CNC-aluminium onderdelen: legeringen, toleranties en oppervlakteafwerkingen

CNC-aluminium onderdelen: een complete gids voor ontwerp, bewerking en afwerking

445 →
446 →

Aluminium is voor een groter deel van het CNC-bewerkingswerk geschikt dan welk ander metaal ook. De combinatie van een laag gewicht, goede sterkte, uitstekende bewerkbaarheid en een concurrerende prijs maakt het de standaardkeuze voor prototypes, kleine series en grootschalige productie in tientallen industrieën.

447 →
448 →

Deze gids behandelt alles wat u moet weten over CNC-bewerkte aluminium onderdelen: waarom aluminium de boventoon voert in CNC-bewerking, welke legeringen u moet specificeren, welke processen en toleranties haalbaar zijn, hoe u de juiste oppervlakteafwerking kiest en welke ontwerpbeslissingen goede aluminium onderdelen onderscheiden van uitstekende onderdelen.

449 →
450 →

Waarom aluminium het voorkeursmetaal is voor CNC-bewerking

451 →
452 →

De populariteit van aluminium in CNC-werkplaatsen is geen toeval. Het biedt reële, meetbare voordelen ten opzichte van staal, titanium, messing en kunststoffen voor een breed scala aan toepassingen.

453 →
454 →

bewerkbaarheid

455 →
456 →

Aluminium laat zich sneller en gemakkelijker bewerken dan vrijwel elk ander constructiemetaal. Waar roestvrij staal een snelheid van 100-200 oppervlaktevoet per minuut haalt, bereiken aluminiumlegeringen zoals 6061 comfortabel 800-1500 oppervlaktevoet per minuut. Dit vertaalt zich direct in kortere cyclustijden, lagere gereedschapskosten en lagere prijzen per onderdeel.

457 →
458 →

Het materiaal produceert schone spanen, genereert minder snijwarmte dan staal of titanium en is minder belastend voor het gereedschap. Een enkele hardmetalen frees die ongeveer 200 stalen onderdelen meegaat, kan gemakkelijk meer dan 2,000 aluminium onderdelen bewerken voordat deze vervangen moet worden.

459 →
460 →

Sterkte-gewichtsverhouding

461 →
462 →

De dichtheid van aluminium bedraagt ​​ongeveer 2.7 g/cm³ — ruwweg een derde van die van staal (7.8 g/cm³). Hoewel puur aluminium zacht is, bieden gangbare legeringen zoals 6061-T6 (45,000 psi treksterkte) en 7075-T6 (83,000 psi treksterkte) sterktes die voldoen aan de structurele eisen in de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie, robotica en consumentenelektronica. Voor veel toepassingen presteert een aluminium onderdeel dat 35% van zijn stalen equivalent weegt, mechanisch gezien net zo goed.

463 →
464 →

Corrosiebestendigheid

465 →
466 →

Aluminium vormt van nature een dunne, zelfherstellende oxidelaag die het basismetaal beschermt tegen corrosie door de atmosfeer. Dankzij deze inherente bescherming kunnen veel aluminium onderdelen zonder oppervlaktebehandeling functioneren in binnen- of milde buitenomgevingen. Door anodiseren wordt de corrosiebestendigheid aanzienlijk verbeterd, waardoor de prestaties die van roestvrij staal benaderen, maar dan tegen een fractie van het gewicht en de kosten.

467 →
468 →

Thermische en elektrische geleidbaarheid

469 →
470 →

Aluminium geleidt warmte met een waarde van ongeveer 167 W/m·K (voor 6061), waardoor het een standaardmateriaal is voor koelplaten, componenten voor thermisch beheer en behuizingen die warmte moeten afvoeren. De elektrische geleidbaarheid (ongeveer 60% van die van koper) is voldoende voor stroomrails, connectorbehuizingen en EMI-afschermingsbehuizingen.

471 →
472 →

Kosten efficiëntie

473 →
474 →

Ruwe aluminium is goedkoper dan roestvrij staal, titanium of koper. In combinatie met hogere bewerkingssnelheden en minder gereedschapslijtage zijn aluminium onderdelen doorgaans de meest kosteneffectieve metaaloptie in CNC-productie. Daarom domineert het de prototypebewerking: je krijgt de prestaties van metalen onderdelen tegen een prijs die iteratieve ontwerpen mogelijk maakt zonder budgettaire zorgen.

