Qual liga de alumínio é melhor para usinagem? Escolha a classe certa para seus projetos CNC

A escolha da liga de alumínio é primordial para um projeto de usinagem CNC bem-sucedido. Resistência, usinabilidade, resistência à corrosão e condutividade térmica são os fatores que diferenciam diversos graus de alumínio, dando ao processo de seleção tanto tecnicidade quanto estrategicamente. Saber a liga correta para usar em sua aplicação pode ajudar você a economizar tempo e dinheiro e também aumentar a qualidade do produto se você estiver trabalhando em componentes aeroespaciais, peças automotivas ou protótipos personalizados. Este artigo destaca algumas ligas de alumínio importantes usadas na usinagem com detalhes sobre suas características, bem como benefícios para ajudá-lo a escolher o grau perfeito para seu projeto CNC.

Quais são as ligas de alumínio mais comumente usadas para usinagem?

Caracterizado por uma alta relação resistência-peso, boa resistência à corrosão e excelente usinabilidade, o alumínio 6061 é altamente versátil e amplamente empregado em aplicações estruturais, especialmente nos setores automotivo e aeroespacial.

Alumínio 7075

Esta liga metálica forte e leve é ​​perfeita para aplicações que exigem durabilidade e resistência ao estresse. Usado principalmente na indústria militar ou aeroespacial, o alumínio 7075 é menos resistente à corrosão do que outros, mas tem propriedades mecânicas mais altas.

Alumínio 2024

Bem conhecidas por sua alta resistência e resistência superior à corrosão, as ligas de alumínio 2024 são comumente usadas na indústria aeroespacial. No entanto, elas têm menor resistência à corrosão; portanto, são mais adequadas para ambientes onde revestimentos protetores podem ser aplicados.

Alumínio 5052

Ambientes marítimos e automotivos se beneficiam muito do uso do alumínio 5052, pois ele tem excelente resistência à corrosão e força moderada. Sua trabalhabilidade excepcional o torna uma escolha confiável para componentes que exigem modelagem complexa.

Alumínio 6063

Também é conhecido como alumínio arquitetônico e é usado em vários produtos, incluindo portas, janelas, balaustradas, etc.

Esta liga é altamente valorizada por sua força e resistência à ferrugem, bem como seu acabamento de superfície lisa e beleza. Sua principal aplicação é a usinagem CNC nas indústrias de construção e decoração.

Essas ligas foram projetadas para atender a diferentes aplicações; portanto, podem ser usadas em vários projetos de usinagem CNC. A escolha do metal certo depende em grande parte das condições de trabalho, tensões mecânicas e preocupações financeiras.

Alumínio 6061: O versátil cavalo de batalha

O alumínio 6061 é uma liga muito popular devido à sua combinação perfeita de força, resistência e usinabilidade, todas necessárias. Este metal leve e forte compreende predominantemente alumínio, magnésio e silício. Além de soldagem ou tratamento térmico, esta liga frequentemente encontra aplicação nas indústrias aeroespacial, automotiva ou estrutural. Pode ser confiável porque pode ser usada em diferentes projetos que precisam de desempenho e adaptabilidade.

Alumínio 7075: grau aeroespacial de alta resistência

Amplamente utilizado na indústria aeroespacial e outros setores exigentes, o alumínio 7075 é conhecido por suas excelentes propriedades mecânicas e aplicações de alta resistência. A liga consiste principalmente de zinco, magnésio, cobre e alumínio, o que lhe permite atingir resistências à tração altamente notáveis, entre 73,000 a 83,000 psi na maioria de suas condições típicas de tratamento térmico, como T6 ou T73. A alta relação resistência-peso é altamente desejável, particularmente na aeronáutica, onde o peso deve ser minimizado, mantendo a integridade estrutural em níveis ótimos.

No entanto, o 7075 é menos resistente à corrosão do que outras ligas de alumínio, o que significa que precisa de revestimentos ou tratamentos de proteção quando usado em ambientes que contenham umidade ou sais. Além disso, funciona bem e tem excelentes classificações, permitindo usinagem de precisão dentro de tolerâncias industriais rigorosas. Aplicações típicas incluem longarinas de asas de aeronaves, estruturas de fuselagem, quadros de bicicletas e peças de automóveis de alto desempenho.

