Welke aluminiumlegering is het beste voor bewerking? Kies de juiste kwaliteit voor uw CNC-projecten

De keuze van aluminiumlegering is van het grootste belang voor een succesvol CNC-bewerkingsproject. Sterkte, bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid en thermische geleidbaarheid zijn de factoren die verschillende soorten aluminium onderscheiden, waardoor het selectieproces zowel technisch als strategisch is. Als u weet welke legering u in uw toepassing moet gebruiken, kunt u tijd en geld besparen en ook de productkwaliteit verhogen als u werkt aan lucht- en ruimtevaartcomponenten, auto-onderdelen of aangepaste prototypes. Dit artikel belicht enkele belangrijke aluminiumlegeringen die worden gebruikt bij het bewerken, met details over hun kenmerken en voordelen om u te helpen bij het kiezen van de perfecte kwaliteit voor uw CNC-project.

Welke aluminiumlegeringen worden het meest gebruikt voor bewerking?

Aluminium 6061 wordt gekenmerkt door een hoge sterkte-gewichtsverhouding, goede corrosiebestendigheid en uitstekende bewerkbaarheid. Het is daardoor zeer veelzijdig en wordt veel gebruikt in structurele toepassingen, met name in de automobiel- en luchtvaartsector.

7075 Aluminium

Deze sterke, lichte metaallegering is perfect voor toepassingen die duurzaamheid en stressbestendigheid vereisen. 7075 aluminium wordt voornamelijk gebruikt in de militaire of lucht- en ruimtevaartindustrie en is minder corrosiebestendig dan andere, maar heeft hogere mechanische eigenschappen.

2024 Aluminium

Bekend om hun hoge sterkte en superieure corrosiebestendigheid, worden 2024 aluminiumlegeringen veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart. Het heeft echter een lagere corrosiebestendigheid; daarom is het het meest geschikt voor omgevingen waar beschermende coatings kunnen worden aangebracht.

5052 Aluminium

Marine- en automobielomgevingen profiteren enorm van het gebruik van 5052 aluminium, omdat het een uitstekende corrosiebestendigheid en matige sterkte heeft. De uitzonderlijke bewerkbaarheid maakt het een betrouwbare keuze voor componenten die complexe vormgeving vereisen.

6063 Aluminium

Het staat ook bekend als architectonisch aluminium en wordt gebruikt in verschillende producten, waaronder deuren, ramen, balustrades, enz.

Deze legering wordt zeer gewaardeerd om zijn sterkte en roestbestendigheid, evenals zijn gladde oppervlakteafwerking en schoonheid. De belangrijkste toepassing is CNC-bewerking in de bouw- en decoratie-industrie.

Deze legeringen zijn ontworpen om te passen bij verschillende toepassingen; daarom kunnen ze worden gebruikt bij verschillende CNC-bewerkingsprojecten. De keuze van het juiste metaal hangt grotendeels af van de werkomstandigheden, mechanische spanningen en financiële zorgen.

6061 Aluminium: Het veelzijdige werkpaard

6061 aluminium is een zeer populaire legering vanwege de perfecte combinatie van sterkte, weerstand en bewerkbaarheid, die allemaal noodzakelijk zijn. Dit lichte en sterke metaal bestaat voornamelijk uit aluminium, magnesium en silicium. Naast lassen of warmtebehandeling vindt deze legering vaak toepassing in de lucht- en ruimtevaart, automobiel- of constructie-industrie. Er kan op worden vertrouwd omdat het kan worden gebruikt in verschillende projecten die prestaties en aanpasbaarheid nodig hebben.

7075 Aluminium: Hoge sterkte, geschikt voor de lucht- en ruimtevaart

7075 aluminium wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie en andere veeleisende sectoren en staat bekend om zijn uitstekende mechanische eigenschappen en toepassingen met hoge sterkte. De legering bestaat voornamelijk uit zink, magnesium, koper en aluminium, waardoor het zeer opmerkelijke treksterktes kan bereiken, tussen 73,000 en 83,000 psi in de meeste van zijn typische warmtebehandelde omstandigheden zoals T6 of T73. De hoge sterkte-gewichtsverhouding is zeer wenselijk, met name in de luchtvaart, waar het gewicht moet worden geminimaliseerd terwijl de structurele integriteit op een optimaal niveau moet worden gehouden.

Niettemin is 7075 minder corrosiebestendig dan andere aluminiumlegeringen, wat betekent dat het coatings of beschermende behandelingen nodig heeft bij gebruik in omgevingen met vocht of zouten. Bovendien werkt het goed en heeft het uitstekende beoordelingen, waardoor precisiebewerking binnen strikte industriële toleranties mogelijk is. Typische toepassingen zijn onder meer vliegtuigvleugelliggers, rompstructuren, fietsframes en hoogwaardige auto-onderdelen.

