Usinage de l'aluminium : processus, alliages, outils et applications

« L'usinage de l'aluminium implique la découpe, le perçage et le fraisage de précision de pièces en aluminium à l'aide de machines CNC. Il offre une vitesse élevée, une excellente finition de surface et est idéal pour les composants légers et durables.

Détails d'usinage de l'aluminium

L'aluminium est l'un des matériaux les plus courants dans le secteur manufacturier, avec de nombreuses utilisations dans tous les domaines, de l'automobile à l'aérospatiale en passant par la construction. Bien qu'il existe différentes méthodes de fabrication pour convertir l'aluminium en pièces et produits fonctionnels, l'usinage CNC convient à de nombreuses applications en raison de sa facilité d'utilisation et de sa capacité à créer des formes complexes. Différent nuances d'alliage d'aluminium sont utilisés dans usinage de l'aluminium en fonction des exigences finales en matière de propriétés mécaniques et physiques.

L'aluminium en un coup d'oeil : alliages et propriétés

L'aluminium est l'un des matériaux les plus courants dans l'industrie manufacturière. Sa légèreté, son usinabilité, sa résistance à la corrosion et d'autres propriétés bénéfiques le rendent populaire dans divers projets d'usinage. De plus, différentes qualités d’alliages d’aluminium sont compatibles avec l’usinage CNC de l’aluminium. La variation de la composition des alliages permet de répondre à de nombreux besoins de fabrication.

Voici les éléments courants nuances d'alliage utilisé dans l'usinage CNC;

Aluminium 7075

Il est composé d'aluminium, de zinc, de magnésium et de cuivre, qui offre un excellent rapport résistance/poids. Il est souvent utilisé dans des applications à fortes contraintes, notamment dans l’industrie aérospatiale. Bien que le 7075 ait une bonne usinabilité de l'aluminium, la présence de cuivre peut le rendre plus sujet à la fissuration par corrosion sous contrainte. 

Aluminium 6061

Le 6061 est polyvalent et constitue l’alliage le plus populaire dans l’usinage de l’aluminium ; il comprend du magnésium et du silicium comme principaux éléments d'alliage. L'excellente usinabilité, la résistance à la corrosion, la résistance et la ténacité sont les propriétés fondamentales de cette nuance d'alliage. 

Aluminium 6063

Cet alliage d'aluminium offre une excellente résistance à la corrosion, ce qui le rend adapté aux applications intérieures et extérieures. Ses propriétés mécaniques comprennent une résistance à la traction modérée et une bonne ouvrabilité. 

De plus, le tableau ci-dessous compare les propriétés des nuances d'aluminium usinées CNC ;

Tableau : Nuances d'usinage de l'aluminium 

Quels sont les processus d'usinage CNC de l'aluminium les plus courants ?

Processus d'usinage de l'aluminium

Différents outils et processus d'usinage sont utilisés dans l'usinage CNC pour obtenir la forme finale, le tournage, le fraisage et le perçage sont peu nombreux. La sélection du type ou du processus d'usinage dépend entièrement des caractéristiques géométriques présentes dans la conception. 

1. Fraisage d'aluminium 

Le processus de fraisage CNC implique des pièces fixes en aluminium. Pendant ce temps, la broche se déplace sur les axes avec une fraise multipoints rotative pour enlever le matériau. Le mécanisme d'alimentation implique généralement un outil d'alimentation vers la pièce ou un mouvement combiné de la pièce et de l'outil de coupe. Il est principalement utilisé pour les formes plates et irrégulières qui n'ont pas de symétrie de rotation, créant ainsi toutes les caractéristiques détaillées et la finition de surface.

2. Tournage en aluminium

En tournage CNC, un outil de coupe à un seul point reste stationnaire et la pièce en rotation est introduite dans un outil pour réaliser l'enlèvement de matière. Dans ce processus, la rotation de la pièce permet aux outils de coupe de raser son matériau extérieur. Cette action réduit le diamètre de la pièce, la façonnant aux dimensions spécifiées. Dans ce processus, la pièce en rotation permet aux outils de coupe de raser son matériau extérieur. Par la suite, ce type d’usinage de l’aluminium convient aux pièces à symétrie axiale comme les géométries coniques des boîtes cylindriques. 

