Usinage CNC de l'aluminium : tout ce que vous devez savoir

L'aluminium est un matériau largement utilisé pour Usinage CNC en raison de ses diverses propriétés physiques et mécaniques. De plus, en raison de son excellent rapport résistance/poids, l’aluminium et ses alliages sont les mieux adaptés à la fabrication de divers composants où une plus grande résistance est requise et où le poids constitue le principal obstacle. En conséquence, il est utilisé pour fabriquer des composants pour des produits dans plusieurs secteurs, notamment l’automobile, l’aérospatiale, la défense, l’électricité, l’ameublement et d’autres appareils électroménagers.

Les qualités d'alliages d'aluminium les plus populaires pour l'usinage CNC, facteurs à prendre en compte, avantages, inconvénients et applications seront tous abordés dans cet article.

Usinage CNC en aluminium

Nuances courantes d'alliages d'aluminium pour l'usinage CNC

Série d'alliages d'aluminium

Aluminium 2024

Il s’agit d’un alliage traitable thermiquement où le cuivre est le principal élément d’alliage. Il s’agit d’un alliage recuit souple doté de bonnes propriétés d’usinabilité, parfaitement capable de résister à la fatigue. Bien qu'il ait une résistance à la corrosion inférieure à celle des autres qualités, c'est le meilleur matériau pour l'usinage de composants d'avions en raison de son excellent rapport résistance/poids lorsque la surface est correctement finie.

Aluminium 6061

Le magnésium, le silicium et l'aluminium constituent le grade 6061, permettant un traitement thermique jusqu'à des niveaux de résistance plus élevés. En raison de son haute résistance, ténacité et maniabilité en flexion, cette nuance convient à l'usinage CNC à 5 axes. De plus, grâce à sa résistance élevée à la corrosion, il est également idéal pour les conditions environnementales difficiles. En conséquence, il peut être utilisé dans diverses industries, du prototypage mécanique à l’aérospatiale et aux télécommunications.

Aluminium 7075

 Dans la nuance 7075, le zinc est le principal métal d'alliage. Sa formabilité est modérée par rapport aux autres qualités traitables thermiquement. En usinage CNC, cette nuance est utilisée pour créer diverses pièces où un haut niveau de ténacité est nécessaire à la fonctionnalité, des pièces de vélo aux ailes d'avion. Cependant, il présente un mauvais caractère de soudabilité.

Aluminium 3003

Il est fabriqué avec du manganèse comme métal d’alliage primaire. Il est utilisé dans la production d'articles ménagers en raison de sa excellente formabilité et facilité d'usinage opérations telles que le pliage, le filage, le profilage et l’emboutissage. De plus, en raison de leur résistance supérieure à la corrosion, les produits peuvent résister à l’environnement extérieur, ce qui est également parfait pour les composants décoratifs et architecturaux extérieurs.

Aluminium 5052

L'aluminium 5052 est principalement allié au magnésium et au chrome, ce qui en fait le plus approprié pour les opérations de formage CNC. Il a du bon maniabilité et résistance supérieure à 3003. Parce qu'il offre seulement un bon taux d'usinabilité, ce n'est pas un bon choix pour les opérations d'usinage étendues. Cette nuance est excellente pour les applications d’échangeurs de chaleur, la tôlerie générale et l’architecture.

Opérations d'usinage CNC pour l'aluminium

Opération de tournage

1. Fraisage CNC

Fraisage CNC est l'opération la plus courante d'usinage CNC de l'aluminium, capable de produire une large gamme de formes. Lors de l'opération de fraisage, la pièce en aluminium reste stationnaire. Dans le même temps, l'outil rotatif effectue une coupe multipoint le long de son axe pour enlever la matière afin d'obtenir les formes souhaitées selon les commandes informatisées. Dans certains cas, la pièce à usiner et l'outil de coupe se déplacent tandis que la matière est enlevée le long de plusieurs axes.