Warmtebehandeling verbetert de mechanische eigenschappen van de legering verder, voornamelijk door oplossingswarmtebehandeling en veroudering. Bijvoorbeeld, wanneer het in T6-conditie 7075 wordt gebracht, vertoont aluminium significante verbeteringen in vermoeiingssterkte en taaiheid. Deze elementen maken dit materiaal een van de beste voor kritische toepassingen waarbij elk falen ongewenst is.

2024 Aluminium: Nog een favoriet in de lucht- en ruimtevaart

Uitstekende vermoeidheidsweerstand en een geweldige sterkte-gewichtsverhouding maken 2024 aluminium ideaal voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, en het is algemeen bekend. Een legering van aluminium, koper en andere sporenelementen, waaronder 4.4% Cu, 1.5% Mg en 0.6% Mn, met sporen van andere materialen met uitzonderlijke mechanische eigenschappen, is verantwoordelijk voor het grootste deel van de samenstelling van deze legering. Het heeft zijn plaats gevonden in met name vliegtuigstructuren zoals vleugels en rompen, die een hoge cyclische belasting ervaren en efficiënt moeten zijn op aluminiumlegeringen die momenteel beschikbaar zijn.

Beschouwd als een van de beste aluminiumlegeringen voor CNC-bewerking, heeft 2024 treksterktes tot 470 MPa (68 ksi) en uitstekende schuifsterkte, waardoor het geschikt is voor onderdelen die grote spanningen en belastingen ondergaan. De corrosiebestendigheid is echter verminderd in vergelijking met andere aluminiumlegeringen die op CNC-machines worden gebruikt. Om dit nadeel te overwinnen, wordt zuiver aluminium vaak toegepast om de omgevingsbestendigheid te verbeteren zonder de mechanische eigenschappen aan te tasten; dergelijke coatings worden Alclad-lagen genoemd.

De legering heeft verschillende tempers, waarbij 2024-T3 een van de meest gebruikte is. Deze temper biedt de beste balans tussen sterkte en bewerkbaarheid, waardoor het geschikt is voor zowel niet-structurele als structurele toepassingen. Bovendien wordt 2024 beschouwd als uitstekend in termen van bewerkbaarheid, waardoor nauwkeurige productie van kritische onderdelen mogelijk is zonder hun integriteit in gevaar te brengen.

Aluminium speelt nog steeds een belangrijke rol in de hedendaagse techniek, of het nu wordt gebruikt als klinknagels, lucht- en ruimtevaartfittingen of structurele balken. In 2024 zal het de toekomst van de luchtvaart- en transportindustrie vormgeven. De prestaties ervan onder extreme omstandigheden laten zien waarom het een materiaal bij uitstek is voor zware omstandigheden.

Hoe kies ik de juiste aluminiumlegering voor mijn bewerkingsbehoeften?

Rekening houdend met de vereisten voor de sterkte-gewichtsverhouding

De sterkte-gewichtsverhouding is een van de factoren die van cruciaal belang zijn bij het selecteren van een aluminiumlegering voor bewerkingsdoeleinden, met name in toepassingen met hoge prestaties en lichtgewicht. Bijvoorbeeld, 7075 en 2024 aluminiumlegeringen staan ​​bekend om hun opmerkelijke sterkte-gewichtsverhoudingen, waardoor ze de voorkeurskeuzes zijn in de lucht- en ruimtevaart- en automobielsector. Dit soort aluminium heeft een treksterkte van maximaal 83,000 psi, waardoor het ideaal is voor structurele componenten die de hoogste weerstand vereisen zonder het gewicht te verhogen.

Een andere belangrijke factor die in acht moet worden genomen, is het gebruik ervan. In gevallen waarin zowel hoge vermoeidheidsweerstand als sterke eigenschappen verplicht zijn, bieden materialen zoals 6061 een relatief evenwichtige prestatie. Dergelijke legeringen combineren uitstekende bewerkbaarheid met corrosieweerstand en een hoge treksterkte van ongeveer 45,000 psi; daarom kunnen ze worden gebruikt als een alternatieve optie voor het vervaardigen van onderdelen die structuren of esthetiek bevatten.

Ingenieurs moeten specifieke lastdragende vereisten analyseren om een ​​nauwkeurige selectie te garanderen. Bovendien moeten ingenieurs de omgevingsomstandigheden en productie-inputs beoordelen terwijl ze de specifieke vereisten bepalen die nodig zijn voor elk specifiek materiaal. Zo helpt een gedetailleerde analyse van materialen ervoor te zorgen dat de gekozen aluminiumsoort overeenkomt met de projectspecificaties, waardoor de prestaties worden gemaximaliseerd en de massa wordt geminimaliseerd.

