Perché la tornitura CNC e la lavorazione dell'alluminio sono una combinazione perfetta? L'alluminio è utilizzato in quasi tutti i prodotti, dalle parti di aeromobili agli elettrodomestici. Perché ha caratteristiche peculiari che lo rendono un materiale ideale per la lavorazione di prodotti di valore.
Inoltre, l'alluminio offre parti altamente durevoli ma leggere. Inoltre, è relativamente più economico da usare e dà al produttore la libertà di progettare design complessi con una tolleranza uniforme in pochi micron. Pertanto, l'alluminio è perfetto per prototipi e produzioni personalizzate in grandi quantità.
Diamo un'occhiata più da vicino ai pro dell'alluminio e scopriamo perché è la scelta ottimale per la lavorazione CNC.
6 motivi per cui l'alluminio è la scelta ideale per i pezzi torniti CNC?
Negli ultimi anni, i prodotti/parti torniti CNC hanno registrato una domanda enorme applicazione dell'alluminio. Scopriamo 6 motivi principali per cui vale la pena utilizzare l'alluminio per le lavorazioni meccaniche.
Ragione # 01: Capacità di taglio per operazione tornita
Nome immagine: Parte tornita CNC in alluminio
La lavorabilità dell'alluminio è eccezionale. Il materiale è facile da tornire e non sollecita eccessivamente gli utensili. Pertanto, garantisce elevata accuratezza e rapidità nell'operazione di tornitura. Inoltre, premette la stabilità dimensionale del materiale.
I componenti in alluminio garantiscono superfici uniformi grazie alla moderna Tornitura CNC macchine e utensili in carburo e refrigeranti. Quindi, riducendo tempi e costi di funzionamento. Inoltre, le parti in alluminio possono anche essere sottoposte a finitura con pallinatura per dare una superficie opaca o anodizzazione per dare una finitura lucida. Inoltre, aumenta la capacità della parte di resistere alla corrosione.
Ragione # 02: Bassa densità ma elevato rapporto resistenza/peso
L'alluminio è ampiamente noto per il suo elevato rapporto resistenza/peso. Mentre è ideale per settori che cercano di ridurre al minimo il peso in prodotti come l'aerospaziale, l'automobile e la robotica.
Nelle parti tornite CNC, queste proprietà sono utili per realizzare parti come alberi, connettori e raccordi. La resistenza dell'alluminio può essere facilmente massimizzata legandolo come trattamento termico.
Ragione # 3: Diverse opzioni di lega
Nome immagine: Campioni di barre triangolari in alluminio
L'alluminio può manipolare altri elementi di lega in esso contenuti. Per le parti tornite CNC, sono disponibili molte leghe con la capacità di adattare le caratteristiche del materiale alle varie caratteristiche prestazionali necessarie.
Le leghe di alluminio tipicamente utilizzate per la tornitura tramite lavorazione CNC includono:
- 6061
- 2024
- 7075
- 5052
È possibile scegliere tra una gamma di leghe che garantiscono un utilizzo funzionale e ornamentale nei pezzi torniti CNC. (Leggi di più su dissipatore di calore in alluminio)
Ragione # 05: Resistenza alla corrosione superiore
Una proprietà altamente desiderabile dell'alluminio è la sua capacità di sviluppare una pellicola protettiva di ossido quando entra in contatto con l'aria. È un grande vantaggio per le parti tornite CNC, specialmente quelle utilizzate in applicazioni critiche.
L'anodizzazione dell'alluminio porta questa resistenza a un livello superiore, sviluppando al contempo una pelle dura e resistente all'usura. Ciò lo rende ideale per parti ad alte prestazioni come boccole, distanziali e pulegge. Lo strato di ossido si riforma all'istante, rendendo possibile proteggere la superficie a lungo anche se presenta un graffio o è in qualche modo compromessa.
Ragione # 06: Trasferimento efficace di calore ed elettricità
L'alluminio è altamente conduttivo sia per il calore che per l'elettricità e, pertanto, ideale per parti tornite in applicazioni termiche ed elettriche. Prodotti come alloggiamenti per dissipatori di calore, connettori e raccordi elettrici sono migliorati dalla conduttività termica ed elettrica dell'alluminio.