475 →
476 →

Veelgebruikte aluminiumlegeringen voor CNC-onderdelen

477 →
478 →

Niet alle aluminium is hetzelfde. De legering die u kiest, bepaalt de sterkte, corrosiebestendigheid, bewerkbaarheid en kosten van uw eindproduct. Hieronder vindt u de legeringen waarmee CNC-bedrijven het meest werken.

479 →
480 →

6061 — De Standaard

481 →
482 →

6061-T6 is wereldwijd de meest bewerkte aluminiumlegering. Het biedt een goede balans tussen sterkte (45,000 psi treksterkte), corrosiebestendigheid, lasbaarheid en bewerkbaarheid tegen een redelijke prijs. Als er geen specifieke reden is om voor een andere legering te kiezen, is 6061 een veilige standaardkeuze.

483 →
484 →

Beste voor: Constructiebeugels, behuizingen, frames, armaturen, koelplaten, algemene componenten.

485 →
486 →

7075 — Hoge sterkte

487 →
488 →

7075-T6 levert een treksterkte van 83,000 psi, waarmee het de sterkte van constructiestaal benadert. Het is duurder dan 6061 en de bewerking ervan duurt iets langer, maar geen enkel ander aluminium in de familie evenaart de sterkte-gewichtsverhouding. Voor een gedetailleerde vergelijking van 7075 ten opzichte van 6061 en 5052, zie onze Vergelijkingsgids voor aluminiumlegeringen.

489 →
490 →

Beste voor: Lucht- en ruimtevaartconstructies, hoogwaardige auto's, defensie, sportartikelen, matrijzen.

491 →
492 →

5052 — Corrosiespecialist

493 →
494 →

5052-H32 biedt de beste weerstand tegen corrosie door zout water van alle gangbare aluminiumlegeringen en een uitstekende vervormbaarheid voor plaatbewerking. Het is niet de eerste keuze voor CNC-bewerking vanwege de kleverige spanen, maar het wordt wel gebruikt in toepassingen waar corrosiebestendigheid belangrijker is dan bewerkingsgemak.

495 →
496 →

Beste voor: Scheepsonderdelen, brandstoftanks, chemische verwerking, plaatstalen buitenbehuizingen.

497 →
498 →

2024 — Vermoeidheidsbestendig

499 →
500 →

2024-T3 combineert een hoge sterkte met een uitstekende vermoeiingsweerstand, waardoor het een veelgebruikt materiaal is voor vliegtuigrompen en structurele toepassingen. De corrosiebestendigheid is echter gering in vergelijking met 6061, waardoor onderdelen vrijwel altijd een oppervlaktebehandeling ondergaan. De bewerkbaarheid is goed.

501 →
502 →

Beste voor: Vliegtuigromppanelen, vleugelbekleding en structurele onderdelen die onderhevig zijn aan vermoeiingsbelasting.

503 →
504 →

6063 — Extrusiekwaliteit

505 →
506 →

6063-T5 is de standaardlegering voor aluminium extrusies. De sterkte is lager dan die van 6061 (35,000 psi treksterkte), maar het materiaal levert een uitstekende oppervlakteafwerking op bij extrusie en laat zich prachtig anodiseren. CNC-bedrijven bewerken vaak details in 6063-extrusies in plaats van complete onderdelen uit 6063-blokken te frezen.

507 →
508 →

Beste voor: Architectonische afwerking, geëxtrudeerde koelprofielen, rails en frames waarbij een geëxtrudeerd profiel als basismateriaal dient.

509 →
510 →

Tabel voor legeringsselectie

511 →
512 →

513→ 514→ 515→

516 →

517 →

518 →

519 →

520 →

521 →

522 →

523 →

524→ 525→

526 →

527 →

528 →

529 →

530 →

531 →

532 →

533 →

534 →

535 →

536 →

537 →

538 →

539 →

540 →

541 →

542 →

543 →

544 →

545 →

546 →

547 →

548 →

549 →

550 →

551 →

552 →

553 →

554 →

555 →

556 →

557 →

558 →

559 →

560 →

561 →

562 →

563 →

564 →

565 →

Legering	Treksterkte (T6/H32)	bewerkbaarheid	Corrosiebestendigheid	lasbaarheid	Relatieve kosten
6061-T6	45,000 psi	Uitstekend	Goed	Goed	$$
7075-T6	83,000 psi	Goed	Eerlijk	arm	$ $ $
5052-H32	33,000 psi	Eerlijk	Uitstekend	Uitstekend	$
2024-T3	70,000 psi	Goed	arm	arm	$ $ $
6063-T5	35,000 psi	Uitstekend	Uitstekend	Goed	$

566 →
567 →

CNC-bewerkingen voor aluminium onderdelen

568 →
569 →

Aluminium is compatibel met vrijwel elk CNC-metaalbewerkingsproces. De specifieke bewerkingen die worden gebruikt, hangen af ​​van de geometrie van het onderdeel, de toleranties, het volume en het budget.