Evaluatie van de behoeften aan corrosiebestendigheid

Milieutechnisch is corrosiebestendigheid een belangrijke parameter om te overwegen bij het selecteren van materialen voor toepassingen in wisselende omgevingen. Een van de redenen waarom aluminiumlegeringen worden gewaardeerd, is omdat ze van nature bedekt zijn met hun eigen oxidelaag die ze beschermt tegen corrosie. Verschillende aluminiumlegeringen vertonen echter verschillende weerstandsniveaus op basis van hun chemische samenstelling en blootstelling aan de omgeving.

Magnesiumrijke legeringen zoals 5052 en 5083, die tot de 5000-serie behoren, vertonen bijvoorbeeld een uitstekende corrosiebestendigheid in maritieme omgevingen. Omgekeerd is een hoger kopergehalte waarschijnlijk niet het geval in het geval van 2024, dat onder de groep 2000-serie valt, en meer oppervlaktebehandelingen of coatings vereist vanwege de hoge gevoeligheid voor vochtige of zoute omstandigheden.

Omgevingsfactoren spelen hierbij een belangrijke rol. Materialen met een hoge weerstand tegen putcorrosie en spanningscorrosie zijn vereist in kustgebieden die gekenmerkt worden door hoge zoutgehaltes. Gegevens toonden aan dat onbehandelde aluminiumoppervlakken corroderen met een snelheid van maximaal 0.15 mm/jaar wanneer ze in zeer zoute media worden geplaatst, tenzij er beschermende maatregelen tegen worden genomen.

Geavanceerde oppervlaktebehandelingen zoals anodiseren of het aanbrengen van corrosiebestendige coatings verbeteren de duurzaamheid en levensduur van aluminiumlegeringen verder. Ingenieurs moeten ook rekening houden met zaken als blootstelling aan chemicaliën, temperatuurschommelingen en vochtigheid bij het beoordelen van de geschiktheid van het materiaal voor het beoogde doel.

Elektrochemische en zoutsproeitesten worden vaak gebruikt om de weerstand van een legering tegen verschillende corrosieve stoffen te meten en voor grondige tests. Deze evaluaties, die gebaseerd zijn op gegevens, helpen ervoor te zorgen dat producten voldoen aan de gespecificeerde prestatievereisten om duurzaamheid op de lange termijn en veilig gebruik te garanderen.

Beoordelen van bewerkbaarheid en gereedschapskosten

Bewerkbaarheid is de mate waarin een materiaal kan worden bewerkt, gesneden of afgewerkt met behulp van standaard productiegereedschappen. Kritische elementen die de bewerkbaarheid bepalen, zijn de hardheid van het materiaal, treksterkte en thermische geleidbaarheid, met name in materialen op basis van aluminium. Over het algemeen leiden gemakkelijker te bewerken materialen tot goedkopere gereedschapsinstanties vanwege minder slijtage van gereedschappen en kortere bewerkingstijden. De algemeen gebruikte industriestandaardmetingen voor bewerkbaarheid omvatten snijsnelheid, oppervlaktekwaliteit en invoersnelheid. Wat de kosten betreft, moeten fabrikanten ook rekening houden met gereedschapsgerelateerde kosten, waaronder aankoopprijs, onderhoud en vervanging, in lijn met productie-efficiënties en budgettaire beperkingen.

Welke eigenschappen van aluminium maken het geschikt voor bewerking?

Uitstekende bewerkbaarheid en oppervlakteafwerking

Het relatief lichte gewicht, de bewerkbaarheid en de afvoerende warmte tijdens het snijden geven aluminium de reputatie zeer bewerkbaar te zijn. Deze eigenschap maakt het verwijderen van materialen efficiënter en verkort de tijd die nodig is voor het bewerken. Bovendien produceert aluminium doorgaans hoogwaardige oppervlakteafwerkingen die minimale nabewerking nodig hebben. Dit zorgt ervoor dat het de voorkeur heeft bij het vervaardigen van precisieonderdelen in onder andere de automobiel- en lucht- en ruimtevaartindustrie.

Lichtgewicht maar sterke eigenschappen

De lichte maar stevige aard van aluminium is een functie van de lage dichtheid en de sterke legeringscapaciteit. Hoewel het slechts ongeveer een derde weegt van staal, kunnen aluminiumlegeringen hetzelfde vermogen genereren. Daarom wordt aluminium gebruikt in gevallen waarin het gewicht moet worden verminderd zonder de integriteit van de structuur in gevaar te brengen. De lichtheid ervan maakt het met name nuttig in de lucht- en ruimtevaart, waar de brandstofefficiëntie verbetert met lichtheid, en in de automobielindustrie, waar de prestaties toenemen en de emissies afnemen.

Corrosiebestendigheid en duurzaamheid

Een dunne oxidelaag op het oppervlak van aluminium, die op natuurlijke wijze wordt gevormd wanneer het in contact komt met lucht, maakt het zeer corrosiebestendig en duurzaam. Deze laag beschermt het metaal tegen verdere oxidatie en fungeert als een barrière. Ik wil benadrukken dat deze eigenschap resulteert in de levensduur van aluminium, zelfs onder extreme omstandigheden, zoals maritieme of industriële omgevingen, waardoor het een geschikt materiaal is voor veel toepassingen.

