Hoe wordt aluminium gefreesd? Een deskundige handleiding voor het proces.

Aluminium is een van de meest gebruikte materialen in de hedendaagse industrie. Dankzij de sterkte, het lichte gewicht en de corrosiebestendigheid is het uitermate geschikt voor een breed scala aan industriële toepassingen, zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de elektronica.

Aluminium is nog nuttiger in combinatie met CNC frezen technologie. Moderne bewerkingsmethoden, zoals precisiesnijden, snelle productie en gladde oppervlakteafwerkingen, worden bereikt. Dit is een van de redenen waarom bedrijven doorgaans op zoek gaan naar betrouwbare leveranciers. metaalfreesdiensten om de complexe onderdelen met precisie te vervaardigen door Aluminium frezen. Als toonaangevend bedrijf in maatwerkproductie biedt ProleanTech deskundige, persoonlijke oplossingen voor uw specifieke behoeften. aluminium frezen projecten, van het begrijpen van je product tot het uiteindelijk functioneel maken ervan. 

Deze handleiding bespreekt waarom aluminium een ​​populair materiaal is voor het frezen van aluminium, de uitdagingen die daarbij komen kijken en de meest effectieve methoden. gereedschap voor het snijden van aluminiumen de methoden die de meest bevredigende resultaten opleveren.

Waarom is aluminium zo populair voor CNC-frezen?

Aluminium is een zeer populair materiaal voor freesbewerking, omdat het licht, sterk en gemakkelijk te bewerken is. Het is zeer bewerkbaarDit betekent dat snijgereedschappen snel door materiaal kunnen snijden met minimale slijtage. Het metaal biedt ook een gladde oppervlakteafwerking en strakke tolerantiesDaarom is het geschikt voor precisiewerk. Bovendien is aluminium corrosiebestendig en ook gemakkelijk verkrijgbaar. betaalbare prijsEerste voorkeur van aluminium CNC-bewerking is actief in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie, de elektronica en de prototyping.

Wat zijn de meest voorkomende uitdagingen bij het bewerken van aluminium?

Uitdagingen bij het werken met aluminium

Het frezen van aluminium brengt een aantal uitdagingen met zich mee, zoals de keuze van het juiste snijgereedschap en de juiste temperatuurregeling om oververhitting en wrijving te voorkomen. 

Chip evacuatie

Vanwege zijn buigzame aard is aluminium geeft lange en zachte chips Tijdens het freesproces kan een slechte spaanafvoer een veelvoorkomend probleem zijn in diepe holtes, krappe hoeken of waar onvoldoende koelvloeistof of luchtcirculatie is. Wanneer spanen opnieuw in het materiaal terechtkomen, raakt het oppervlak beschadigd, wordt het gereedschap aangetast en neemt de precisie af. De ophoping van spanen kan er ook voor zorgen dat het snijgereedschap uit de baan raakt, wat kan leiden tot... dimensionale fouten en oppervlakken van lage kwaliteit.

Warmteopwekking  

Een hoge spindelsnelheid en onjuiste inschakeling van het snijgereedschap genereren veel warmte, tenzij het wordt gekoeld. Versleten gereedschappen of opgebouwde randen versterken wrijving en veroorzaken oververhitting van de snijzone. overtollige warmte Dit kan leiden tot uitzetting van het gereedschap en het werkstuk, met als gevolg verlies van precisie bij de metingen. Het kan ook het aluminium verzachten, het oppervlak vertroebelen of ervoor zorgen dat het materiaal aan de snijkant vastsmelt. In andere gevallen kan dit leiden tot... De coating van het gereedschap slijt. en het Verkort de levensduur van het gereedschap.

Wrijving 

Sommige aluminiumlegeringen zijn het meest kleverig van nature en kan aan het gereedschap blijven plakken. Dit is de voornaamste oorzaak van wrijving. Door deze aanhechting slijt het gereedschap en ontstaat er een ophoping van materiaal aan de snijkant, waardoor de snijgeometrie van het gereedschap verandert. De verkeerde gereedschapskeuze, botte snijkanten of onvoldoende smering verergeren het probleem alleen maar. Het heeft ook een negatieve invloed op de oppervlakteafwerking. Smering is essentieel, evenals scherpe hardmetalen gereedschappen, want zonder smering is wrijving een van de grootste belemmeringen voor efficiënt frezen van aluminium.