O tratamento térmico aprimora ainda mais as habilidades mecânicas da liga, principalmente por meio do tratamento térmico de solução e envelhecimento. Por exemplo, quando colocado na condição T6 7075, o alumínio mostra melhorias significativas na resistência à fadiga e tenacidade. Esses elementos tornam esse material um dos melhores para aplicações críticas onde qualquer falha é indesejada.

2024 Alumínio: Outro favorito aeroespacial

Excelente resistência à fadiga e uma ótima relação resistência-peso tornam o alumínio 2024 ideal para aplicações aeroespaciais, e é amplamente conhecido. Uma liga de alumínio, cobre e outros oligoelementos, incluindo 4.4% Cu, 1.5% Mg e 0.6% Mn, com traços de outros materiais com propriedades mecânicas excepcionais, é responsável pela maior parte da composição desta liga. Ela encontrou seu lugar especificamente em estruturas de aeronaves, como asas e fuselagens, que sofrem alta carga cíclica e precisam ser eficientes em ligas de alumínio atualmente disponíveis.

Considerada uma das melhores ligas de alumínio para usinagem CNC, a 2024 tem resistência à tração que chega a 470 MPa (68 ksi) e excelente resistência ao cisalhamento, tornando-a adequada para peças submetidas a grandes tensões e tensões. No entanto, sua resistência à corrosão é comprometida em comparação a outras ligas de alumínio usadas em máquinas CNC. Para superar essa desvantagem, o alumínio puro é comumente aplicado para melhorar sua resistência ambiental sem afetar suas propriedades mecânicas; tais revestimentos são chamados de camadas Alclad.

A liga tem vários temperamentos, com 2024-T3 entre os mais usados. Este temperamento oferece o melhor equilíbrio entre resistência e trabalhabilidade, tornando-o adequado para aplicações estruturais e não estruturais. Além disso, 2024 é considerado excelente em termos de usinabilidade, permitindo a fabricação precisa de peças críticas sem comprometer sua integridade.

O alumínio ainda desempenha um papel significativo na engenharia contemporânea, seja utilizado como rebites, acessórios aeroespaciais ou vigas estruturais. Em 2024, ele moldará o futuro das indústrias de aviação e transporte. Seu desempenho sob condições extremas revela por que é um material de escolha para ambientes hostis.

Como escolher a liga de alumínio certa para minhas necessidades de usinagem?

Considerando os requisitos da relação resistência-peso

A relação resistência-peso é um dos fatores críticos a serem considerados ao selecionar uma liga de alumínio para fins de usinagem, particularmente em aplicações leves e de alto desempenho. Por exemplo, as ligas de alumínio 7075 e 2024 são famosas por suas notáveis ​​relações resistência-peso, tornando-as escolhas preferidas nos setores aeroespacial e automotivo. Esse tipo de alumínio tem uma resistência à tração de até 83,000 psi, tornando-o ideal em componentes estruturais que exigem a mais alta resistência sem aumentar o peso.

Outro fator importante que deve ser levado em conta é seu uso. Em casos em que alta resistência à fadiga e propriedades fortes são obrigatórias, materiais como 6061 fornecem um desempenho relativamente equilibrado. Essas ligas combinam excelente usinabilidade com resistência à corrosão e alta resistência à tração de cerca de 45,000 psi; portanto, podem ser usadas como uma opção alternativa para a fabricação de peças que sustentam estruturas ou estéticas.

Os engenheiros devem analisar requisitos específicos de suporte de carga para garantir uma seleção precisa. Além disso, as condições ambientais e os insumos de fabricação devem ser avaliados pelos engenheiros ao determinar os requisitos específicos necessários para cada material em particular. Assim, a análise detalhada dos materiais ajuda a garantir que o grau de alumínio escolhido corresponda às especificações do projeto, maximizando assim o desempenho e minimizando a massa.