Migliori lavorazione cnc alluminio è spesso utilizzato in settori come l'elettronica e i veicoli elettrici poiché le parti tornite create da CNC hanno bassa densità e alta conduttività. L'alluminio è la scelta preferibile al rame poiché è più economico da usare ma fornisce prestazioni efficienti. Cerchi una fabbrica di parti tornite CNC in alluminio, Boda è qui per aiutarti a soddisfare le tue esigenze personalizzate.
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Leghe di alluminio più adatte per la tornitura CNC
Nome immagine: Barre triangolari in alluminio
Non tutte le leghe di alluminio hanno la stessa composizione. Ognuna è unica a modo suo e sapere quale selezionare per la tua applicazione è fondamentale nei tuoi progetti. Analizziamo le opzioni più popolari per te:
Alluminio 6061: 6061 è il tuo punto di riferimento per resistenza e adattabilità. Poiché ha un basso tasso di corrosione ed è facilmente saldabile, è ottimale per usi strutturali.
Alluminio 6060: È leggermente meno duro del 6061. Pertanto, adatto per motivi intricati e giunzioni strette.
Alluminio 5083: Se hai bisogno di un materiale che possa resistere agli effetti dell'acqua di mare, il 5083 è la scelta giusta per l'uso in ambito marino grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione.
Alluminio 7075: Se la resistenza è notevole, non si sbaglia mai con il 7075. È estremamente duro e pungente e viene solitamente impiegato in aree che richiedono elevata resistenza, come le parti di aeromobili.
Alluminio 6082: Per lavori strutturali puri, 6082 ha una perfetta resistenza alla corrosione insieme alla robustezza. Il suo utilizzo è comune in aree altamente sollecitate come ponti, gru e simili.
Come superare le sfide nella tornitura CNC dell'alluminio
Nome immagine: Cerchio in lega di alluminio
Come accennato, l'alluminio ha caratteristiche flessibili, mentre altri materiali spesso presentano difficoltà nella lavorazione. Superare le sfide porta a risultati precisi, robusti ed efficaci.
Come impedire che l'alluminio si attacchi agli utensili
L'alluminio può incrostare gli utensili da taglio durante le operazioni di lavorazione. Per una migliore adesione, vengono utilizzati rivestimenti per utensili adeguati, normalmente TiCN. Inoltre, l'uso ricorrente di refrigerante riduce al minimo l'accumulo di calore durante la lavorazione. Tuttavia, la riduzione della velocità di taglio può ridurre al minimo il tasso di incollaggio, mentre l'aumento della velocità di taglio riduce l'attrito.
Riduzione dell'usura degli utensili per una migliore precisione
L'appiccicosità dell'alluminio può causare usura sugli utensili e influenzare leggermente la precisione dell'operazione. Le punte in carburo o diamante aumentano la durata migliorando anche l'affilatura. Esterno ispezioni parziali mantenere la qualità dei pezzi quando si esegue un lungo turno con l'utensile da taglio. Anche i sistemi di lubrificazione avanzati si usurano.
Gestire la morbidezza per prevenire la deformazione
L'alluminio è un metallo relativamente morbido che si piega sotto pressione. Quanto bene viene tenuto un pezzo in lavorazione determina la stabilità durante il processo di lavorazione, poiché i dispositivi di fissaggio del pezzo forniscono un buon supporto dell'arco.
Una bassa pressione di serraggio non causa carichi indesiderati aggiuntivi sul materiale. Le sequenze di lavorazione devono possedere caratteristiche che possano ridurre al minimo lo stress interno e la distorsione.
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Tecniche di finitura comuni per alluminio tornito CNC
Seguono altri processi aggiuntivi per le parti in alluminio per aumentare le capacità, la stabilità e l'aspetto dell'alluminio. Alcune di queste tecniche migliorano la protezione dalla corrosione e l'aspetto della parte.
Anodizzazione
Nome immagine: Parti in alluminio anodizzato lavorato
L'anodizzazione dell'alluminio forma uno strato colorato sulla superficie esterna di un articolo. Aumenta la corrosione ed è disponibile in un'ampia gamma di opzioni colorate. La finitura è adatta ad applicazioni aerospaziali, elettroniche e mediche di parti.
Powder Coating
Nome immagine: Parte rivestita in polvere di alluminio
Migliori verniciatura a polvere conferisce una finitura uniforme e dura principalmente ai prodotti in plastica. La varietà non si graffia facilmente e non si corrode. Come l'anodizzazione, è possibile ottenere determinati colori per consentire la personalizzazione.
