Por que usinagem de alumínio e torneamento CNC são uma combinação perfeita? O alumínio é usado em quase todos os produtos, desde peças de aeronaves até eletrodomésticos. Porque ele tem características peculiares que o tornam um material ideal para usinar produtos valiosos.
Além disso, o alumínio oferece peças altamente duráveis, mas leves. Além disso, é relativamente mais barato de usar e dá ao fabricante liberdade para projetar designs complexos com tolerância uniforme em alguns mícrons. Portanto, o alumínio é perfeito para protótipos e produções personalizadas em grandes quantidades.
Vamos analisar mais de perto as vantagens do alumínio e descobrir por que ele é a escolha ideal para usinagem CNC.
6 razões pelas quais o alumínio é a escolha ideal para peças torneadas CNC?
Nos últimos anos, os produtos/peças torneados por CNC têm experimentado uma enorme demanda por aplicação de alumínio. Vamos descobrir 6 razões principais para usar alumínio para usinagem.
Razão # 01: Capacidade de corte para operação torneada
Nome da imagem: Peça torneada CNC de alumínio
A usinabilidade do alumínio é excelente. O material é fácil de girar e não exige muito das ferramentas. Dessa forma, proporciona alta precisão e rapidez na operação de torneamento. Além disso, pressupõe a estabilidade dimensional do material.
Os componentes de alumínio proporcionam superfícies uniformes devido à modernidade Torneamento CNC máquinas e ferramentas de carboneto e refrigerantes. Então, reduzindo tempo e custo na operação. Além disso, as peças de alumínio também podem ser submetidas a acabamento de jateamento de esferas para dar uma superfície fosca ou anodização para dar um acabamento polido. Além disso, aumenta a capacidade da peça de resistir à corrosão.
Razão # 02: Baixa densidade, mas alta relação resistência-peso
O alumínio é amplamente conhecido por sua alta relação resistência-peso. Enquanto isso, é ideal para indústrias que buscam minimizar o peso em produtos como aeroespacial, automóvel e robótica.
Em peças torneadas por CNC, essas propriedades são úteis na fabricação de peças como eixos, conectores e encaixes. A resistência do alumínio pode ser facilmente maximizada ligando-o como um tratamento térmico.
Razão # 3: Diversas opções de ligas
Nome da imagem: Amostras de barras triangulares de alumínio
O alumínio pode manipular outros elementos de liga nele. Para peças torneadas CNC, há a disponibilidade de muitas ligas com a capacidade de ajustar as características do material às várias características de desempenho necessárias.
As ligas de alumínio típicas usadas para usinagem CNC incluem;
- 6061
- 2024
- 7075
- 5052
Você pode escolher entre uma variedade de ligas que garantem uso funcional e ornamental em peças torneadas CNC. (Leia mais sobre dissipador de calor de alumínio)
Razão # 05: Resistência superior à corrosão
Uma propriedade altamente desejável do alumínio é sua capacidade de desenvolver uma película protetora de óxido quando em contato com o ar. É uma grande vantagem para peças torneadas por CNC, especialmente aquelas usadas em aplicações críticas.
Anodizar o alumínio leva essa resistência um passo adiante, ao mesmo tempo em que desenvolve uma pele dura e resistente ao desgaste. Isso o torna ideal para peças de alto desempenho, como buchas, espaçadores e polias. A camada de óxido se reforma instantaneamente, possibilitando proteger a superfície por um longo tempo, mesmo que tenha um arranhão ou esteja de alguma forma comprometida.
Razão # 06: Transferência efetiva de calor e eletricidade
O alumínio é altamente condutor de calor e eletricidade e, portanto, ideal para peças torneadas em aplicações térmicas e elétricas. Produtos como invólucros de dissipadores de calor, conectores e acessórios elétricos são melhorados pela condutividade térmica e elétrica do alumínio.