Avaliação das necessidades de resistência à corrosão

Ambientalmente, a resistência à corrosão é um parâmetro importante a ser considerado ao selecionar materiais para aplicações em vários ambientes. Uma das razões pelas quais as ligas de alumínio são valorizadas é porque elas são naturalmente cobertas por sua própria camada de óxido que as protege da corrosão. No entanto, diferentes ligas de alumínio manifestam diferentes níveis de resistência com base em sua composição química e exposição ao ambiente.

Por exemplo, ligas ricas em magnésio, como 5052 e 5083, pertencentes à série 5000, exibem excelente resistência à corrosão em ambientes marinhos. Por outro lado, um teor mais alto de cobre provavelmente não será assim no caso de 2024, que se enquadra no grupo da série 2000, exigindo mais tratamentos de superfície ou revestimentos devido a ser altamente suscetível a condições úmidas ou salinas.

Fatores ambientais desempenham um papel importante aqui. Materiais com alta resistência à corrosão por pites e corrosão sob tensão são necessários em áreas costeiras caracterizadas por altos níveis de salinidade. Dados mostraram que superfícies de alumínio não tratadas corroem a uma taxa de até 0.15 mm/ano quando colocadas em meios altamente salinos, a menos que algumas medidas de proteção sejam tomadas contra isso.

Tratamentos de superfície avançados, como anodização ou aplicação de revestimentos resistentes à corrosão, melhoram ainda mais a durabilidade e a vida útil das ligas de alumínio. Os engenheiros também devem considerar questões como exposição a produtos químicos, flutuações de temperatura e umidade ao avaliar a adequação do material à finalidade.

Testes eletroquímicos e de névoa salina são comumente usados ​​para medir a resistência de uma liga a vários agentes corrosivos e para testes completos. Essas avaliações, que dependem de dados, ajudam a garantir que os produtos atendam aos requisitos de desempenho especificados para garantir durabilidade de longo prazo e uso seguro.

Avaliação de usinabilidade e custos de ferramentas

Usinabilidade é o grau em que um material pode ser trabalhado, cortado ou finalizado por meio de ferramentas de fabricação padrão. Elementos críticos que determinam a usinabilidade são a dureza do material, resistência à tração e condutividade térmica, especialmente em materiais à base de alumínio. Geralmente, materiais mais facilmente usináveis ​​levam a instâncias de ferramentas mais baratas devido ao menor desgaste nas ferramentas e tempos de usinagem mais curtos. As medições padrão da indústria comumente usadas para usinabilidade incluem velocidade de corte, qualidade do acabamento da superfície e taxa de avanço. Na frente de custos, os fabricantes também devem considerar os custos relacionados às ferramentas, incluindo preço de compra, manutenção e substituição, em linha com as eficiências de produção e limitações orçamentárias.

Quais são as características do alumínio que o tornam adequado para usinagem?

Excelente usinabilidade e acabamento superficial

Seu peso relativamente leve, usinabilidade e calor dissipativo durante o corte dão ao alumínio a reputação de ser altamente usinável. Essa propriedade torna a remoção de materiais mais eficiente e diminui o tempo necessário para usinagem. Além disso, o alumínio normalmente produz acabamentos de superfície de alta qualidade que precisam de pós-processamento mínimo. Isso garante que ele seja preferido na fabricação de peças de precisão em indústrias como automotiva e aeroespacial, entre outras.

Propriedades leves, mas fortes

A natureza leve, mas resistente, do alumínio é uma função de sua baixa densidade e forte capacidade de liga. Embora pese apenas cerca de um terço do aço, as ligas de alumínio podem gerar a mesma potência. É por isso que o alumínio é usado em casos em que o peso precisa ser reduzido sem comprometer a integridade da estrutura. Sua leveza o torna particularmente útil na indústria aeroespacial, onde a eficiência de combustível melhora com a leveza, e automotiva, onde o desempenho aumenta e as emissões diminuem.

Resistência à corrosão e durabilidade

Uma fina camada de óxido na superfície do alumínio, formada naturalmente quando entra em contato com o ar, o torna altamente resistente à corrosão e durável. Esta camada protege o metal de oxidação adicional e atua como uma barreira. Gostaria de enfatizar que esta característica resulta na longevidade do alumínio mesmo sob condições extremas, como ambientes marítimos ou industriais, tornando-o um material apropriado para muitos usos.