570 →
571 →

CNC frezen

572 →
573 →

Frezen is het meest voorkomende CNC-proces voor aluminium onderdelen. Een roterend meerpuntsfrees verwijdert materiaal van een stilstaand werkstuk, waardoor vlakke oppervlakken, uitsparingen, sleuven, gaten en complexe 3D-contouren ontstaan.

574 →
575 →

Met 3-assig frezen worden de meeste aluminiumbewerkingen uitgevoerd: rechthoekige behuizingen, platte beugels, eenvoudige uitsparingen en vlakke onderdelen. 4-assig en 5-assig frezen zijn nodig voor onderdelen met details op meerdere vlakken, ondersnijdingen of complexe, gevormde oppervlakken die niet met drie assen te bereiken zijn.

576 →
577 →

De vergevingsgezinde aard van aluminium betekent dat aluminium frezen Maakt agressieve materiaalafvoersnelheden mogelijk. Hogesnelheidsbewerkingsstrategieën (HSM) met lichte radiale inschakeling en hoge voedingssnelheden zijn standaardpraktijk en leveren een uitstekende oppervlakteafwerking op met maximale doorvoer.

578 →
579 →

CNC Draaien

580 →
581 →

Draaien produceert cilindrische en roterende onderdelen: assen, bussen, afstandhouders, schroefdraadfittingen en elk onderdeel met een primaire symmetrieas. Het werkstuk roteert tegen een stationair, enkelpunts snijgereedschap.

582 →
583 →

Aluminium kan efficiënt worden gedraaid bij hoge spindelsnelheden. Moderne CNC-draaibanken met aangedreven gereedschap kunnen gefreesde elementen (kruisgaten, vlakken, spiebanen) in één enkele bewerking aan gedraaide onderdelen toevoegen, waardoor nabewerkingen overbodig worden.

584 →
585 →

CNC-boren en -tappen

586 →
587 →

Aluminium kan netjes worden geboord met standaard HSS- of hardmetalen boren. Doorlopende gaten, blinde gaten, verzinkingen, conische boringen en schroefdraad zijn eenvoudige bewerkingen. Draadvormende tappen (roltappen) werken bijzonder goed in aluminium, omdat ze sterkere schroefdraad produceren dan snijtappen en geen spanen achterlaten.

588 →
589 →

Meerassige bewerking (4-assig en 5-assig)

590 →
591 →

Complexe aluminium onderdelen met kenmerken op meerdere vlakken, dunne wanden of gevormde oppervlakken profiteren van 5-assige bewerking. De extra rotatieassen stellen het snijgereedschap in staat het werkstuk vanuit vrijwel elke hoek te benaderen, waardoor het aantal instellingen (en dus de kans op instellingsfouten) wordt verminderd.

592 →
593 →

Onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, behuizingen voor medische apparaten en verdeelstukken voor de automobielindustrie vereisen vaak 5-assige bewerking. Het uurtarief van de machine ligt hoger, maar de totale kosten dalen vaak omdat minder instellingen minder handelingen, minder opspaninrichtingen en nauwere toleranties betekenen.

594 →
595 →

Draad EDM

596 →
597 →

Hoewel draad-EDM niet strikt CNC-frezen is, wordt het soms gebruikt voor aluminium onderdelen die extreem nauwe toleranties of complexe interne profielen vereisen die niet met roterende gereedschappen te bereiken zijn. Het is langzamer en duurder dan conventionele bewerkingstechnieken, maar van onschatbare waarde voor bepaalde geometrieën.

598 →
599 →

Haalbare toleranties voor CNC-gefreesde aluminium onderdelen

600 →
601 →

De dimensionale stabiliteit en lage snijkrachten van aluminium stellen CNC-bedrijven in staat om consistent nauwe toleranties aan te houden. Dit kunt u verwachten:

602 →
603 →

604→ 605→ 606→

607 →

608 →

609 →

610 →

611 →

612→ 613→

614 →

615 →

616 →

617 →

618 →

619 →

620 →

621 →

622 →

623 →

624 →

625 →

626 →

627 →

628 →

629 →

630 →

631 →

632 →

633 →

Tolerantieklasse	Dimensionaal bereik	Typische Toepassing
Standaard	+/-0.005 inch (+/-0.127 mm)	Algemene constructieonderdelen, behuizingen, beugels
precisie	+/-0.001 inch (+/-0.025 mm)	Aansluitvlakken, lagerboringen, uitlijningskenmerken
Hoge precisie	+/-0.0005 inch (+/-0.013 mm)	Optische houders, ruimtevaartonderdelen, instrumentbehuizingen
Ultra precisie	+/-0.0001 inch (+/-0.003 mm)	Specialistische toepassingen, vereist een temperatuurgecontroleerde omgeving.