Sabbiatura
Nome immagine: Sabbiatura dell'alluminio
La sabbiatura fornisce una finitura superficiale buona e uniforme con un aspetto opaco. Desolfora e sgrassa l'alluminio in preparazione per i trattamenti successivi. Principalmente, è utilizzata nella prototipazione di strutture e componenti di geometrie e tolleranze variabili.
Come la selezione degli utensili influenza l'operazione di tornitura CNC per l'alluminio
Nome immagine: Raccolta di utensili per la lavorazione dell'alluminio
Per quanto riguarda il processo di lavorazione CNC dell'alluminio, la scelta degli utensili è sempre un aspetto cruciale. Gli utensili sono elementi fondamentali che si distinguono per precisione, velocità di lavorazione e risultati finali superiori.
Fluidi da taglio
Gli agenti di raffreddamento sono ottimali per i risultati. Nel processo di taglio a secco, spesso si incontrano i problemi di sbavature e bordi frastagliati. Le giuste emulsioni oleose riducono le macchie sulla superficie e migliorano le caratteristiche dei bordi. L'acqua contenente cloro e zolfo non deve essere considerata come avente effetti sulla superficie degli articoli.
Avanzamenti e velocità
Il controllo ottimale della riduzione della velocità di taglio ha un impatto significativo sulle velocità di lavorazione e sulla qualità dei materiali in alluminio. Ad alte velocità, la quantità di calore prodotto diminuisce e la superficie diventa più liscia. La velocità di avanzamento definisce quante volte l'utensile deve spostarsi avanti e indietro in ogni ciclo. Per le operazioni di tornitura, l'utensile da taglio è fisso, mentre il pezzo su cui deve essere eseguita l'operazione è mobile.
Progettazione di strumenti
Nome immagine: Punte degli utensili per la lavorazione dell'alluminio
La progettazione dell'utensile è un altro elemento che ispira sufficienti differenze nell'evacuazione dei trucioli raggruppate sotto un componente cruciale chiamato numero di tacche di un utensile. Un numero di tacche è molto inferiore, un intervallo da due a tre per la lavorazione dell'alluminio. Meno tacche scoraggiano l'accumulo di trucioli ed eliminano le possibilità di interrompere immediatamente l'operazione.
Materiale dello strumento
L'alluminio necessita di taglienti affilati, resistenti e ottimali per fornire una dimensione e una forma adatte al prodotto richiesto. Gli utensili in carburo hanno prestazioni eccezionali perché sono piuttosto duri. In secondo luogo, gli utensili contenenti cobalto sono accettabili perché non interagiscono con l'alluminio. Una miscela di carburo e cobalto consente la creazione di un materiale resistente che non si deforma.
Angolo dell'elica
Nome immagine: Angolo dell'elica
L'aumento dell'angolo dell'elica influenza la rimozione dei trucioli e il calore di lavorazione. Un angolo dell'elica ampio è efficace per l'evacuazione dei trucioli mentre aumenta l'attrito. Ad alte temperature, i trucioli si attaccano e tendono a saldarsi all'utensile da taglio. Angoli dell'elica piccoli sono preferibili per ridurre al minimo l'attrito durante la lavorazione, ma influenzano seriamente la velocità di rimozione dei trucioli.
Costo della tornitura CNC dell'alluminio: guida alla stima
Quando si tratta di stimare i costi di lavorazione CNC dell'alluminio, ci sono diversi fattori. In questa sezione, sei guidato a lavorare su stime esistenti per evitare di spendere troppo e soddisfare le esigenze del tuo progetto.
Bisogni materiali
Il costo relativo al materiale è il seguente: grado di alluminio, dimensioni richieste e quantità desiderata. La complessità del design gioca un ruolo fondamentale nell'utilizzo del materiale.
Esigenze lavorative
Anche le macchine CNC devono essere azionate sotto la supervisione di un operatore umano. Il costo dei dipendenti e del personale, le loro qualifiche, gli orari di lavoro e le retribuzioni giocano un ruolo qui. Contattaci Qui.e ottieni soluzioni di lavorazione di parti in alluminio tornite CNC all'ingrosso.