Wat zijn de verschillende kwaliteiten aluminium?

Aluminiumsoorten (aluminiumlegeringen)

Verschillende kwaliteiten of legeringen van aluminium verschillen in hun legeringselementen en behandelingen. Deze modificaties beïnvloeden de sterkte, corrosiebestendigheid, bewerkbaarheid en lasbaarheid van het materiaal. De keuze van de juiste kwaliteit is belangrijk, afhankelijk van de functie die het onderdeel moet vervullen (structurele belastingen, blootstelling aan omgevingsfactoren, afwerking, enz.). Enkele veelvoorkomende kwaliteiten zijn: aluminium kwaliteitenDe voor- en nadelen ervan, evenals de toepassingen, worden hieronder opgesomd.

Welke snijgereedschappen worden gebruikt voor het frezen van aluminium? 

A hardmetalen vingerfrees Hardmetalen gereedschappen zijn in de meeste bewerkingsomgevingen het beste gereedschap voor het snijden van aluminium. Hardmetalen gereedschappen zijn zeer sterk, robuust en hittebestendig, waardoor ze zelfs bij hoge temperaturen scherp blijven. Hierdoor kunnen ze langer worden gebruikt in de praktijk en bij hogesnelheidsbewerkingen, waar de zachtheid van aluminium en het vastkleven aan gereedschappen problemen kunnen opleveren.

De geometrie van het gereedschap Ook bij de selectie van het optimale gereedschap voor het frezen van aluminium is de vorm van de frees belangrijk. Frezen die onder scherpe hoeken zijn geslepen, hebben een lagere wrijving en een betere afvoer van de afgewerkte spanen. Dit vermindert warmteontwikkeling, verlaagt de snijkracht en voorkomt de vorming van een scherpe rand op het gereedschap.

Hoe kies je het juiste snijgereedschap voor je CNC-bewerkingsproject met aluminium? 

Aluminium frezen met een vingerfrees

De keuze voor het beste gereedschap voor het snijden van aluminium hangt af van het materiaal, de geometrie en de snijomstandigheden. Al deze details zijn van belang voor de oppervlaktekwaliteit, de levensduur van het gereedschap en de bewerkingsefficiëntie van CNC-bewerkingen van aluminium.

Snijgereedschapmateriaal:

Volhardmetalen gereedschappen zijn het meest geschikt voor het bewerken van aluminium. Hardmetalen gereedschappen zijn hittebestendig en blijven langer scherp. Ze bieden precisie, zelfs bij bewerkingen op hoge snelheid.

Fluiten:

A 2-snijder frees Het is het meest evenwichtige gereedschap wat betreft spaanafvoer en gereedschapssterkte. Het is efficiënt bij voorbewerken, indringen en afschuinen, omdat beide snijkanten tot in het midden van het gereedschap reiken. 3-snijder frees Dit heeft de voorkeur boven hogesnelheidsbewerking en levert een betere oppervlakteafwerking op.

Helix-hoek:

De hoek van de snijkant ten opzichte van de gereedschapsas wordt de helixhoek genoemd. onderste oppervlakte vinh kan worden verkregen bij minder dan 40Het is voldoende voor de ruwe bewerking. Voor precisie en nauwkeurigheid, een hoek groter dan 40Een hoek van meestal 45 graden geeft de beste resultaten. Als je zowel voorbewerken als afwerken nodig hebt, kan een hoek van ongeveer 40 graden een compromis zijn.

Afwerking/coating van het gereedschap:

Gebruik geen coating van aluminium. Een nog betere keuze is... ZrN (zirkoniumnitride), waardoor het gereedschap minder vast komt te zitten en de prestaties verbeteren.

Feeds en snelheden:

De voeding en snelheid van het gereedschap voor het frezen van aluminium zijn belangrijke factoren om rekening mee te houden bij de selectie. De snelheden van aluminiumfreesgereedschappen zijn doorgaans 100-500 m / min Afhankelijk van de legering, de diameter van het gereedschap en de hardheid. Voor aluminiumlegeringen met een hogere hardheid kunt u binnen het aangegeven bereik blijven. 100-200 m/min, Bij zachtere exemplaren kun je daarentegen hoger drukken.