634 →
635 →

Ontwerptip: Specificeer alleen de tolerantie die elk onderdeel daadwerkelijk vereist. Het specificeren van +/- 0.001 inch over een heel onderdeel, terwijl slechts twee aansluitende onderdelen dit nodig hebben, drijft de kosten op zonder functioneel voordeel. Gebruik standaardtoleranties voor niet-kritische afmetingen en nauwe toleranties alleen waar ze een doel dienen.

636 →
637 →

Factoren die de dimensionale nauwkeurigheid beïnvloeden

638 →
639 →

640 →
• Thermische expansie: De thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminium (23.6 μm/m·°C) is ongeveer twee keer zo hoog als die van staal. Voor precisiewerk bewerken werkplaatsen in temperatuurgecontroleerde omgevingen en laten ze het materiaal op omgevingstemperatuur komen voordat de laatste sneden worden gemaakt.

641 →

• Wanddikte Dunne wanden (minder dan 1 mm) kunnen door de snijkrachten vervormen, wat maatafwijkingen kan veroorzaken. De minimaal aanbevolen wanddikte voor standaard CNC-aluminium onderdelen is 0.8 mm (0.031 inch), hoewel 0.5 mm haalbaar is met de juiste opspanning en bewerkingsstrategie.

642 →

• Interne spanning: Gewalst en geëxtrudeerd aluminium bevat restspanning. Het verwijderen van grote hoeveelheden materiaal van één zijde van een dikke plaat kan kromtrekken veroorzaken. Spanningsarme temperbehandelingen (T651 voor 6061, T7351 voor 7075) verminderen dit risico.

643 →

644 →
645 →

Oppervlakteafwerkingen voor CNC-gefreesde aluminium onderdelen

646 →
647 →

Oppervlaktebehandeling dient twee doelen voor aluminium onderdelen: bescherming (corrosiebestendigheid, slijtvastheid) en uiterlijk (kleur, textuur). De gekozen afwerking hangt af van de gebruiksomgeving, esthetische eisen en het budget.

648 →
649 →

Zoals machinaal bewerkt

650 →
651 →

De eenvoudigste optie. Gereedschapssporen zijn zichtbaar, maar de oppervlakken zijn glad en dimensionaal nauwkeurig. De typische oppervlakteruwheid bedraagt ​​32-63 Ra micro-inch (0.8-1.6 Ra μm). Aanvaardbaar voor interne componenten, prototypes en onderdelen die later een nabewerking ondergaan.

652 →
653 →

Bead Stralen

654 →
655 →

Glasparels of aluminiumoxide worden op het oppervlak van het onderdeel gestraald om een ​​uniforme matte textuur te creëren die bewerkingssporen maskeert. Het is een puur cosmetische behandeling die de corrosiebestendigheid niet significant verbetert. Straalbewerking met glasparels wordt vaak gebruikt als voorbehandeling vóór het anodiseren om een ​​consistent satijnachtig uiterlijk te verkrijgen.

656 →
657 →

Type II anodiseren (anodiseren met zwavelzuur)

658 →
659 →

De meest voorkomende oppervlaktebehandeling voor CNC-gefreesde aluminium onderdelen. Een elektrochemisch proces waarbij een harde aluminiumoxidelaag (doorgaans 0.0002-0.001 inch dik) in het oppervlak groeit. De oxidelaag is integraal onderdeel van het basismetaal en geen coating die kan afbladderen.

660 →
661 →

Voordelen:

662 →

663 →
• Aanzienlijk verbeterde corrosiebestendigheid

664 →

• Matige toename van de oppervlaktehardheid (tot 70 Rockwell C op de oxidelaag)

665 →

• Kan in een breed scala aan kleuren worden geverfd (zwart, blauw, rood, goud, groen en meer).

666 →

• Dimensionaal voorspelbaar: de laag groeit ongeveer 50% in en 50% boven het oorspronkelijke oppervlak.