Hoe verhoudt 6061 aluminium zich tot 7075 voor CNC-bewerking?

Sterkte- en hardheidsverschillen

6061 en 7075 aluminiumlegeringen hebben verschillende sterktes en hardheden, waardoor ze bruikbaar zijn in uiteenlopende toepassingen. De treksterkte voor 6061 wordt geschat op ongeveer 45,000 psi. Tegelijkertijd is de Brinell-hardheid ongeveer 95 HB, waardoor ze geschikt zijn als corrosiebestendig materiaal met hoge sterktevereisten zoals maritieme en structurele toepassingen.

Aan de andere kant geeft dit aan dat 7075 aluminiumlegering een hoge treksterkte heeft van maximaal 83,000 psi en een Brinell-hardheid van ongeveer 150 HB, en daarom geschikt wordt geacht voor CNC-bewerking. De hoge sterkte-gewichtsverhouding maakt het perfect voor industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, automobiel- en defensie-industrie, die zich bezighouden met enorme gewichtsreducties zonder de algehele sterkte in gevaar te brengen. Hoewel 7075 echter een betere sterkte heeft in vergelijking met 6061, is de corrosiebestendigheid in dit geval lager dan die van zijn tegenhanger, waardoor extra voorzorgsmaatregelen nodig zijn in gevallen waarin het kan worden blootgesteld aan zware omstandigheden.

In de meeste gevallen is het bij de keuze tussen 6061 en 7075 echter van belang om rekening te houden met factoren als taaiheid en effectief draagvermogen onder de gegeven omgevingsomstandigheden, naast andere factoren die een toepassing vereist.

Overwegingen met betrekking tot bewerkbaarheid en gereedschapsslijtage

Over het algemeen wordt 6061 aluminium beschouwd als beter bewerkbaar dan 7075 als het gaat om bewerkbaarheid. Met betrekking tot de lagere sterkte en hogere ductiliteit worden snij-, vorm- en bewerkingsprocessen in 6061 grotendeels vergemakkelijkt door het productieproces soepeler te maken en slijtage van de snijgereedschappen te verminderen. Vanwege de eenvoud van het bewerken van deze legering, wordt het een ideale keuze voor toepassingen met ingewikkeld ontwerp of een hoog productievolume.

Deze eigenschappen verbeteren de slijtage van gereedschap tijdens bewerkingen, zelfs als 7075 aluminium harder en sterker is. De Brinell-hardheid is hoger in het geval van 7075 vergeleken met ongeveer 95 HB voor 6061, wat betekent dat er altijd extra spanning op snijgereedschappen zal zijn, vandaar een degradatiesnelheid. Dit resulteert vaak in aanbevelingen voor geavanceerde hardmetalen snijgereedschappen en coatings zoals titanium nitride (TiN) die de levensduur van het gereedschap zullen verbeteren en de nauwkeurigheid zullen behouden tijdens het uitvoeren van bewerkingsactiviteiten.

Verder spelen koel- en smeermethoden een belangrijke rol bij het verbeteren van de bewerkbaarheid en het minimaliseren van de effecten van gereedschapsslijtage op beide typen aluminiumlegeringen die op de markt verkrijgbaar zijn. Tegelijkertijd kan het gebruik van geoptimaliseerde snijsnelheden, normaal gesproken rond de 200-300 oppervlaktevoet per minuut (SFM) voor de eerste en iets hoger voor de laatste legering, samen met voldoende koelmiddeltoepassing, hun efficiëntie tijdens het bewerken aanzienlijk verhogen en oververhitting of vreten voorkomen.

Over het algemeen draagt ​​6061 bij aan eenvoudigere bewerking en algemene toepassingen, terwijl 7075 sterkere en nauwkeurigere gereedschapsmethoden vereist vanwege de grotere sterkte en hardheid zonder de bewerkbaarheid te beïnvloeden.

Kosten- en beschikbaarheidsfactoren

Bijvoorbeeld, budgetgevoelige en veeleisende toepassingen zijn vaak afhankelijk van kosten en beschikbaarheid als het gaat om de keuze tussen 6061 en 7075 aluminium. Over het algemeen is 6061 materiaal goedkoper vanwege de wijdverbreide toepassing, lage verwerkingsvereisten en goedkope productie. Volgens sommige bronnen in de industrie varieert 6061 aluminium gewoonlijk van $ 2.00 tot $ 3.50 per pond, afhankelijk van de leverancier of het orderbedrag. Het is te vinden op bijna elke wereldmarkt, wat zorgt voor een constante aanvoer van aluminium voor gebruik in producten die matige sterkte en uitstekende corrosiebestendigheid nodig hebben.

