe beter. Met meer dan 3 sleuven kan aluminium vuil niet effectief afvoeren bij hoge snelheden.
• 2-snijders kunnen verstopping door metaalspanen verder verminderen. Wanneer de snijkrachten laag zijn en spaanafvoer cruciaal is voor het proces, is 2-snijder de eerste keuze voor traditioneel aluminium bewerken en is deze beter geschikt voor hellende en insteekbewerkingen.
• Frezen met 3 groeven zijn de beste keuze voor volhardmetalen frezen voor aluminium. 3 groeven bieden een balans tussen gereedschapssterkte en spaanvrijheid.
•4+ Groeven: Ontworpen om te werken met hogere voedingssnelheden, maar door het grotere aantal groeven ontstaan er problemen met de spaanafvoer.
Helixhoeken
De spiraalhoek van het gereedschap verwijst doorgaans naar de invalshoek van het gereedschap. Dit is een hoek in radialen, die de invalshoek van het gereedschap aangeeft. Het is een vaste en onveranderlijke waarde. Hogere spiraalhoeken verwijderen spanen sneller van het onderdeel en zorgen voor een betere oppervlakteafwerking, maar er is een evenredige toename in wrijving en hitte tijdens het snijden.
35° Helix: Voor ruw gebruik, houdt het gereedschap koel.
40° Helix: Veelzijdig
45° Helix: Voor afwerking
Boor
Voor het snijden van kleine plekken op aluminium
Vlakfrees
Voor het bewerken van vlakke secties
Ruimer
Een ruimer wordt gebruikt om een bestaand gat in aluminium te vergroten. De CNC-machine moet hierbij worden ingesteld op een lagere voedingssnelheid en een hogere spindelsnelheid.
Tips voor het gebruik van gereedschap
Als een arbeider goed werk wil leveren, moet hij eerst zijn gereedschap slijpen.
Oppervlaktebehandeling van gereedschappen
- Polijsten van gereedschap: Gereedschap verliest zijn scherpte naarmate het langer wordt gebruikt. Zorg ervoor dat u de snijgroeven regelmatig schoonmaakt om een goed gereedschap glad te houden.
- Gecoat: Over het algemeen zijn ongecoate gereedschappen het beste. Maar om het proces te verbeteren, moeten we dit soms doen.
Veel voorkomende coatings
- Aluminiumoxide: Dit is een coating op staal en kan niet op aluminium worden gebruikt.
- Zirkonia: Aanbevolen. Dit is een goede coating voor aluminium om de spaanafvoer te bevorderen en wrijving te verminderen.
- Titaniumboron: Beschikbaar. Maar het heeft een lage affiniteit met aluminium en kan tijdens gebruik afglijden.
Snijvloeistof
Maal aluminium nooit droog, dat is gevaarlijk. Wanneer de frees vastloopt door gesmolten aluminium dat zich ophoopt rond de randen, kan dit een explosie veroorzaken. Snijvloeistof wordt toegevoegd aan het aluminium snijproces, het is de "olie" bij CNC-bewerking, die de precisie van het snijgereedschap verhoogt en de afwerking verbetert.
Voedingen en snelheden
Als het gaat om voedingen en snijsnelheden voor aluminium, gebruiken veel mensen 1000 SFM om hun toerental te berekenen, maar dat gaat niet sneller dan de rest. Over het algemeen is 1000-1500 SFM een normaal toerental voor het verspanen van aluminium om een spindel te laten draaien. Geavanceerde harmonische testtechnieken kunnen echter een tot drie keer hogere snelheid mogelijk maken.
Als het op de voedingssnelheid aankomt, zijn velen geneigd conservatief te zijn. Als je een frees van 1/2″ voedt met 0.003″ per tand, verspil je alleen maar tijd. Om de productie optimaal te benutten, moet je streven naar minimaal 1% van de freesdiameter per tand; in dit geval 005″ per tand of 010″ per omwenteling. Met een stabiele opstelling en een kort gereedschap kun je dit zelfs verdubbelen.