Como o alumínio 6061 se compara ao 7075 para usinagem CNC?

Diferenças de resistência e dureza

As ligas de alumínio 6061 e 7075 possuem diferentes resistências e durezas, tornando-as úteis em diversas aplicações. A resistência à tração para 6061 é estimada em cerca de 45,000 psi. Ao mesmo tempo, sua dureza Brinell é de aproximadamente 95 HB, portanto adequada como um material resistente à corrosão com requisitos de alta resistência, como aplicações marítimas e estruturais.

Por outro lado, isso indica que a liga de alumínio 7075 tem uma alta resistência à tração de até 83,000 psi e uma dureza Brinell de cerca de 150 HB, portanto considerada adequada para usinagem CNC. A alta relação resistência-peso a torna perfeita para indústrias como a aeroespacial, automotiva e de defesa, que estão preocupadas com reduções massivas de peso sem comprometer a resistência geral. No entanto, embora o 7075 ostente melhor resistência em comparação ao 6061, a resistência à corrosão neste caso é menor do que a de sua contraparte, necessitando, portanto, de precauções extras em casos em que pode ser exposto a condições severas.

Na maioria dos casos, porém, escolher entre 6061 e 7075 exige considerar fatores como resistência e capacidade efetiva de carga em determinadas circunstâncias ambientais, entre outros exigidos por uma aplicação.

Considerações sobre usinabilidade e desgaste da ferramenta

Geralmente, o alumínio 6061 é considerado mais usinável do que o 7075 quando se trata de usinabilidade. Com relação à sua menor resistência e maior ductilidade, os processos de corte, conformação e usinagem são amplamente facilitados no 6061, tornando o processo de fabricação mais suave, bem como reduzindo o desgaste nas ferramentas de corte. Devido à simplicidade da usinagem desta liga, ela se torna uma escolha ideal para aplicações que envolvem design intrincado ou alto volume de produção.

Essas propriedades aumentam o desgaste da ferramenta durante as operações de usinagem, mesmo que o alumínio 7075 seja mais duro e forte. A dureza Brinell é maior no caso do 7075 em comparação com aproximadamente 95 HB para o 6061, o que significa que sempre haverá estresse adicional nas ferramentas de corte, portanto, uma taxa de degradação. Isso geralmente resulta em recomendações de ferramentas de corte de carboneto avançadas e revestimentos como nitreto de titânio (TiN) que melhorarão a vida útil da ferramenta, bem como manterão a precisão durante a execução de atividades de usinagem.

Além disso, abordagens de resfriamento e lubrificação desempenham um papel importante no aprimoramento da usinabilidade e na minimização dos efeitos do desgaste da ferramenta em ambos os tipos de ligas de alumínio disponíveis no mercado. Simultaneamente, usar velocidades de corte otimizadas normalmente em torno de 200-300 pés de superfície por minuto (SFM) para a primeira e um pouco mais altas para a última liga, juntamente com a aplicação adequada de refrigerante, pode elevar significativamente sua eficiência durante a usinagem, ao mesmo tempo em que previne superaquecimento ou corrosão.

Em geral, o 6061 contribui para uma usinagem mais fácil e aplicações comuns, enquanto o 7075 exige métodos de usinagem mais fortes e precisos para maior resistência e dureza sem afetar a usinabilidade.

Fatores de custo e disponibilidade

Por exemplo, aplicações sensíveis ao orçamento e de alta demanda geralmente dependem do custo e da disponibilidade quando se trata de escolher entre alumínio 6061 e 7075. Geralmente, o material 6061 é mais barato devido à sua ampla aplicação, baixos requisitos de processamento e produção barata. De acordo com algumas fontes da indústria, o alumínio 6061 geralmente varia de US$ 2.00 a US$ 3.50 por libra, dependendo do fornecedor ou do valor do pedido. Ele pode ser encontrado em quase todos os mercados globais, o que garante um fornecimento constante de alumínio para uso em produtos que precisam de resistência moderada e excelente resistência à corrosão.