Omgekeerd wordt de legering als duur beschouwd vanwege zijn opmerkelijke sterkte, taaiheid en hardheid in vergelijking met andere metalen. In de meeste gevallen liggen de prijzen voor 7075 meestal rond de $ 4.50 tot $ 7.00 per pond, wat hoge kosten impliceert als gevolg van het toevoegen van zink en andere elementen die sterke basismaterialen vormen tijdens complexe methoden om betere mechanische eigenschappen te bereiken van legeringen die van dit metaaltype zijn gemaakt. Bovendien kan er een beperkte voorraad 7075 zijn omdat gespecialiseerde industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart of defensie het voornamelijk alleen voor productiedoeleinden gebruiken, terwijl ze ook bulkproductiebeperkingen gebruiken om de prijzen dienovereenkomstig omhoog te brengen via deze specificaties die ze hebben opgesteld; anders zou het gemakkelijker verkrijgbaar zijn tegen veel lagere kosten, aangezien de nichetoepassingen over het algemeen massaproductie verbieden en dus hun kosten enorm verhogen!

Bij het selecteren tussen deze legeringen moet men ook rekening houden met prijsvariaties in grondstoffen, logistieke problemen en de vraag van de markt. Hoewel het kosteneffectief en gemakkelijk toegankelijk is voor algemene toepassingen, blijft 6061 een potentiële keuze. Aan de andere kant zouden de inkoopplanning en -uitgaven hoger zijn met deze optie als sterkte en precisie belangrijk zijn, wat 7075 ideaal maakt voor dergelijke taken.

Wat is MIC 6 aluminium en wanneer moet het worden gebruikt?

De eigenschappen van MIC 6 begrijpen

MIC 6 is een gegoten aluminiumlegering met uitzonderlijke vlakheid, stabiliteit en bewerkbaarheid. De structuur is ontworpen met korrels om interne spanningen te verminderen en kromtrekken tijdens het bewerken te verminderen. Het materiaal is enorm corrosiebestendig en biedt een uniforme dikte over het oppervlak, waardoor het geschikt is voor toepassingen die nauwe toleranties vereisen, zoals gereedschap, bevestigingen en precisie-instrumentatie. MIC 6 is ook een goede warmtegeleider, waardoor het geschikt is voor warmteoverdrachtstoepassingen.

Toepassingen die het meest geschikt zijn voor MIC 6 aluminium

Gereedschappen en armaturen

Gereedschapsplaten en -bevestigingen worden veel gemaakt met behulp van MIC 6 aluminium. Het presteert consistent, zelfs in veeleisende bewerkingsomgevingen, dankzij de uitzonderlijke dimensionale stabiliteit, die kromtrekken of vervorming vermindert. Daarom is het geschikt voor gebruik in CNC-bewerking en andere precisieproductieprocessen.

Precisie instrumentatie

Vanwege de vlakheid en uniforme dikte is MIC 6 aluminium een ​​favoriet materiaal voor toepassingen die nauwe toleranties vereisen. Hieronder vallen zeer nauwkeurige instrumenten zoals meters, meetinstrumenten en optische apparatuur.

3D-printbases en bouwplaten

De hoge mate van vlakheid en thermische geleidbaarheid die kenmerkend zijn voor MIC 6 aluminium draagt ​​bij aan de frequente toepassing ervan als bouwplaatmateriaal in 3D-printers. Om een ​​goede hechting tijdens het printen te garanderen en tegelijkertijd een niveau van warmteverdeling te behouden, maakt dit optimale oppervlaktestabiliteit en uniforme warmteoverdracht mogelijk.

Elektronische en warmteoverdrachtcomponenten

Vanwege de uitstekende thermische geleidbaarheid en corrosiebestendigheid kan het worden gebruikt voor verschillende toepassingen, zoals thermische platen, koellichamen en andere warmteoverdrachtsapparaten. Deze eigenschappen zorgen ervoor dat het materiaal consistent kan werken in elektronica en industriële omgevingen.

Mallen en spuitgietstukken

De bewerkbaarheid en stabiliteit van MIC 6 maken het ideaal voor het maken van mallen en matrijzen. De oppervlakken hebben een fijne afwerking die intact blijft, zelfs na herhaalde productieprocedures.

Montagemallen en machinevoeten

Vanwege zijn vlakke, stabiele aard wordt het vaak gebruikt als montagemal of machine-gebaseerd materiaal. Het vermogen om uitgelijnd te blijven en structureel intact te blijven onder belasting, maakt het geschikt voor deze toepassingen.

In vacuümkamers en cleanroomtoepassingen worden doorgaans aluminiumlegeringen gebruikt vanwege hun uitstekende bewerkbaarheid.

MIC 6 aluminium is corrosiebestendig en heeft goede mechanische eigenschappen. Het wordt gebruikt in cleanrooms en vacuümkamers waar maatvastheid en verontreinigingscontrole essentieel zijn.