De enige uitzondering hierop is wanneer u met klein gereedschap werkt, zoals 1/8″ of kleiner. In deze gevallen kan de spaanruimte een probleem vormen, wat betekent dat u langzamer moet werken voor dunnere spanen.
Beste strategieën voor aluminiumbewerking
Beginners die aluminium bewerken, stuiten vaak op moeilijkheden. Hier zijn enkele tips en ervaringen met CNC-bewerking van aluminium, die u kunnen helpen aluminium beter te bewerken.
– Voeg de juiste koelvloeistof toe.
Aluminium geleidt warmte beter en voert tijdens de bewerking veel warmte af. Een goede koelmiddelstroom houdt spanen uit de werkzone en zorgt ervoor dat de snijvlakken goed gesmeerd blijven.
– Heeft veel paardenkrachten nodig.
Bij het bewerken van aluminium is, omdat het een metaal is, veel vermogen nodig. Als het benodigde vermogen voor de snede niet door uw machine wordt geleverd, leidt dit tot problemen zoals trillingen en doorbuiging. In dergelijke gevallen is het raadzaam om de vermogensreductie ('derating') toe te passen bij de voeding en snelheidsberekening, met name bij het gebruik van lichte, kleinere machines voor het frezen van aluminium.
– Ruim houtsnippers op tijd op.
De hoge ductiliteit van aluminium resulteert in lange, ongebroken spanen die zich snel rond het gereedschap ophopen. Dit kan leiden tot gereedschapsbreuk, ophoping van voorranden (meer problemen met kleverigheid) en hitteopbouw (vlekken op oppervlakken). Het reinigen van spanen moet worden toegevoegd aan de eigenlijke bewerking om hitteophoping in het snijgebied te verminderen.
Het is ook noodzakelijk om de koelvloeistof schoon te houden, deze tijdig te vervangen en een filter te installeren bij de retourpoort van de koelvloeistof op de werkbank om onzuiverheden te filteren en de koelvloeistof schoon te houden. Voeg zeepblokjes en reinigingsmiddelen toe aan de koelvloeistof om de spaanders beter te kunnen verwijderen.
Enkele veelvoorkomende vragen en oplossingen voor Issues
1. Hoe krijg ik een uitstekende oppervlakteafwerking op aluminium?
Een veelvoorkomend probleem bij het bewerken van aluminium is trillingsgeïnduceerd trillen. Trillen kan leiden tot een slechte oppervlakteafwerking en maatafwijkingen.
Enerzijds is het noodzakelijk om flutter tijdens de verwerking te verminderen en anderzijds is het noodzakelijk om andere ijzeren platen of spaanafvoerbanden te gebruiken om de aluminiumspanen die uit de machine worden afgevoerd rechtstreeks naar de aluminium spaangroef te transporteren, om zo het vallen van aluminiumspanen op de grond en het contact tussen de aluminiumspanen en de lucht te verminderen, de oxidatie van aluminiumspanen te verminderen.
2. Waarom wordt aluminium bruin tijdens het frezen?
Aluminium wordt bruin tijdens het frezen, omdat aluminium gemakkelijk oxideert bij hoge temperaturen. Het geoxideerde aluminium verandert dan in een grijze of bruine substantie, ook wel aluminiumoxide genoemd. Zorg ervoor dat het metaal niet wordt blootgesteld aan extra vocht.
Samenvatting van het bewerken van aluminium
Aluminium is vervormbaar, lichtgewicht, thermisch en elektrisch geleidend, en heeft uitstekende sterkte-eigenschappen. Het kan niet worden bewerkt zoals roestvrij staal of andere harde materialen. Ik denk dat u na het lezen van dit artikel een algemeen begrip hebt van aluminiumbewerking.
Als u zich ten slotte verder wilt verdiepen in de aluminiumverwerking of aluminium wilt bewerken, kunt u contact met ons opnemen en uw ideeën met ons delen.