Snijvloeistof:

Snijd aluminium nooit droog. Beheers de warmte door koelvloeistof of smeermiddel te gebruiken om te voorkomen dat de spanen aan het gereedschap vastsmelten. WD-40 En andere lichte snijvloeistoffen worden gebruikt om het gereedschap koel te houden en de spanen af ​​te voeren.

Wat zijn de verschillende methoden om aluminium onderdelen te maken met behulp van CNC-frezen? 

Aluminium CNC-bewerking 

Er zijn verschillende manieren om aluminium onderdelen te makenwaaronder CNC-bewerking, extrusie, fabricage, gieten en smeden. Laten we deze methoden eens nader bekijken:

CNC Machining

Bij CNC-bewerking wordt een aluminiumblok bewerkt met behulp van computergestuurde machines. CNC frezen Het gereedschap verwijdert het overtollige materiaal totdat de uiteindelijke vorm is bereikt. Deze techniek zorgt voor veel precisie, strakke randen en detail. Het wordt voornamelijk toegepast op machineonderdelen, prototypes en onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart.

Extrusie

Extrusie is een proces waarbij aluminium wordt verhit en door een matrijs met een bepaalde vorm wordt geperst, net zoals we tandpasta uit een tube knijpen. Het uitstekende deel behoudt overal dezelfde vorm. Het wordt in stukken gesneden en zelfs machinaal bewerkt. Deze techniek wordt toegepast op staven, frames en raamonderdelen.

Sheet Metal Fabrication

Fabricage is het proces waarbij plaatmetaal, zoals vlakke aluminiumplaten, wordt gevormd door buigen, snijden en ponsen. Het ontwerp wordt gemaakt met behulp van gereedschappen zoals lasersnijders en kantbanken. Het is een economische methode voor het produceren van dozen, deksels en panelen. Het is een typische aanpak voor gevallen waarin middelgrote of grote hoeveelheden nodig zijn.

Gieten

Gieten houdt in dat aluminium wordt gesmolten en in een mal wordt geplaatst. Het gesmolten metaal neemt de vorm van de mal aan terwijl het afkoelt en stolt. Het is een goede optie wanneer je onderdelen met complexe ontwerpen wilt maken. Deze worden vaak gebruikt voor motorblokken, gereedschap en behuizingen.

Smeden

Tijdens het smeden wordt aluminium met zware matrijzen in de gewenste vorm gestempeld of geslagen. Dit wordt gedaan om de korrelstructuur van het onderdeel te veranderen, waardoor het sterker wordt. Onderdelen van auto's, vliegtuigen en sportartikelen worden meestal gesmeed. Het is echter niet geschikt voor gedetailleerde ontwerpen.

Superformerend

Bij supervormen worden aluminiumplaten verwarmd tot ze zacht en flexibel zijn. Vervolgens wordt er luchtdruk op de plaat uitgeoefend en deze wordt in een mal geplaatst om gladde, gebogen profielen te creëren. Deze procedure levert robuuste maar lichte onderdelen op. De techniek wordt voornamelijk toegepast in carrosserieën van auto's en vliegtuigen.

Is hogesnelheidsbewerking (HSM) van aluminium de voorkeursbewerking?

Hogesnelheidsbewerking voor aluminium 

Ja, HSM is populair in combinatie met aluminium omdat het biedt snellere productie en onderdelen van hogere kwaliteit dan bij gebruik van traditionele methoden. CNC-aluminium frezenHet wordt gebruikt door industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de prototyping om tijd en kosten te besparen en een hogere nauwkeurigheid te bereiken. Enkele opmerkelijke voordelen van hogesnelheidsbewerking van aluminium worden hieronder opgesomd:

Levert zeer nauwkeurige onderdelen. 

HSM vereenvoudigt oppervlakken en maakt ze precieserBij een hogere aanvoersnelheid is de snijkracht kleiner, wat leidt tot minder trillingenDit leidt tot een betere afwerking van de onderdelen en nauwkeurigere details.