Door de vlakheid, thermische eigenschappen en stabiliteit van MIC 6 aluminium te combineren in een breed scala aan industrieën en toepassingen, ontstaat er een multifunctioneel materiaal.

Zijn er speciale overwegingen bij het bewerken van aluminiumlegeringen?

Juiste snijsnelheden en voedingssnelheden

Om hoogwaardige afwerkingen te bereiken en de levensduur van het gereedschap te maximaliseren, is het essentieel om de juiste snijsnelheden en voedingssnelheden te bepalen bij het bewerken van aluminiumlegeringen. Vanwege de lage hardheid maar hoge bewerkbaarheid heeft aluminium hogere snijsnelheden dan materialen die van nature harder zijn. Voor een legering of specifieke omstandigheden voor machinewerk wordt een bereik tussen 600-1500 SFM met HSS-gereedschappen aanbevolen, terwijl hardmetalen gereedschappen tot 3000 SFM en zelfs meer kunnen hebben.

Verschillende gereedschappen hebben optimale voedingssnelheden op basis van hun gewenste oppervlakteafwerking en bedieningsklem, namelijk frezen of boren. De typische voedingssnelheden die worden gebruikt voor het frezen van aluminium liggen meestal tussen 0.005” – 0.010” IPT met HSS-gereedschappen en 0.010” – 0.020” IPT met hardmetalen gereedschappen (Fig. 6a–7b). Voor gaten die kleiner zijn dan dit, wordt er doorgaans minder dan een duizendste inch per omwenteling (IPR) doorheen gevoerd, terwijl hogere waarden kunnen worden gebruikt met grotere diametergaten.

Daarnaast is een goede spaanafvoer erg belangrijk bij het bewerken van aluminium, omdat de spanen zacht en plakkerig zijn; ze kunnen de gereedschappen bot maken of zelfs tot blokkering leiden. Om deze problemen te voorkomen, is het raadzaam om snijgereedschappen te gebruiken met gepolijste groeven of speciale coatings waarvoor aluminium bedoeld is, in combinatie met de juiste koelvloeistof of smering. Bijgevolg wordt er minder gereedschapslijtage waargenomen, worden er betere afwerkingen verkregen en wordt een efficiënt proces bereikt door deze bewerkingsparameters nauwkeurig in te stellen.

Vereisten voor koelmiddel en smeermiddel

Smering en koelmiddel zijn essentieel voor aluminiumbewerking om gereedschapsbreuk te voorkomen, oppervlakken van hoge kwaliteit te verkrijgen en de efficiëntie te maximaliseren. Bij het bewerken van aluminium worden in water oplosbare koelmiddelen of emulsies meestal aanbevolen vanwege hun vermogen om warmte effectief af te voeren en tegelijkertijd smering te bieden, waardoor spaankleving wordt verminderd. Er is gebleken dat aluminiumbewerking baat heeft bij koelmiddelen met een concentratie van ongeveer 5%-10%, wat zorgt voor voldoende smering zonder het zozeer te verdunnen dat de prestaties in gevaar komen.

Om deze reden kunnen speciale koelmiddelen met additieven, zoals extreme drukmiddelen zoals EP, worden gebruikt bij high-performance machinale bewerking, omdat ze de wrijving en gereedschapsslijtage aanzienlijk verminderen, vooral tijdens tappen of diep boren op metalen zoals aluminium. Wat betreft smering zijn systemen met minimale hoeveelheid smeermiddel (MQL) steeds belangrijker geworden in milieuvriendelijke snijprocessen. Een op MQL gebaseerde aanpak verbetert de efficiëntie door een gecontroleerde smeermiddelnevel in de snijzone te brengen, waardoor de snijtemperaturen worden verlaagd en koelmiddelverspilling wordt geminimaliseerd.

De pH-waarden van het koelmiddel moeten zorgvuldig worden geselecteerd en goed worden gecontroleerd, meestal gehandhaafd op 8.5 en 9.5. Het is belangrijk dat het koelmiddel in aluminiumlegeringen voor CNC-bewerking corrosie op aluminium onderdelen voorkomt en zijn functionele doel goed vervult. Bovendien is het regelmatig reinigen van koelsystemen en het in goede staat houden ervan erg belangrijk om de kwaliteit van het koelmiddel te behouden en de levensduur van zowel het koelmiddel als de gereedschappen te verlengen. Het is noodzakelijk om deze aanbevelingen op te volgen om een ​​verbeterde operationele efficiëntie, lagere bedrijfskosten en een betere productkwaliteit in aluminiumbewerkingstoepassingen mogelijk te maken.