3. Forage d'aluminium 

Le perçage permet de réaliser des trous de différentes formes et tailles dans des pièces en aluminium. La géométrie et la dimension du trou dépendent de la géométrie et de la taille du foret, qui est généralement fabriqué avec du carbure ou des aciers rapides. Pendant le perçage, le foret rotatif se déplace perpendiculairement à la surface de la pièce, retirant le matériau du trou. De plus, le processus de perçage et d'alésage peut nécessiter l'agrandissement et la finition des trous percés.

4. Usinage par électroérosion de l'aluminium

Ce processus d'usinage de pièces en aluminium utilise des étincelles électriques pour éroder le matériau d'une pièce et fournit des formes et des caractéristiques complexes avec des tolérances serrées. En EDM, une électrode (vous pouvez dire un outil de coupe) et la pièce en aluminium sont immergées dans un fluide diélectrique. Puis, en faisant passer le courant, des décharges électriques se créent entre eux, ce qui érode le matériau. Il est essentiel pour les géométries complexes, les détails fins et les éléments difficiles à usiner.

Outils de coupe et paramètres pour l'usinage de l'aluminium

Outils d'usinage de l'aluminium

Une autre chose essentielle à comprendre dans la découpe ou l’usinage CNC de l’aluminium est le type d’outil, le matériau et les paramètres de coupe. Généralement, les outils sont fabriqués en acier rapide ou en carbure. Parallèlement, chaque opération d’usinage nécessite des types d’outils et des paramètres distincts.

Avant de discuter du type et du matériau de l'outil, comprenons la structure de l'hélice et de la cannelure des outils de coupe. Dans l'usinage CNC de l'aluminium, on utilise généralement des outils à deux ou trois cannelures avec des angles d'hélice de 35°, 40° et 45°.

Sélection des outils et paramètres de coupe en aluminium

Le tableau ci-dessous présente les suggestions de types d'outils, de matériaux et de paramètres pour divers processus et opérations d'usinage de l'aluminium ;

"Remarque : ces valeurs concernent des opérations typiques et peuvent varier en fonction du type d'alliage et des exigences spécifiques de vos pièces."

Quels sont les avantages de l’usinage de l’aluminium ?

• Formes et fonctionnalités complexes : Les processus d'usinage permettent de fabriquer avec précision des pièces en aluminium complexes, telles que des contre-dépouilles complexes, des canaux internes, des géométries irrégulières, etc. Cela est également bénéfique pour les conceptions personnalisées.
• Précision: Les pièces usinées en aluminium sont plus précises et plus cohérentes que les pièces produites avec d'autres méthodes de fabrication comme le moulage et le forgeage.
• Vitesse d'usinage : L'usinabilité de l'aluminium a un impact direct sur la vitesse d'usinage, améliorant ainsi l'efficacité de la production.
• Options de finition:  L'aluminium lui-même présente une résistance élevée à la corrosion et accepte d'autres options de post-traitement et de finition telles que l'anodisation et le revêtement en poudre.
• Coût-avantage : L'usinage de pièces en aluminium est relativement moins coûteux que d'autres matériaux à haute résistance et légers comme le titane, le laiton et le PEEK.
• Conductivité électrique et thermique : Il est hautement conducteur d'électricité et de chaleur, ce qui convient aux applications électriques et thermiques telles que les connecteurs et dissipateur thermique en aluminium.

Applications d'usinage de l'aluminium

Pièces en aluminium usinées CNC 

Nous discutons des capacités et des avantages de l'usinage CNC de l'aluminium, mais où ceux-ci sont-ils appliqués dans les industries du monde réel ? Applications en aluminium sont répandus dans les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale, de l’électronique, du médical et bien d’autres encore.

Industrie aerospatiale

L'usinage de pièces en aluminium est essentiel dans l'aérospatiale en raison de ses propriétés de légèreté et de haute résistance. Des techniques d'usinage de précision, telles que le fraisage et le tournage CNC, sont utilisées pour fabriquer des composants complexes tels que des pièces de cellule, des structures d'ailes et des trains d'atterrissage. L'excellente usinabilité de l'aluminium permet des tolérances serrées et des finitions de surface supérieures.