667 →

• Elektrisch isolerend

668 →

669 →
670 →

Let op: Anodiseren voegt dikte toe. Voor onderdelen met nauwe toleranties op aansluitende delen, dient u die oppervlakken af ​​te plakken of rekening te houden met een dikte-opbouw van 0.0001-0.0005 inch per zijde in uw ontwerp.

671 →
672 →

Type III hard anodiseren (harde coating)

673 →
674 →

Een dikkere, dichtere versie van anodiseren met zwavelzuur (doorgaans 0.001-0.003 inch). Hardcoat-anodiseren biedt een uitstekende slijtvastheid en wordt gebruikt op onderdelen die onderhevig zijn aan glijdend contact, slijtage of herhaaldelijk hanteren. Het nadeel is een beperkter kleurenbereik (doorgaans donkergrijs tot zwart) en hogere kosten dan type II.

675 →
676 →

Chromaatconversiecoating (Alodine / Chem Film)

677 →
678 →

Een chemische behandeling die een dunne, elektrisch geleidende, corrosiebestendige laag creëert. Deze laag is goudkleurig of transparant, afhankelijk van de specificatie (MIL-DTL-5541 Type I of Type II). Chromaatconversie wordt vaak toegepast voor onderdelen in de lucht- en ruimtevaart die corrosiebescherming nodig hebben met behoud van elektrische geleidbaarheid – iets wat anodiseren niet kan.

679 →
680 →

Het dient tevens als een uitstekende primer voor een goede hechting van de verf.

681 →
682 →

Poeder Coating

683 →
684 →

Elektrostatisch aangebracht droog poeder wordt in een oven uitgehard tot een duurzame, uniforme coating. Poedercoating biedt de breedste keuze aan kleuren en texturen, een uitstekende slagvastheid en een goede corrosiebescherming. De coatingdikte bedraagt ​​doorgaans 0.002-0.006 inch, waarmee rekening moet worden gehouden bij de dimensionering van de aansluitende onderdelen.

685 →
686 →

Poedercoating is dikker en minder dimensionaal nauwkeurig dan anodiseren, waardoor het het meest geschikt is voor cosmetische buitenoppervlakken in plaats van precisieverbindingen.

687 →
688 →

Chemisch vernikkelen

689 →
690 →

Het product brengt een uniforme nikkel-fosforlaag aan op het aluminiumoppervlak, wat zorgt voor uitstekende corrosiebestendigheid, slijtvastheid en soldeerbaarheid. Het wordt toegepast in onderdelen die een geleidend, slijtvast oppervlak nodig hebben in corrosieve omgevingen, zoals vaak het geval is in elektronica- en defensietoepassingen.

691 →
692 →

Borstelen en polijsten

693 →
694 →

Mechanische oppervlaktebehandelingen die een gerichte satijnen afwerking (borstelen) of een reflecterende spiegelafwerking (polijsten) creëren. Voornamelijk gebruikt voor cosmetische en consumentgerichte onderdelen. Vaak gecombineerd met blank anodiseren voor een langdurig behoud van het uiterlijk.

695 →
696 →

Tabel voor het selecteren van oppervlakteafwerkingen

697 →
698 →

699→ 700→ 701→

702 →

703 →

704 →

705 →

706 →

707 →

708 →

709 →

710→ 711→

712 →

713 →

714 →

715 →

716 →

717 →

718 →

719 →

720 →

721 →

722 →

723 →

724 →

725 →

726 →

727 →

728 →

729 →

730 →

731 →

732 →

733 →

734 →

735 →

736 →

737 →

738 →

739 →

740 →

741 →

742 →

743 →

744 →

745 →

746 →

747 →

748 →

749 →

750 →

751 →

752 →

753 →

754 →

755 →

756 →

757 →

758 →

759 →

760 →

761 →

762 →

763 →

764 →

765 →

766 →

767 →

Finish	Bescherming tegen corrosie	Slijtvastheid	Color Options	Geleidingsvermogen	Relatieve kosten
Zoals machinaal bewerkt	Laag	Laag	Geen (kaal aluminium)	Vol	$
Bead Blast	Laag	Laag	Geen (matte textuur)	Vol	$
Type II geanodiseerd	Goed	Gemiddeld	Breed scala	Geen (isolerend)	$$
Type III hard anodiseren	Uitstekend	Uitstekend	Beperkt (donker)	Geen (isolerend)	$ $ $
Chromaatconversie	Goed	Laag	Goud of transparant	Vol	$
Laagje poeder	Goed	Goed	Ongelimiteerde	Geen (isolerend)	$$
Stroomloos nikkel	Uitstekend	Goed	Zilver metallic	Goed	$ $ $

768 →
769 →

CNC-gefreesde aluminium onderdelen per branche

770 →
771 →

CNC-gefreesde aluminium onderdelen worden in vrijwel elke productiesector gebruikt. Hieronder lees je hoe de belangrijkste industrieën ze inzetten.