Por outro lado, a liga é considerada cara devido à sua notável resistência, tenacidade e dureza em comparação a outros metais. Na maioria dos casos, os preços do 7075 geralmente giram em torno de US$ 4.50 a US$ 7.00 por libra, o que implica em altos custos resultantes da adição de zinco e outros elementos que tornam os materiais de base fortes durante métodos complexos para obter melhores propriedades mecânicas de ligas feitas desse tipo de metal. Além disso, pode haver um suprimento limitado de 7075 porque indústrias especializadas, como aeroespacial ou defesa, o consomem predominantemente apenas para fins de fabricação, ao mesmo tempo em que usam restrições de produção em massa por design para aumentar os preços de acordo com essas especificações que eles definiram; caso contrário, estaria mais facilmente disponível a um custo muito menor, pois suas aplicações de nicho geralmente proíbem a fabricação em massa, aumentando assim seus custos tremendamente!

Ao selecionar entre essas ligas, é preciso considerar variações de preço em matérias-primas, questões logísticas e demanda de mercado também. Embora seja econômico e facilmente acessível para aplicações gerais, o 6061 continua sendo uma escolha potencial. Por outro lado, o planejamento de aquisição e as despesas seriam maiores com essa opção se resistência e precisão forem importantes, o que torna o 7075 ideal para tais trabalhos.

O que é alumínio MIC 6 e quando ele deve ser usado?

Compreendendo as propriedades do MIC 6

MIC 6 é uma liga de alumínio fundido com planicidade, estabilidade e usinabilidade excepcionais. Sua estrutura foi projetada com grãos para reduzir tensões internas e diminuir a deformação durante a usinagem. O material é amplamente resistente à corrosão e oferece espessura uniforme em toda a sua superfície, tornando-o adequado para aplicações que exigem tolerâncias estreitas, como ferramentas, acessórios e instrumentação de precisão. MIC 6 também é um bom condutor de calor, tornando-o adequado para aplicações de transferência de calor.

Aplicações mais adequadas para alumínio MIC 6

Ferramentas e acessórios

Placas de ferramentas e fixações são amplamente feitas usando o alumínio MIC 6. Ele tem desempenho consistente mesmo em ambientes de usinagem exigentes devido à sua estabilidade dimensional excepcional, que reduz empenamento ou deformação. Portanto, é adequado para uso em usinagem CNC, bem como outros processos de fabricação de precisão.

Instrumentação de precisão

Devido à sua planura e espessura uniforme, o alumínio MIC 6 é um material favorito para aplicações que exigem tolerâncias estreitas. Isso inclui instrumentos altamente precisos, como medidores, dispositivos de medição e equipamentos ópticos.

Bases de impressão 3D e placas de construção

O alto nível de planura e condutividade térmica que caracteriza o alumínio MIC 6 contribui para sua aplicação frequente como material de placa de construção em impressoras 3D. Para garantir a adesão adequada durante a impressão, mantendo um nível de distribuição de calor, isso permite estabilidade de superfície ideal e transferência de calor uniforme.

Componentes eletrônicos e de transferência de calor

Devido à sua excelente condutividade térmica e resistência à corrosão, ele pode ser usado para várias aplicações, como placas térmicas, dissipadores de calor e outros dispositivos de transferência de calor. Essas características permitem que o material opere consistentemente em ambientes eletrônicos e industriais.

Moldes e Fundição sob Pressão

A usinabilidade e estabilidade do MIC 6 o tornam ideal para fazer moldes e matrizes. Suas superfícies têm um acabamento fino que permanece intacto mesmo após procedimentos repetitivos de fabricação.

Gabaritos de montagem e bases de máquinas

Devido à sua natureza plana e estável, é frequentemente usado como um gabarito de montagem ou material baseado em máquina. Sua capacidade de permanecer alinhado e permanecer estruturalmente intacto quando sob carga o torna adequado para essas aplicações.

Câmaras de vácuo e aplicações de salas limpas normalmente empregam ligas de alumínio devido à sua excelente usinabilidade.

Por ser resistente à corrosão e ter boas propriedades mecânicas, o alumínio MIC 6 é usado em salas limpas e câmaras de vácuo que exigem estabilidade dimensional e controle de contaminação.

Ao manipular a combinação da planura, das características térmicas e da estabilidade do Alumínio MIC 6 em uma ampla gama de indústrias e aplicações, obtém-se acesso a um material multifuncional.