O usinagem cnc de alumínio é frequentemente utilizado em indústrias como eletrônica e veículos elétricos, já que peças torneadas criadas por CNC têm baixa densidade e alta condutividade. O alumínio é a escolha preferível ao cobre, pois é mais barato de usar, mas fornece um desempenho eficiente. Procurando por uma fábrica de peças de torneamento CNC de alumínio, Boda está aqui para ajudar você a atender às suas necessidades personalizadas.
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Ligas de alumínio mais adequadas para usinagem de torneamento CNC
Nome da imagem: Barras triangulares de alumínio
Nem todas as ligas de alumínio têm a mesma composição. Cada uma é única em sua maneira e saber qual selecionar em sua aplicação é essencial em seus projetos. Vamos dividir as opções mais populares para você:
Alumínio 6061: 6061 é sua loja completa para resistência e adaptabilidade. Como tem baixa taxa de corrosão e é facilmente soldado, é ótimo para usos estruturais.
Alumínio 6060: É um pouco menos duro que o 6061. Portanto, é adequado para padrões complexos e juntas apertadas.
Alumínio 5083: Se você precisa de um material que resista aos efeitos da água do mar, o 5083 é ideal para uso marítimo devido à sua alta resistência à corrosão.
Alumínio 7075: Se a resistência for considerável, você nunca vai errar com 7075. Ele é extremamente duro e pungente, e normalmente é empregado em áreas que exigem alta resistência, como peças de aeronaves.
Alumínio 6082: Para trabalho estrutural puro, 6082 mantém resistência à corrosão perfeita junto com força. Seu uso é comum em áreas altamente estressadas, como pontes, guindastes e similares.
Como você pode superar os desafios no torneamento CNC de alumínio
Nome da imagem: Jante de liga de alumínio
Como mencionado, o alumínio tem características flexíveis, enquanto outros materiais frequentemente apresentam dificuldade na usinagem. Superar desafios leva a resultados precisos, resistentes e eficazes.
Evitando que o alumínio grude nas ferramentas
O alumínio pode acumular sujeira em ferramentas de corte durante operações de usinagem. Para melhor adesão, revestimentos de ferramentas adequados, normalmente TiCN, são usados. Além disso, o uso recorrente de refrigerante minimiza o acúmulo de calor durante a usinagem. No entanto, reduzir a velocidade de corte pode minimizar a taxa de aderência, enquanto aumentar a velocidade de corte reduz o atrito.
Reduzindo o desgaste da ferramenta para melhor precisão
A viscosidade do alumínio pode causar desgaste nas ferramentas e influencia levemente a precisão da operação. Pontas de carboneto ou diamante aumentam a durabilidade e também melhoram a afiação. Externo inspeções de peças mantenha a qualidade da peça ao executar um turno longo com a ferramenta de corte. Sistemas avançados de lubrificação também superam o desgaste.
Gerenciando a maciez para evitar deformações
O alumínio é um metal relativamente macio que se curva sob pressão. O quão bem uma peça de trabalho é segurada determina a estabilidade durante o processo de usinagem, já que os dispositivos de fixação de trabalho fornecem um bom suporte de arco.
Baixa pressão de fixação não causa cargas adicionais indesejáveis no material. As sequências de usinagem devem possuir características que possam minimizar o estresse interno e a distorção.
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Técnicas comuns de acabamento para alumínio torneado CNC
Mais processos adicionais seguem para peças de alumínio para aumentar as capacidades, estabilidade e aparência do alumínio. Algumas dessas técnicas melhoram a proteção contra corrosão e a aparência da peça.
Anodização
Nome da imagem: Peças de alumínio usinadas anodizadas
A anodização de alumínio forma uma camada colorida na superfície externa de um item. Ela aumenta a corrosão e vem em uma ampla gama de opções de cores. O acabamento é adequado para aplicações aeroespaciais, eletrônicas e médicas de peças.