772 →
773 →

Ruimtevaart en Defensie

774 →
775 →

Aluminium is sinds de jaren dertig het belangrijkste constructiemateriaal in de lucht- en ruimtevaart. CNC-gefreesde aluminium onderdelen in deze sector omvatten structurele beugels, schotten, ribben, montageplaten, avionica-behuizingen en satellietbehuizingen. Legeringen 7075, 2024 en 6061 zijn het meest gebruikt, met nauwe toleranties (veelvoorkomend: +/- 0.0005 inch) en verplichte oppervlaktebehandelingen (anodiseren, chromaatconversie of primersystemen).

776 →
777 →

Defensietoepassingen voegen MIL-SPEC-vereisten toe voor materiaaltraceerbaarheid, eerste-artikelinspectie en vaak ook ITAR-conformiteit.

778 →
779 →

Auto- en motorsport

780 →
781 →

De auto-industrie gebruikt CNC-gefreesde aluminium onderdelen voor ophangingscomponenten, inlaatspruitstukken, transmissiebehuizingen, remklauwen, motorsteunen en accubehuizingen voor elektrische voertuigen. Gewichtsvermindering is de belangrijkste drijfveer: elke kilogram die van een voertuig wordt verwijderd, verbetert de efficiëntie of de prestaties.

782 →
783 →

In de autosport wordt dit nog verder doorgevoerd met 7075-ophangingsarmen, gefreesde stuurcomponenten en racespecifieke beugels, waarbij optimalisatie van de sterkte-gewichtsverhouding een concurrentievoordeel oplevert.

784 →
785 →

Elektronica en telecommunicatie

786 →
787 →

De thermische geleidbaarheid van aluminium maakt het het ideale materiaal voor koelplaten, behuizingen, chassis en EMI-afschermingsbehuizingen. Fabrikanten van consumentenelektronica gebruiken CNC-gefreesd aluminium voor laptopbehuizingen, telefoonframes en audioapparatuur, waar zowel thermisch beheer als een hoogwaardige uitstraling belangrijk zijn.

788 →
789 →

5G-infrastructuur, serverracks en datacenterapparatuur maken veelvuldig gebruik van CNC-gefreesde aluminium onderdelen voor thermisch beheer en structurele montage.

790 →
791 →

Medische hulpmiddelen

792 →
793 →

Behuizingen voor chirurgische instrumenten, frames voor diagnostische apparatuur, behuizingen voor patiëntbewaking en componenten voor robotchirurgie worden vaak vervaardigd met CNC-gefreesd aluminium. Aluminium van het type 6061 met een Type II- of Type III-anodisering is gangbaar. De medische sector stelt hoge eisen aan traceerbaarheid, documentatie en vaak ook aan ISO 13485-gecertificeerde productie.

794 →
795 →

Robotica en automatisering

796 →
797 →

De schakels van de robotarm, de behuizingen van de actuatoren, de eindeffectorplaten, de sensorbevestigingen en de structurele frames zijn overwegend CNC-gefreesd aluminium. De combinatie van een laag gewicht (voor snellere robotbewegingen en lagere motorvereisten) en voldoende sterkte maakt aluminium de praktische standaard voor robotconstructies.

798 →
799 →

Consumer Products

800 →
801 →

Van camerabehuizingen en horlogekasten tot hoogwaardige keukenapparatuur en premium gereedschapsgrepen: CNC-gefreesd aluminium biedt de combinatie van duurzaamheid, licht gewicht en visuele kwaliteit die consumentenmerken eisen. Geanodiseerd aluminium is uitgegroeid tot een visueel symbool van kwaliteit in consumentenelektronica en lifestyleproducten.

802 →
803 →

Ontwerprichtlijnen voor CNC-gefreesde aluminium onderdelen

804 →
805 →

Goede ontwerppraktijken verlagen de kosten en verbeteren de kwaliteit. Hieronder vindt u de belangrijkste richtlijnen voor aluminium.