Há alguma consideração especial ao usinar ligas de alumínio?

Velocidades de corte e taxas de avanço adequadas

Para obter acabamentos de alta qualidade e maximizar a vida útil da ferramenta, é essencial determinar as velocidades de corte e taxas de avanço apropriadas ao usinar ligas de alumínio. Devido à sua baixa dureza, mas alta usinabilidade, o alumínio tem velocidades de corte mais altas do que materiais que são mais duros por natureza. Para uma liga ou condições específicas para trabalho de máquina, uma faixa entre 600-1500 SFM com ferramentas HSS é recomendada, enquanto ferramentas de carboneto podem ter até 3000 SFM e até mais.

Diferentes ferramentas terão taxas de avanço ótimas com base no acabamento de superfície desejado e na morsa de operação, ou seja, fresamento ou perfuração. As taxas de avanço típicas usadas para fresar alumínio geralmente ficam entre 0.005” – 0.010” IPT usando ferramentas HSS e 0.010” – 0.020” IPT com ferramentas de carboneto (Figs 6a–7b). Para furos menores que isso, normalmente menos de um milésimo de polegada por revolução (IPR) é alimentado através deles, enquanto valores maiores podem ser empregados com tamanhos de furo de diâmetro maior

Além disso, uma boa remoção de cavacos é muito importante ao processar alumínio porque os cavacos são macios e pegajosos; assim, eles podem tornar as ferramentas cegas ou até mesmo levar ao seu bloqueio. Para evitar esses problemas, é aconselhável usar ferramentas de corte com canais polidos ou revestimentos especiais para os quais o alumínio foi destinado, em conjunto com o líquido de arrefecimento ou lubrificação corretos. Consequentemente, menos desgaste da ferramenta é observado, melhores acabamentos são obtidos e um processo eficiente é alcançado ao configurar com precisão esses parâmetros de usinagem.

Requisitos de refrigeração e lubrificação

Lubrificação e refrigeração são essenciais para usinagem de alumínio para evitar quebra de ferramentas, obter superfícies de alta qualidade e maximizar a eficiência. Quando se trata de usinagem de alumínio, refrigerantes ou emulsões solúveis em água são geralmente recomendados devido à sua capacidade de dissipar calor efetivamente enquanto fornecem lubrificação, reduzindo assim a aderência de cavacos. Foi descoberto que a usinagem de alumínio se beneficia de refrigerantes com uma concentração de cerca de 5%-10%, garantindo lubrificação adequada sem diluí-la tanto a ponto de comprometer o desempenho.

Por esse motivo, refrigerantes especiais com aditivos, como agentes de extrema pressão como EP, podem ser usados ​​em usinagem de alto desempenho, pois reduzem o atrito e o desgaste da ferramenta notavelmente, principalmente durante operações de rosqueamento ou perfuração profunda em metais como alumínio. Em relação à lubrificação, os sistemas de lubrificante de quantidade mínima (MQL) tornaram-se cada vez mais significativos em processos de corte ecologicamente corretos. Uma abordagem baseada em MQL melhora a eficiência ao fornecer uma névoa de lubrificante controlada na zona de corte, reduzindo assim as temperaturas de corte e minimizando o desperdício de refrigerante.

Os níveis de pH do líquido de arrefecimento precisam ser selecionados cuidadosamente e monitorados adequadamente, geralmente mantidos em 8.5 e 9.5. É importante que o agente de arrefecimento em ligas de alumínio para usinagem CNC evite a corrosão em peças de alumínio e atenda adequadamente ao seu propósito funcional. Além disso, a limpeza regular dos sistemas de arrefecimento e mantê-los em boas condições é muito importante para manter a qualidade do líquido de arrefecimento e estender a vida útil do líquido de arrefecimento e das ferramentas. É necessário seguir essas recomendações para permitir melhor eficiência operacional, redução de custos de operação e melhor qualidade do produto em aplicações de usinagem de alumínio.