Gereedschapsselectie en spaanbeheer

De keuze van een geschikt gereedschap is een belangrijke factor die nauwkeurigheid en efficiëntie garandeert bij aluminiumbewerkingen. Hogesnelheidsbewerkingen maken vaak gebruik van hardmetalen gereedschappen vanwege hun hoge hardheid en hittebestendigheid. Andere versies van deze gereedschappen zijn gecoat met titaniumaluminiumnitride (TiAlN) of diamantachtige koolstof (DLC). Dergelijke coatings verbeteren de slijtvastheid door extra slijtvastheid te bieden, de warmteafvoer te verbeteren en andere factoren. Deze gereedschappen helpen met name materiaalophoping op de snijkanten te voorkomen, een veelvoorkomend probleem bij het werken met aluminium.

Er moet goed spaanbeheer worden geïmplementeerd om inefficiënties bij het bewerken en mogelijke schade aan zowel gereedschappen als werkstukken te voorkomen. In veel gevallen vormt aluminium lange, doorlopende spanen, die snijzones kunnen verstoppen of de koelmiddelstroom kunnen verstoren. Om deze reden worden speciale spaanbrekergeometrieën aanbevolen. Hiervoor werkt gereedschap met een hoge helixhoek heel goed bij het wegleiden van de spanen van het snijgebied, waardoor de afvoer wordt verbeterd en de uitvaltijd wordt verminderd.

Statistisch is aangetoond dat onnauwkeurig spaanbeheer bij CNC-bewerking van aluminiumlegeringen kan leiden tot een toename van twintig procent in de productietijd door frequente stilstanden om spanen te verwijderen. Een andere uitweg is in dit opzicht de opname van hogedrukkoelsystemen, die helpen om spanen weg te spoelen terwijl de snijzone wordt gekoeld. Correct gebruik van beide technieken verbetert de procesefficiëntie, verlengt de levensduur van gereedschappen en produceert betere afwerkingen voor machinecomponenten die zijn gemaakt van aluminiumlegeringen.

Veelgestelde vragen (FAQ's)

V: Welke aluminiumlegering is het beste voor CNC-projecten?

A: Hoewel verschillende aluminiumlegeringen geschikt zijn voor bewerking, wordt 6061 aluminiumlegering vaak beschouwd als de beste keuze voor de meeste CNC-projecten. Het biedt een goede balans tussen sterkte, bewerkbaarheid en redelijke kosten. Andere veelvoorkomende bewerkingsaluminiumlegeringen zijn 7075-T6, gebruikt in toepassingen met hoge sterkte, en 2024, ontworpen voor componenten in de lucht- en ruimtevaart.

V: Hoe verloopt het bewerkingsproces van 6061 aluminiumlegering?

A: De prestaties van 6061 aluminiumlegering tijdens bewerkingsprocessen zijn uitstekend. Het is een gemakkelijk te bewerken legering met goede bewerkbaarheid en gladde oppervlakteafwerking. Deze legering vertoont uitstekende corrosiebestendigheid en dimensionale stabiliteit tijdens en na het bewerken, waardoor het ideaal is voor verschillende CNC-toepassingen.

V: Waarom zou je Aluminium 7075-T6 gebruiken bij het bewerken?

A: Aluminium 7075-T6 heeft een groot verspaningsvermogen en een hoge sterkte-gewichtsverhouding. De treksterkte en vloeisterkte zijn bijvoorbeeld hoger dan die van 6061; daarom is het ideaal voor gebieden met zware machineonderdelen. Desalniettemin kost het meer dan 6061, dus u hebt het in sommige gevallen of bij sommige projecten misschien niet nodig.

V: Hoe verhoudt aluminium MIC 6 zich tot andere legeringen voor bewerking?

A: Aluminium MIC 6 is een gegoten gereedschapsplaat met speciale eigenschappen voor de bewerkbaarheid. Het biedt een grote stabiliteit en vlakheid die de toepassing in armaturen, gereedschap en matrijzenbouw verbetert. Echter, de draden in het geval van MIC 6 zijn zwakker dan die van gesmede legeringen zoals 6061 of 7075-T6, dus niet alle toepassingen kunnen ermee compatibel zijn.

V: Is 3003 aluminium een ​​aanbevolen keuze voor CNC-bewerking?

A: Hoewel 3003 aluminium bekend staat als de meest gebruikte aluminiumlegering, wordt het zelden gebruikt in CNC-bewerking. Het heeft een lagere sterkte dan 6061 of 7075-T6 en wordt vaker gebruikt in plaatwerktoepassingen. De superieure bewerkbaarheid en sterkte maken 6061 of 7075-T6 beter voor de meeste bewerkingsprojecten.

V: Waar moet ik op letten bij het kiezen van het beste aluminium voor bewerking?

A: Denk aan factoren zoals vereiste sterkte, bewerkbaarheid, kosten, corrosiebestendigheid en specifieke toepassing van het onderdeel bij het selecteren van het beste aluminium voor bewerking. Het bewerkingsproces moet ook worden overwogen, oppervlakteafwerkingsvereisten moeten worden overwogen en nabewerkingsbehandelingen zoals anodiseren of lassen kunnen noodzakelijk zijn.