2. Face CNC

À l'aide d'une opération de surfaçage CNC, une pièce en aluminium présentant une surface rugueuse peut être transformée en une section transversale plate à l'aide d'un tournage ou d'un surfaçage.

3. CNC-perçage

Dans ce processus, une fraise rotative multipoint d'une taille donnée est déplacée sur une ligne perpendiculaire à la surface extérieure et percée pour créer le trou ou d'autres formes à un diamètre et une longueur définis.

4. Tournage CNC

In Tournage CNC, le mandrin maintient et fait tourner la tige en aluminium, et l'outil de coupe multipoint enlève le matériau jusqu'à ce que les dimensions et la forme souhaitées ne soient pas obtenues.

Facteurs à prendre en compte pour l'usinage CNC de l'aluminium

Pour un usinage CNC de qualité, vous devriez essayer de choisir un outil de coupe approprié, il existe divers facteurs tels que le matériau de l'outil, la géométrie de l'outil, la vitesse de coupe, la vitesse d'alimentation et le fluide de coupe.

1. Géométrie de l'outil

La productivité et la qualité de l'usinage CNC de l'aluminium sont affectées par la géométrie de l'outil. Par conséquent, vous devez prendre en compte les variables suivantes pour un usinage efficace.

• Numéros de flûte

Un outil avec un numéro à trois flûtes

Lors de l'usinage CNC sur l'aluminium, le choix des outils de coupe avec deux à trois flûtes sont la meilleure option. En revanche, choisir un nombre de cannelures inférieur à deux ou supérieur à trois entraînera la formation de copeaux géants et de petits copeaux laissant des marques d'usinage sur la surface.

• Angle d'hélice

Un autre élément qui influence l’efficacité de l’usinage CNC est l’angle d’hélice. Il peut être caractérisé comme l’angle formé par la ligne médiane de l’outil et une ligne droite tangente au tranchant. L'angle d'hélice déterminera la vitesse à laquelle les copeaux seront éliminés.. Choisissez un angle d'hélice de 35° ou 40° pour l'usinage CNC de l'aluminium, ou sautez jusqu'à 45° si vous optez pour la finition post-surface.

• Angle de dégagement

Un angle de dépouille important peut s'enfoncer excessivement dans la pièce en aluminium, et un frottement entre l'outil et la pièce peut être provoqué par un léger angle de dépouille. L'angle de dégagement idéal va de 6 à 10 ⁰.

2. Matériel pour outils de coupe

Le carbure est le matériau le plus courant pour créer les outils de coupe nécessaires à l'usinage CNC de l'aluminium. En effet, les outils en carbure sont tout à fait capables de résister aux vitesses de coupe élevées nécessaires à l'usinage CNC de l'aluminium.

L'aluminium nécessite une coupe douce, la taille des grains du carbure et le rapport du liant doivent donc être faibles. Pour ce faire, le cobalt doit être mélangé en quantité suffisante pour produire une petite granulométrie de carbure (2 à 20 %), idéale pour une coupe douce. Des revêtements supplémentaires comme le diamant et le nitrure de zirconium peuvent augmenter l'efficacité de la coupe.

3. Vitesse de coupe

L'aluminium peut résister à des vitesses de coupe élevées afin que vous puissiez régler votre machine CNC à toute vitesse réalisable. Cependant, des arêtes accumulées peuvent se former lors de déplacements à basse vitesse.

4. Vitesse d'alimentation

La finition et la résistance requises déterminent la vitesse d'avance. Par exemple, vous pouvez choisir entre 0.05 et 0.15 mm/tr pour une surface rugueuse et 0.15 à 2.03 mm/tr pour une surface lisse finition.

5. Liquide de coupe

 Dans l'usinage CNC de l'aluminium, les fluides de coupe appropriés sont émulsions d'huiles solubles et huiles minérales totalement exemptes de chlore ou de soufre actif car ceux-ci peuvent tacher la pièce.