Seleção de ferramentas e gerenciamento de cavacos

A escolha de uma ferramenta adequada é um fator importante que garante precisão e eficiência em operações de usinagem de alumínio. A usinagem de alta velocidade geralmente emprega ferramentas de carboneto devido à sua alta dureza e capacidade de suportar calor. Outras versões dessas ferramentas são revestidas com nitreto de titânio e alumínio (TiAlN) ou carbono tipo diamante (DLC). Esses revestimentos aumentam a resistência ao desgaste, fornecendo resistência adicional à abrasão, melhorando a dissipação de calor e outros fatores. Particularmente, essas ferramentas ajudam a evitar o acúmulo de material nas arestas de corte, um problema comum ao trabalhar com alumínio.

O gerenciamento adequado de cavacos deve ser implementado para evitar ineficiências de usinagem e danos potenciais às ferramentas e peças de trabalho. Em muitos casos, o alumínio se forma em cavacos longos e contínuos, que podem obstruir zonas de corte ou interromper o fluxo de refrigerante. Geometrias especiais de quebra-cavacos são recomendadas por esse motivo. Para esse fim, ferramentas de ângulo de hélice alta funcionam muito bem para guiar os cavacos para longe da área de corte, melhorando assim a evacuação e reduzindo o tempo de inatividade.

Foi estatisticamente demonstrado que o gerenciamento impreciso de cavacos sobre a usinagem CNC de ligas de alumínio pode causar um aumento de vinte por cento no tempo de produção por meio de paradas frequentes para remover cavacos. Nesse sentido, outra saída é a inclusão de sistemas de refrigeração de alta pressão, que ajudam a lavar os cavacos enquanto resfriam a zona de corte. O uso adequado de ambas as técnicas aumentará a eficiência do processo, estenderá a vida útil da ferramenta e produzirá melhores acabamentos para componentes de máquinas feitos de ligas de alumínio.

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual liga de alumínio é melhor para projetos CNC?

R: Embora várias ligas de alumínio sejam adequadas para usinagem, a liga de alumínio 6061 é frequentemente considerada a melhor escolha para a maioria dos projetos CNC. Ela oferece um bom equilíbrio entre resistência, usinabilidade e custo razoável. Outras ligas de alumínio de usinagem comuns são 7075-T6, usada em aplicações de alta resistência, e 2024, projetada para componentes aeroespaciais.

P: Como funciona o processo de usinagem na liga de alumínio 6061?

R: O desempenho da liga de alumínio 6061 durante os processos de usinagem é excelente. É uma liga fácil de usinar com boa usinabilidade e acabamento de superfície suave. Esta liga exibe excelente resistência à corrosão e estabilidade dimensional durante e após a usinagem, tornando-a ideal para diferentes aplicações CNC.

P: Por que usar alumínio 7075-T6 na usinagem?

R: O alumínio 7075-T6 tem uma ótima capacidade de usinagem e uma alta relação resistência-peso. Por exemplo, suas resistências à tração e ao escoamento são maiores do que as do 6061; portanto, é ideal para áreas com peças de máquinas de serviço pesado. No entanto, ele custa mais do que o 6061, então você pode não precisar dele em alguns casos ou em alguns projetos.

P: Como o alumínio MIC 6 se compara a outras ligas para usinagem?

R: O Alumínio MIC 6 é uma placa de ferramenta fundida com características especiais para sua usinabilidade. Ele fornece grande estabilidade e planicidade que aprimoram sua aplicação em fixações, ferramentas e também na fabricação de moldes. No entanto, as roscas no caso do MIC 6 são mais fracas do que aquelas encontradas em ligas forjadas como 6061 ou 7075-T6, portanto, nem todas as aplicações podem ser compatíveis com ele.

P: O alumínio 3003 é uma escolha bem recomendada para usinagem CNC?

R: Embora o alumínio 3003 seja conhecido como a liga de alumínio mais amplamente usada, ele raramente encontra seu lugar na usinagem CNC. Ele tem uma resistência menor do que 6061 ou 7075-T6 e é mais comumente usado em aplicações de chapas metálicas. Sua usinabilidade e resistência superiores tornam o 6061 ou o 7075-T6 melhores para a maioria dos projetos de usinagem.

P: O que devo considerar ao escolher o melhor alumínio para usinagem?