Powder Coating
Nome da imagem: Peça revestida com pó de alumínio
O revestimento em pó dá um acabamento uniforme e duro principalmente para produtos plásticos. A variedade não é arranhada e corroída facilmente. Assim como a anodização, você pode obter certas cores para permitir a personalização.
jateamento
Nome da imagem: Jateamento de areia de alumínio
O jateamento de areia fornece um acabamento de superfície bom e uniforme com uma aparência fosca. Ele dessulfura e desengordura o alumínio em prontidão para tratamentos subsequentes. Principalmente, é usado na prototipagem de estruturas e componentes de geometrias e tolerâncias variadas.
Como a seleção de ferramentas influencia a operação de torneamento CNC para alumínio
Nome da imagem: Coleção de ferramentas para usinagem de alumínio
No processo de usinagem CNC de alumínio, a seleção de ferramentas é sempre um fator crítico. As ferramentas otimizam o desempenho do equipamento em termos de precisão, velocidade de trabalho e resultados finais.
fluidos de corte
Os agentes de resfriamento são ótimos para resultados. No processo de corte a seco, você frequentemente encontra problemas de rebarbas e bordas irregulares. As emulsões de óleo corretas reduzem manchas na superfície e melhoram as características das bordas. Água com cloro e enxofre não deve ser tomada para ter efeitos na superfície dos itens.
Alimentações e velocidades
O controle ideal da redução da velocidade de corte tem um impacto significativo nas taxas de usinagem e na qualidade dos materiais de alumínio. Em altas velocidades, a quantidade de calor produzida diminui e a superfície fica mais lisa. A taxa de avanço define quantas vezes a ferramenta tem que ir e voltar em cada ciclo. Para operações de torneamento, a ferramenta de corte é fixa, enquanto o estoque no qual a operação deve ser realizada é móvel.
Design de ferramentas
Nome da imagem: Dicas de ferramentas para usinagem de alumínio
O design da ferramenta é outro elemento que inspira diferenças suficientes na evacuação de cavacos agrupadas sob um componente crucial chamado contagem de canais de uma ferramenta. Uma contagem de canais é muito menor, uma faixa de dois a três para usinagem de alumínio. Menos canais desencorajam o acúmulo de cavacos e eliminam as chances de parar imediatamente a operação.
Material de ferramenta
O alumínio precisa de arestas de corte afiadas, fortes e ótimas para fornecer um tamanho e formato adequados para o produto exigido. Ferramentas de carboneto têm desempenho excepcionalmente bom, pois são bastante duras. Em segundo lugar, ferramentas contendo cobalto são aceitáveis, pois não interagem com o alumínio. Uma mistura de carboneto de cobalto permite a criação de um material resistente que não se deforma.
Ângulo Helix
Nome da imagem: Helix Angle
O aumento do ângulo da hélice influencia a remoção de cavacos e o calor da usinagem. Um ângulo de hélice grande é eficaz para a evacuação de cavacos, ao mesmo tempo em que aumenta o atrito. Em altas temperaturas, os cavacos grudam e tendem a soldar à ferramenta de corte. Ângulos de hélice pequenos são preferíveis para minimizar o atrito durante a usinagem, mas afetam seriamente a taxa de remoção de cavacos.
Custo de usinagem CNC de alumínio: guia de estimativa
Quando se trata de estimar custos de usinagem CNC de alumínio, há vários fatores. Nesta seção, você é orientado a trabalhar com estimativas existentes para evitar gastos excessivos e atender às suas necessidades definidas de projeto.
Necessidades materiais
O custo referente ao material é o seguinte: grau de alumínio, tamanho necessário e quantidade desejada. A complexidade do design desempenha um papel fundamental na utilização do material.
Necessidades de mão de obra
Até mesmo máquinas CNC precisam ser operadas sob a supervisão de algum operador humano. O custo de funcionários e equipe, suas qualificações, horas de trabalho e remunerações desempenham um papel aqui. Entre em contato conosco aqui.e obtenha soluções de usinagem de peças de torneamento CNC de alumínio no atacado.