6. Processus après-usinage

Pièces usinées CNC avec finition de surface

Des processus de post-usinage sont nécessaires pour améliorer la finition de surface, la beauté esthétique et les propriétés physiques et mécaniques. Il existe de nombreux processus de post-usinage pour les pièces en aluminium usinées CNC, tels que Perlage et sablage, Enrobage, Anodisation, et du revêtement en poudre.

1. Perlage et sablage : Les pièces usinées en aluminium sont cuites avec de minuscules billes de verre à l'aide d'un pistolet à air hautement pressurisé, éliminant le matériau restant pour produire une surface lisse sans compromettre la tolérance dimensionnelle.
2. Anodisation: La pièce en aluminium est plongée dans l'électrolyte d'acide sulfurique et l'électricité est appliquée à travers la cathode et l'anode. Les ions oxyde sont libérés de l'électrolyte pour créer de l'oxyde d'aluminium non réactif pour la surface exposée.
3. Enrobage: simple revêtement avec une autre substance comme le zinc, le nickel ou le chrome.
4. Revêtement en poudre:revêtement en poudre polymère à haute température du composant

Avantages de l'usinage CNC

L’usinage CNC de l’aluminium présente plusieurs avantages de par ses caractéristiques mécaniques et physiques. Pour l’usinage CNC de haute précision, c’est très sûr et simple. Passons en revue chacun des avantages.

Usinabilité

En raison de la nature tendre de l'aluminium, il n'y a presque aucun risque de déformation lors de l'usinage CNC et il s'écaille facilement. Il peut donc être facilement usiné avec des outils sans les user.

L'excellente usinabilité réduit le temps de cycle d'usinage tout en conservant une stabilité dimensionnelle exceptionnelle.

Rapport résistance/poids

L'aluminium est un métal léger doté d'une excellente résistance. Si vous le comparez à l'acier, il est trois fois moins dense, ce qui le rend parfait pour les applications où le poids est le principal défi pour maintenir une résistance élevée, comme dans les composants d'avions.

Travail en toute sécurité sur les machines

L'aluminium ne produit pas de sous-produits toxiques lors de l'usinage CNC. Contrairement à d’autres matériaux comme le plastique, il est totalement sûr lors des opérations d’usinage.

Résistance à la corrosion

En raison de l’excellente affinité de l’aluminium et de ses alliages pour l’oxygène, ils ne peuvent pas perdre la couche d’oxyde de rouille lorsqu’ils sont exposés à l’humidité. Grâce à ces caractéristiques, l’aluminium est un matériau fantastiquement résistant à la corrosion. La résistance à la corrosion augmente la longévité des pièces usinées CNC.

Recyclabilité

Tous les composants et produits fabriqués en aluminium par usinage CNC sont recyclables. Ainsi, les composants en aluminium peuvent être réutilisés une fois le cycle de vie d’un produit terminé.

Conductivité électrique

En raison de leur conductivité électrique, les pièces en aluminium usinées CNC conviennent également aux composants électriques, bien que la conductivité puisse être diminuée en s'alliant avec d'autres métaux.

Bénéfice esthétique

Bien que l'aluminium et ses alliages puissent être usinés CNC pour obtenir une excellente finition de surface, ils peuvent également être anodisés pour obtenir une variété de couleurs, ce qui ajoute une beauté esthétique très attrayante aux pièces et au produit.

Performances à basse température

Contrairement à d’autres matériaux, l’aluminium conserve ses propriétés à très basse température, telles que sa douceur, son élasticité et sa résistance. Cette qualité le rend idéal pour les pièces de fonctionnement à basse température.

Applications de l'usinage CNC en aluminium

Couvercle de turbine d'avion en aluminium usiné CNC

 Comme mentionné précédemment dans l'article, l'aluminium et ses alliages possèdent de nombreuses qualités avantageuses, rendant les pièces en aluminium usinées CNC essentielles dans plusieurs industries.