806 →
807 →

wanddikte

808 →
809 →

De minimaal aanbevolen wanddikte bedraagt ​​0.8 mm (0.031 inch) voor standaardonderdelen. Dunnere wanden tot 0.5 mm zijn mogelijk, maar vereisen een lagere aanvoersnelheid, speciale opspanmiddelen en nauwkeurige programmering om trillingen en doorbuiging te voorkomen. Dunnere wanden bemoeilijken bovendien het anodiseren vanwege het verhoogde risico op kromtrekken in het anodiseerbad.

810 →
811 →

Interne hoeken

812 →
813 →

CNC-frezen resulteert in binnenhoeken met een radius gelijk aan de radius van het freesgereedschap. Het specificeren van een scherpe binnenhoek van 90 graden dwingt de werkplaats om een ​​kleiner gereedschap met een nabewerking te gebruiken, wat tijd en geld kost. Ontwerp binnenradii van minimaal 1/3 van de pocketdiepte – groter is beter.

814 →
815 →

Gatdieptes

816 →
817 →

Met een standaard spiraalboor kunt u betrouwbaar gaten boren tot een diepte van 6x de diameter. Diepere gaten vereisen penboren of diepgatboren, wat extra tijd en kosten met zich meebrengt. Als u diepe gaten nodig hebt, geef dan de grootst mogelijke diameter op.

818 →
819 →

Draaddiepte

820 →
821 →

Aluminium schroefdraad is zwakker dan stalen schroefdraad. Gebruik een minimale inschroeflengte van tweemaal de diameter van de bout voor voldoende uittreksterkte. Helicoil- of spie-inzetstukken worden aanbevolen voor schroefdraad die herhaaldelijk gemonteerd en gedemonteerd wordt.

822 →
823 →

Ondersnijdingen en interne kenmerken

824 →
825 →

Elke ondersnijding vereist een speciaal gereedschap, extra programmering of een aparte instelling. Als de functionaliteit zonder ondersnijding kan worden gerealiseerd (bijvoorbeeld via een sleuf die van bovenaf bereikbaar is), herontwerp het ontwerp dan om de ondersnijding te elimineren. Wanneer ondersnijdingen onvermijdelijk zijn, houd ze dan in standaardmaten die overeenkomen met standaardgereedschap.

826 →
827 →

Vlakheid en kromtrekking

828 →
829 →

Grote, platte, dunne aluminium platen zijn gevoelig voor kromtrekken door restspanningen die vrijkomen tijdens de bewerking. Als uw ontwerp een grote, platte plaat met een hoge vlakheid vereist (minder dan 0.005 inch over een lengte van 12 inch), specificeer dan spanningsvrij gemaakt materiaal (T651-harding voor 6061), neem spanningsontlastingsstappen op in de bewerkingsvolgorde en overweeg bewerking vanaf beide zijden om de materiaalafvoer in evenwicht te brengen.

830 →
831 →

Van prototype naar productie: CNC-gefreesde aluminium onderdelen op schaal produceren

832 →
833 →

Een van de sterke punten van aluminium bij CNC-bewerking is dat hetzelfde proces en dezelfde gereedschappen die voor prototypes worden gebruikt, direct kunnen worden opgeschaald naar productie. In tegenstelling tot spuitgieten of matrijsgieten vereist CNC-bewerking geen investering in gereedschappen vooraf. Dit maakt de weg van prototype naar productie eenvoudig:

834 →
835 →

836 →
1. Prototype (1-10 onderdelen): Machineer direct vanuit CAD-bestanden. Ontwerp wordt herhaaldelijk toegepast op basis van pasvorm- en functietests. De kosten per onderdeel zijn hier het hoogst, maar de gereedschapskosten zijn nul.

837 →

2. Laag volume (10-500 delen): Optimaliseer de opspaninrichting voor het uiteindelijke ontwerp. Batchverwerking verkort de insteltijd per onderdeel. De kosten per onderdeel dalen aanzienlijk.

838 →

3. Middelgroot volume (500-5,000 onderdelen): Speciaal ontworpen opspaninrichtingen, geoptimaliseerde gereedschapspadstrategieën en opstellingen voor meerdere onderdelen zorgen ervoor dat de kosten per onderdeel voor CNC-bewerking bijna minimaal zijn. Bij grotere volumes kunt u overwegen of spuitgieten of extrusie met nabewerking wellicht een meer economische optie is.

839 →

4. Groot volume (5,000+ onderdelen): CNC-bewerking blijft een haalbare optie, vooral met meerassige machines en geautomatiseerde laadsystemen. Voor zeer grote volumes (50,000+ stuks) is spuitgieten of precisiegieten met CNC-nabewerking van kritische onderdelen een goede optie.