Caso di studio: Precisione Alluminio nell'industria automobilistica Per parti di telaio e motore
Nome immagine: Componenti automobilistici in alluminio
Panoramica del caso di studio:
La discussione riguarda la tornitura CNC di parti di motori in alluminio come pistoni e testate nel settore automobilistico. Le suddivisioni devono avere un peso e una resistenza minimi per sopportare carichi operativi elevati nei motori automobilistici. Il processo di produzione utilizzato includeva la tornitura CNC e la fresatura di base, che era ampiamente necessaria per ottimizzare la velocità e la ripetibilità per soddisfare i requisiti della produzione di massa.
Sfide tipiche coinvolte:
Precisione e velocità: La sfida di combinare lavorazioni meccaniche precise come tolleranza minima ±0.01 mm con fabbricazione ad alta velocitàLe parti imbullonate dovevano adattarsi bene per garantire le prestazioni del motore e tuttavia le parti importanti dovevano essere realizzate molto rapidamente a causa di elevata richiesta a velocità di 150 unità al giorno.
Deformazione materiale: L'alluminio 6061, il materiale selezionato, ha una lavorabilità abbastanza buona ma tende a deformarsi e deformarsi in taglio ad alta velocità e generazione di calore, che hanno portato a tassi di scarto del 12% nelle prime prove a causa della scarsa stabilità dimensionale.
Finitura superficiale: Il prodotto finale necessitava di una rugosità di 0.8 µm per un migliore incastro e funzionamento. Tuttavia, per raggiungere questo livello è necessaria un'elevata velocità di lavorazione e per ottenere una superficie liscia senza troppa la post-elaborazione ha richiesto un tempo considerevole, circa il 20% in più.
Misure di rettifica:
Parametri di lavorazione ottimizzati: Per risolvere i problemi di velocità e precisione, i parametri di lavorazione sono stati ottimizzati. La velocità del mandrino è stata ridotta del 15% per evitare un'eccessiva generazione di calore, che si è rivelata dannosa per il processo di taglio, mentre la velocità di avanzamento è stata scelta per fornire una buona finitura a una velocità di avanzamento ragionevole.
Regolazioni degli utensili: A ridurre al minimo l'usura degli utensili durante la svolta funzionamento sono stati utilizzati utensili da taglio ad alte prestazioni con rivestimento TiAlN, che riduce l'usura degli utensili del 40%. In questo modo è stato più facile mantenere le dimensioni dei componenti come richiesto, senza dover sostituire gli utensili molto spesso, risparmiando tempo.
Tecniche di raffreddamento: Sono stati impiegati metodi di raffreddamento avanzati, come il raffreddamento a nebbia e il raffreddamento a inondazione, per evitare la distorsione del materiale dovuta al calore. Inoltre, fornisce materiale assicurato stabilità riducendo del 25% i tassi di deformazione delle parti durante tutto il processo di lavorazione per migliorare la tolleranza della parte finale prodotto.
Miglioramenti del controllo qualità: La qualità è migliorata integrando la scansione CMM migliorata per l'ispezione per verificare le dimensioni dei componentiCiò si traduce in un miglioramento del 10% della precisione dimensionale.
risultati:
Parti del motore di alta qualità: Tutti i componenti finali hanno soddisfatto esattamente i parametri di riferimento del settore automobilistico, sia nei test di prestazione che nell'analisi delle sollecitazioni. Le parti del motore, come il pistone e le testate dei cilindri, erano sufficientemente resistenti da sopportare pressioni operative fino a 200 MPa in condizioni di stress elevato.
Miglioramenti dell'efficienza produttiva: Ottenere un'elevata precisione in un tempo estremamente ridotto grazie alla messa a punto del parametri di lavorazione fino al 18% aumentando l'efficienza produttiva. Tuttavia, questa riforma aumenta i costi di produzione, ma di conseguenza massimizza i tassi di produzione complessivi.
Qualità di finitura migliorata: Questi cambiamenti negli utensili e nel raffreddamento hanno prodotto un'elevata qualità di finitura delle parti in alluminio fino a 0.8 µm, come previsto. Per questo motivo, per migliorare la qualità dell'alluminio e le prestazioni della linea di assemblaggio, è stata eliminata anche la successiva lucidatura.
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Nome immagine: Capacità di tornitura CNC di Boda
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