Industrie aérospaciale

Le rapport résistance/poids élevé de l'aluminium et son usinage CNC de précision le rendent idéal pour divers composants aérospatiaux, notamment les profils aérodynamiques, les pièces de montage et de train d'atterrissage, les bagues et différents connecteurs électriques.

Industrie automobile

L'aluminium est capable de supporter un poids plus élevé. Par conséquent, diverses pièces automobiles sont préparées par usinage CNC en aluminium. Tels que des arbres, des composants uniques, des panneaux muraux à l'intérieur du véhicule, des essieux moteurs, des boîtes de vitesses, des démarreurs et bien d'autres.

Industrie électrique

Grâce à l'usinage CNC de l'aluminium, les appareils électriques et électroniques grand public sont de plus en plus petits, ont des tolérances plus strictes et restent légers. Les circuits imprimés, les dissipateurs thermiques et les semi-conducteurs sont des exemples de pièces.

Industrie médicale

L'usinage CNC de l'aluminium répond aux besoins d'équipements médicaux nécessitant un usinage léger et précis. De nombreux composants de recherche, chirurgicaux et d'administration de médicaments, notamment les implants chirurgicaux, les machines IRM, les poignées de lame, les couteaux et les ciseaux chirurgicaux, sont fabriqués avec un usinage CNC en aluminium.

Autres applications

Les battes de baseball et les sifflets de sport sont des exemples d'équipements sportifs. Les industries alimentaires et pharmaceutiques utilisent également des composants en aluminium créés par usinage CNC. Les applications cryogéniques sont également nombreuses.

Conclusion

Comme vous le savez grâce à cet article, l'aluminium possède diverses propriétés et avantages pour l'utilisation de ses pièces créées par usinage CNC. Grâce à l’excellente usinabilité, des tolérances dimensionnelles strictes sont facilement réalisables. Donc, si vous souhaitez envisager l'usinage CNC de l'aluminium pour votre projet, notre service d'usinage à la demande est là pour vous aider.. Nous proposer un professionnel Service d'usinage CNC pour toutes les pièces en aluminium. Ici, nos ingénieurs de contrôle qualité surveillent chaque étape d’usinage pour maintenir la norme et la tolérance. Ne hésitez pas à contactez-nous pour plus d'informations

Questions Fréquemment Posées

Quelles sont les qualités populaires d’alliages d’aluminium ?

 Les aluminiums 2024, 6061, 7075, 3003 et 5052 sont les nuances les plus populaires pour l'usinage CNC.

Comment puis-je sélectionner la meilleure qualité d’alliage ?

Cela dépend des applications des produits et des qualités mécaniques et physiques nécessaires, notamment la dureté, la résistance, la ductilité et la conductivité. Étant donné que chaque type de nuance d’alliage possède des propriétés uniques, choisir la meilleure nuance peut s’avérer difficile. Alors laissez nos professionnels décider ce qui convient le mieux à votre projet en fonction de vos exigences.

Quels sont les facteurs à prendre en compte dans l’usinage CNC de l’aluminium ?  

Pour un usinage CNC de qualité, vous devez prendre en compte divers facteurs tels que le matériau de l'outil (carbure), la géométrie de l'outil (nombre de cannelures, hélice et angle de dépouille), la vitesse de coupe, la vitesse d'alimentation et le fluide de coupe.

L'usinage CNC de l'aluminium est-il cher ? 

Non, la création de pièces en aluminium avec une machine CNC est un processus rentable, surtout en grande quantité. De plus, nous proposons des prix très compétitifs. Contactez-nous et obtenez un citation quelques heures 24.

Êtes-vous un fabricant?   

 Oui, nous sommes l'un des principaux fabricants de porcelaine. Nous pouvons fournir des services de fabrication à la demande tels que l'usinage CNC, la tôlerie, le moulage par injection, l'extrusion d'aluminium et la finition de surface.