840 →

841 →
842 →

Veelgestelde Vragen / FAQ

843 →
844 →

Welke aluminiumlegering is het meest geschikt voor CNC-gefreesde onderdelen?

845 →

6061-T6 is de beste keuze voor algemeen gebruik. Het is gemakkelijk te bewerken, kost minder dan alternatieven met een hoge sterkte en heeft een goede corrosiebestendigheid en lasbaarheid. Kies 7075-T6 wanneer maximale sterkte vereist is en 5052-H32 wanneer corrosiebestendigheid de belangrijkste factor is. Zie onze Vergelijking tussen 6061, 7075 en 5052 voor een gedetailleerde uitsplitsing.

846 →
847 →

Hoe klein kan de tolerantie zijn bij CNC-bewerking van aluminium onderdelen?

848 →

Standaard CNC-bewerking heeft een tolerantie van +/- 0.005 inch. Bij precisiewerk wordt routinematig een tolerantie van +/- 0.001 inch bereikt. Bij zeer nauwkeurige toepassingen kan een tolerantie van +/- 0.0005 inch worden gehaald, en met gespecialiseerde instellingen is een tolerantie van +/- 0.0001 inch mogelijk voor kritische onderdelen. Nauwere toleranties verhogen de kosten, dus specificeer ze alleen waar functioneel noodzakelijk.

849 →
850 →

Is anodiseren noodzakelijk voor CNC-gefreesde aluminium onderdelen?

851 →

Niet altijd. Onbewerkt aluminium presteert prima in droge binnenomgevingen. Voor buitengebruik, slijtage door hantering, esthetische eisen of corrosieve omgevingen verlengt anodiseren de levensduur van het onderdeel aanzienlijk en verbetert het de uitstraling. Type II-anodisatie is geschikt voor de meeste toepassingen; Type III-hardanodisatie biedt extra slijtvastheid voor onderdelen die intensief gebruikt worden.

852 →
853 →

Wat kosten CNC-gefreesde aluminium onderdelen?

854 →

De kosten zijn afhankelijk van de complexiteit van het onderdeel, de toleranties, de oppervlakteafwerking, de hoeveelheid en de legering. Eenvoudige beugels van 6061-staal kosten bijvoorbeeld $15-50 per stuk bij afname van 100 stuks. Complexe 5-assige onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, gemaakt van 7075-staal met een harde anodisering, kunnen $200-1,000 of meer per stuk kosten. De beste manier om een ​​nauwkeurige prijsopgave te krijgen, is door uw CAD-bestand in te dienen.

855 →
856 →

Kunnen CNC-gefreesde aluminium onderdelen stalen onderdelen vervangen?

857 →

In veel toepassingen wel. Waar het stalen onderdeel ruim binnen zijn vloeigrens functioneert, kan een aluminium versie met een iets grotere doorsnede dezelfde stijfheid en sterkte bieden als het stalen onderdeel, maar met een fractie van het gewicht. Waar hardheid, slijtvastheid of bedrijfstemperatuur de grenzen van aluminium overschrijden, blijft staal noodzakelijk.

858 →
859 →

Welke oppervlakteafwerking moet ik kiezen?

860 →

Voor prototypes en interne componenten: onbewerkt. Voor cosmetische onderdelen: glasparelstralen + anodiseren type II. Voor onderdelen in corrosieve omgevingen: anodiseren type II of type III. Voor onderdelen die elektrische geleidbaarheid met corrosiebescherming vereisen: chromaatconversie. Voor producten voor de consument die een kleur nodig hebben: poedercoating of gekleurd anodiseren.

861 →
862 →

Bestel op maat gemaakte CNC-aluminium onderdelen

863 →
864 →

Van prototypes tot productieseries van duizenden stuks, HPL Machining levert CNC-gefreesde aluminium onderdelen met toleranties tot +/- 0.001 inch, levertijden vanaf 7 dagen en een volledig scala aan afwerkingsopties, waaronder anodiseren, poedercoaten, glasparelstralen en galvaniseren.

865 →
866 →

We werken met 6061, 7075, 5052, 2024 en andere aluminiumlegeringen in 3-assige, 4-assige en 5-assig CNC-frezen Plus CNC-draaien. Ons team beoordeelt elk ontwerp op maakbaarheid voordat het snijproces begint.

867 →
868 →

Bekijk onze mogelijkheden voor CNC-metaalbewerking. Of upload uw CAD-bestand voor een gratis offerte.