Estudo de caso: Precisão Alumínio na Indústria Automotiva Para peças de chassi e motor
Nome da imagem: Componentes automotivos feitos de alumínio
Visão geral do estudo de caso:
A discussão envolve o torneamento CNC de peças de motor de alumínio, como pistões e cabeçotes de cilindro no setor automotivo. As subdivisões precisam ter peso e resistência mínimos para suportar altas cargas operacionais em motores automotivos. O processo de fabricação utilizado incluiu torneamento CNC, bem como fresamento básico, que foi amplamente necessário para otimizar a velocidade e a repetibilidade para atender aos requisitos da produção em massa.
Desafios típicos envolvidos:
Precisão vs. Velocidade: O desafio de combinar usinagem precisa como tolerância mínima de ±0.01 mm com alta taxa de fabricação. As peças aparafusadas tinham que se encaixar bem para garantir o desempenho do motor e, ainda assim, as peças importantes tinham que ser feitas muito rapidamente devido a alta demanda com velocidades de 150 unidades por dia.
Deformação de materiais: O alumínio 6061, o material selecionado, tem usinabilidade bastante boa, mas tende a distorcer e deformar corte em alta velocidade e geração de calor, levando a taxas de rejeição de 12% nos testes iniciais devido à baixa estabilidade dimensional.
Acabamento de superfície: O produto final precisava de uma rugosidade de 0.8 µm para melhor intertravamento e operação. No entanto, atingir esse nível requer alta velocidade de usinagem e para obter uma superfície lisa sem muito o pós-processamento levou um tempo considerável, um aumento de cerca de 20%.
Medidas de retificação:
Parâmetros de usinagem otimizados: Para poder resolver os problemas de velocidade e precisão, os parâmetros de usinagem foram otimizados. A velocidade do fuso foi reduzida em 15% para evitar geração excessiva de calor, o que provou ser prejudicial ao processo de corte, enquanto a taxa de avanço foi escolhida para dar um bom acabamento a uma taxa de avanço razoável.
Ajustes de ferramentas: Para minimizar o desgaste da ferramenta durante a virada operação, foram utilizadas ferramentas de corte de alto desempenho com revestimento de TiAlN, o que reduz o desgaste da ferramenta em 40%. Isso tornou mais fácil manter as dimensões dos componentes conforme necessário, sem precisar substituir ferramentas com muita frequência para economizar tempo.
Técnicas de resfriamento: Métodos avançados de resfriamento, como resfriamento por névoa e resfriamento por inundação, foram empregados para evitar a distorção do material pelo calor. Além disso, fornece material garantido estabilidade reduzindo as taxas de deformação das peças em 25% ao longo do processo de usinagem para melhorar a tolerância da extremidade low-code.
Melhorias no controle de qualidade: A qualidade melhorou com a integração da digitalização CMM aprimorada para inspeção para verificar as dimensões dos componentes. Isso resulta em uma melhoria de 10% na precisão dimensional.
Resultados:
Peças de motor de alta qualidade: Todos os componentes finais corresponderam precisamente aos padrões da indústria automotiva, tanto em testes de desempenho quanto em análise de estresse. As peças do motor, como o pistão e os cabeçotes dos cilindros, eram fortes o suficiente para efetivamente suportar pressões operacionais de até 200 MPa sob condições de alto estresse.
Melhorias na eficiência da produção: Alcançando alta precisão em um tempo extremamente mínimo por meio do ajuste fino do parâmetros de usinagem em até 18% aumentando a eficiência da produção. No entanto, essa reforma aumenta o custo de fabricação, mas maximiza correspondentemente as taxas gerais de produção.
Qualidade de acabamento aprimorada: Essas mudanças nas ferramentas e no resfriamento sistemas resultaram em uma alta qualidade de acabamento das peças de alumínio de até 0.8 µm, conforme pretendido. Portanto, o polimento subsequente também foi eliminado para melhorar a qualidade do alumínio e o desempenho da linha de montagem.
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Nome da imagem: Capacidades de torneamento CNC da Boda
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