V: Zijn alle soorten aluminiumlegeringen geschikt voor CNC-bewerking?

A: Nee, niet elke aluminiumlegering is gelijk wanneer deze onder CNC-machines wordt geplaatst. Verschillende aluminiumlegeringen hebben verschillende eigenschappen die hun bewerkbaarheid, sterkte en geschiktheid voor specifieke toepassingen bepalen. Terwijl andere legeringen zoals 3003 of 5052 bijvoorbeeld niet de voorkeur hebben voor complex werk met CNC, zijn enkele populaire legeringen die geschikt zijn voor frezen aluminiumlegeringen - legeringen zoals deze worden vaak gebruikt omdat ze een goede dimensionale stabiliteit en behoorlijke bewerkbaarheid hebben, in tegenstelling tot andere die snel kunnen vervormen tijdens het snijproces.

V: Is het mogelijk om bewerkte onderdelen van verschillende aluminiumlegeringen te lassen?

A: Het is mogelijk om bewerkte onderdelen te lassen met behulp van verschillende aluminiumlegeringen, maar dit vereist voorzichtigheid. Sommige legeringen, zoals 6061, zijn over het algemeen gemakkelijk te lassen, terwijl andere, zoals 7075-T6, moeilijker kunnen zijn. Daarom is het selecteren van compatibele legeringen en het gebruiken van de juiste lasmethoden belangrijk om sterke en betrouwbare verbindingen in uw bewerkte onderdelen te verkrijgen.

Referentiebronnen

1. Daniel Yu. Pimenov et al. (2023) “Beoordeling van de verbetering van de bewerkbaarheid en oppervlakte-integriteit bij het bewerken van aluminiumlegeringen.”

Hoofdpunten:

• Er wordt ingegaan op de verwerkbaarheid van de verschillende aluminiumlegeringen, waarbij de nadruk ligt op het feit dat verschillende legeringen zich verschillend gedragen als gevolg van hun samenstelling en verwerkingsprocessen.
• Er wordt ook gesteld dat legeringen 6061 en 7075 veel worden gebruikt vanwege hun goede bewerkbaarheid en mechanische eigenschappen.
• Daarnaast wordt er ook gekeken naar het effect dat warmtebehandeling heeft op het gedrag van materialen zoals aluminiumlegeringen tijdens de verwerking tot bruikbare producten.

Methodologie:

• Daarom hebben ze een uitgebreid literatuuronderzoek uitgevoerd door te kijken naar andere onderzoeken naar bewerkingsaspecten in aluminiumlegeringen, waarbij de nadruk lag op factoren die de bewerkingsprestaties beïnvloeden, zoals de samenstelling van de legering, warmtebehandeling en snijomstandigheden.Pimenov et al., 2023, pp.4743–4779).

2. Ngoc-Hung Chu et al. (2020) “Verbeteringen van de bewerkbaarheid van ultrasoon-ondersteund diep boren van aluminiumlegeringen.”

Bevindingen:

• Dit onderzoek toont aan dat UAD de bewerkbaarheid van aluminiumlegeringen kan verbeteren. Het bewijst dat UAD de materiaalverwijderingssnelheden aanzienlijk kan verbeteren en het koppel kan verlagen in vergelijking met conventioneel boren.
• Onderzoek wijst daarentegen uit dat UAD een hogere diepteverhouding kan hebben dan traditionele methoden en daarom beter presteert bij diepe boortoepassingen.

Methoden:

• De auteurs vergeleken experimentele verschillen tussen UAD- en conventionele boortechnieken door factoren als koppel, materiaalverwijderingssnelheid en de invloed van ultrasone assistentie op spaanvorming te meten.Chu et al., 2020: 112–135).

3. “Effect van T6I4 en T616 op de bewerkbaarheid van 7075 aluminiumlegering en gereedschapsslijtagemechanisme” door Ping Zhang et al. (2023)

Belangrijkste bevindingen:

• In deze studie wordt de bewerkbaarheid van 7075 aluminiumlegering onder verschillende warmtebehandelingsomstandigheden (T6I4 en T616) onderzocht.
• Uit de resultaten van dit onderzoek blijkt dat de T6I4-behandeling de bewerkbaarheid aanzienlijk verbetert, wat leidt tot minder gereedschapsslijtage en een betere oppervlakteafwerking vergeleken met T616.

Methodologie:

• De slijtage van gereedschap en de oppervlaktekwaliteit werden geëvalueerd door middel van draaiproeven die werden uitgevoerd door onderzoekers die analyseerden hoe verschillende warmtebehandelingen werden uitgevoerd met betrekking tot de bewerkbaarheid van deze legering (Zhang et al., 2023, blz. 4453–4471).

4. Toonaangevende leverancier van CNC-bewerkingsdiensten voor aluminium in China