Automobile

Dans l'industrie automobile, Pièces automobiles CNC L'aluminium améliore les performances du véhicule et l'efficacité énergétique, par exemple les composants du moteur, les carters de transmission et le châssis. La légèreté de l’aluminium contribue à réduire le poids total des véhicules, ce qui entraîne une meilleure économie de carburant et une réduction des émissions.

Electronique

L'électronique utilise l'usinage de l'aluminium pour les boîtiers, les dissipateurs thermiques et les composants structurels de divers appareils. Surtout la conductivité thermique de l'aluminium et la capacité de précision de la marque combinée CNC Dissipateurs thermiques usinés CNC populaire pour différents articles électroniques.

Construction et Génie Civil

La solidité, la légèreté et la résistance à la corrosion de l'aluminium en font un matériau idéal pour les applications de construction. Les composants usinés CNC peuvent être utilisés pour créer des fonctionnalités et un attrait esthétique. Les exemples incluent les éléments architecturaux, les cadres de fenêtres et les composants structurels. 

Droit médical 

Dans l’industrie médicale, l’usinage de l’aluminium est utilisé pour créer des instruments, des prothèses et des composants d’équipement de précision. La biocompatibilité et la résistance à la corrosion de l’aluminium le rendent adapté aux applications médicales. Par conséquent, la CNC garantit la production de pièces hautement précises et fiables qui répondent à des normes médicales strictes.

Énergie

L'usinage CNC de l'aluminium est crucial dans le secteur de l'énergie, offrant une précision dans la fabrication de composants pour les éoliennes, les panneaux solaires et les systèmes de distribution d'énergie. Il garantit des pièces légères et durables avec des tolérances serrées pour l'efficacité et la fiabilité. Par exemple, usinage d'éoliennes est populaire pour les hubs de haute précision.

résumer

Dans l'ensemble, l'usinage de l'aluminium produit des pièces légères, durables et hautes performances pour plusieurs secteurs, notamment l'automobile, l'aérospatiale, l'électronique, la construction, le médical et l'énergie. Divers processus d'usinage tels que le tournage, le fraisage, le surfaçage, le perçage, le rubanage, l'électroérosion, l'empochage et bien d'autres peuvent être utilisés avec l'outillage et les paramètres correspondants pour usiner les alliages d'aluminium.

Cependant, des équipements d'usinage CNC avancés, des outils et des opérateurs experts sont également obligatoires pour l'usinage CNC précis de l'aluminium. Chez ProleanTech, nous disposons de tours CNC et de centres d'usinage multi-axes (3,4,5) pour livrer des pièces et des produits en aluminium précis. Notre interne Services CNC en aluminium peut gérer n’importe lequel de vos projets à un coût compétitif. Demandez un devis et démarrez votre projet dès aujourd'hui ! 

FAQs

Quels sont les procédés courants d’usinage de l’aluminium ?

Les processus standard d'usinage de l'aluminium comprennent le fraisage CNC, le tournage, le perçage, le taraudage, le surfaçage et le rainurage. Ces méthodes permettent de façonner, couper et finir avec précision les composants en aluminium.

Quels alliages d'aluminium sont utilisés dans l'usinage CNC ?

Les alliages d'aluminium courants utilisés dans l'usinage CNC comprennent les 6061, 7075, 2024, 5052 et 6063.

Les pièces d'usinage en aluminium sont-elles durables ?

Oui, les pièces usinées en aluminium sont durables. Les alliages d'aluminium offrent un bon équilibre entre résistance, résistance à la corrosion et propriétés de légèreté, garantissant que les composants usinés fonctionnent bien dans diverses conditions et ont une longue durée de vie.

Quels matériaux d'outils conviennent à l'usinage de l'aluminium ?

Les outils en carbure conviennent particulièrement à l'usinage de l'aluminium en raison de leur dureté et de leur capacité à maintenir une arête vive. L'acier rapide (HSS) peut également être utilisé, mais le carbure est préféré pour ses performances supérieures et sa longévité dans l'usinage de l'aluminium.