A: Pense em fatores como resistência necessária, usinabilidade, custo, resistência à corrosão e aplicação específica da peça ao selecionar o melhor alumínio para usinagem. O processo de usinagem também deve ser considerado, os requisitos de acabamento da superfície devem ser considerados e tratamentos pós-usinagem como anodização ou soldagem podem ser necessários.

P: Todos os tipos de ligas de alumínio podem ser adequados para usinagem CNC?

R: Não, nem toda liga de alumínio é igual quando colocada em máquinas CNC. Diferentes ligas de alumínio têm várias propriedades que determinam sua usinabilidade, resistência e adequação para usos específicos. Por exemplo, enquanto outras como 3003 ou 5052 podem não ser preferidas para trabalhos complexos envolvendo CNC, algumas ligas populares adequadas para fresamento incluem Ligas de Alumínio – ligas como essas são frequentemente usadas porque têm boa estabilidade dimensional e usinabilidade decente, ao contrário de outras que podem distorcer rapidamente durante o processo de corte.

P: É possível soldar peças usinadas criadas a partir de diferentes ligas de alumínio?

R: É possível soldar peças usinadas usando ligas de alumínio diferentes, mas isso requer cautela. Algumas ligas, como 6061, geralmente são fáceis de soldar, enquanto outras, como 7075-T6, podem ser mais difíceis. Portanto, selecionar ligas compatíveis e usar as abordagens de soldagem corretas é importante para obter juntas fortes e confiáveis ​​em suas peças usinadas.

Fontes de Referência

1. Daniel Yu. Pimenov et al. (2023) “Revisão da melhoria da usinabilidade e integridade da superfície na usinagem de ligas de alumínio”.

Pontos principais:

• A processabilidade das diversas ligas de alumínio é discutida, enfatizando como diferentes ligas tendem a exibir comportamentos diferentes resultantes de sua composição e processos de tratamento.
• Ele também argumenta que as ligas 6061 e 7075 são comumente usadas devido à sua boa usinabilidade e propriedades mecânicas.
• Além disso, ele também pondera o efeito que o tratamento térmico tem no comportamento de materiais como ligas de alumínio enquanto são processados ​​para se tornarem produtos úteis.

Metodologia:

• Eles, portanto, conduziram uma extensa revisão da literatura analisando outros estudos sobre aspectos de usinagem em ligas de alumínio, com foco em fatores que influenciam o desempenho da usinagem, como composição da liga, tratamento térmico e condições de corte.Pimenov et al., 2023, pp.4743–4779).

2. Ngoc-Hung Chu et al. (2020) “Melhorias na usinabilidade da perfuração profunda assistida por ultrassom de ligas de alumínio”.

Resultados:

• Esta pesquisa mostra que o UAD pode melhorar a usinabilidade de ligas de alumínio. Ela prova que o UAD pode melhorar muito as taxas de remoção de material e diminuir o torque em comparação com a perfuração convencional.
• Por outro lado, pesquisas indicam que o UAD pode ter uma taxa de profundidade maior do que as abordagens tradicionais; portanto, ele terá melhor desempenho em aplicações de perfuração profunda.

Métodos:

• Os autores compararam diferenças experimentais entre UAD e técnicas de perfuração convencionais medindo fatores como torque, taxa de remoção de material e influência da assistência ultrassônica na formação de cavacos.Chu et al., 2020: 112–135).

3. “Efeito de T6I4 e T616 na usinabilidade da liga de alumínio 7075 e no mecanismo de desgaste da ferramenta” por Ping Zhang et al. (2023)

Principais conclusões:

• Este estudo examina a usinabilidade da liga de alumínio 7075 sob diferentes condições de tratamento térmico (T6I4 e T616).
• De acordo com os resultados obtidos nesta pesquisa, o tratamento T6I4 melhora muito a usinabilidade, resultando em menor desgaste da ferramenta e melhor acabamento superficial quando comparado ao T616.

Metodologia:

• O desgaste da ferramenta e a qualidade da superfície foram avaliados por meio de experimentos de torneamento realizados por pesquisadores que analisaram como diferentes tratamentos térmicos foram realizados em relação à usinabilidade desta liga (Zhang et al., 2023, págs. 4453–4471).

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