Het produceert meer voer.

Bij hogesnelheidsbewerking zijn hogere spindelsnelheden en hogere voedingssnelheden toegestaan. Tot 2 tot 3 keer sneller Een hogere freesnelheid dan een standaardsnelheid resulteert in een snelle materiaalafvoer. Dit maakt de productie zeer efficiënt.

De temperatuur daalt zeer snel.

De temperatuur stijgt met de snelheid, maar daalt sterk bij zeer hoge snelheden. Een voorbeeld hiervan is een snijden met een snelheid van 1200 m/min, waardoor de temperatuur stijgt naar een lager dan 200 °C. Dit voorkomt dat het materiaal beschadigd raakt.

Minimaal gebruik van koelvloeistof 

Minder koelvloeistof Het kan worden gebruikt omdat de temperaturen bij hogesnelheidssnijden laag zijn. In andere gevallen is het slechts een kwestie van minimale smering. Dit verlaagt de kosten en maakt het proces zelfs schoner.

Verhoogde strikte tolerantie  

De toleranties worden ruimschoots ondersteund door HSM, een factor die ook in andere industrieën, zoals de lucht- en ruimtevaart, van belang is. Componenten worden geproduceerd met strakke toleranties en hebben minder nabewerking nodig.

Gereedschap gaat langer mee 

De snijgereedschappen blijven ook langer beschermd tegen slijtage door minder warmteontwikkeling en dunnere spanen. Het aluminium hecht zich niet aan de snijkant bij hoge snelheden. Hierdoor blijven de gereedschappen langer scherp voor verdere bewerkingen.

Constante inschakelhoek van het snijgereedschap 

HSM maakt gebruik van slimme gereedschapspaden die een constante snijhoek handhaven. Het gereedschap grijpt geleidelijk in het materiaal, waardoor plotselinge belastingstoenames worden voorkomen. Dit verbetert de precisie en verlengt de levensduur van het gereedschap.

Wat is de optimale spindelsnelheid voor het frezen van aluminium? 

De ideale spindelsnelheid voor het frezen van aluminium is afhankelijk van de gereedschapsdiameter, de hardheid van de legering en het materiaal van de frees. Bij hardmetalen gereedschappen die gebruikt worden op typische aluminiumlegeringen (zoals 6061) zijn de gebruikelijke snijsnelheden: 200-600 meter per minuut (m/min). 

Dat komt overeen met spindelsnelheden tussen 8,000 en 24,000 toeren per minuut van een gereedschap met een diameter van 10 mmHet aantal voedingen per tand ligt meestal tussen 0.1 en 0.3 mm/tand, en de voedingssnelheid (lineaire beweging van het gereedschap) kan variëren. 100-300 mm / minafhankelijk van de snijdiepte en of het om een ​​afwerkings- of voorbewerking gaat.

Bij verspanen is de snelheid (of snijsnelheid) de rotatiesnelheid van de spindel of een werkstuk, terwijl de voeding de lineaire bewegingssnelheid is van een snijgereedschap in of langs het materiaal. De snelheid bepaalt de mate van spaanafvoer en -belasting, en de voeding beïnvloedt de oppervlaktekwaliteit en de spaanvorming.

Conclusie

CNC-bewerking heeft aluminium tot het meest gewilde materiaal gemaakt vanwege zijn sterkte, lichtheid en bewerkbaarheid. Fabrikanten hebben de productie kunnen versnellen met de juiste gereedschappen, optimale spindelsnelheden, snelle bewerkingsstrategieën, nauwere toleranties en een langere levensduur van de gereedschappen. Dit maakt CNC-aluminiumfrezen de beste keuze voor industrieën die nauwkeurigheid en efficiëntie vereisen.

Bedrijven die op zoek zijn naar een betrouwbare partner kunnen bij ProLean terecht voor een totaaloplossing. Ons team beschikt over decennialange ervaring en garandeert precisie, snelheid en betrouwbaarheid in alle projecten, dankzij onze expertise in CNC-frezen en -draaien, evenals de meest moderne plaatbewerkingstechnieken. Wanneer u kiest voor de metaalfreesdiensten van ProLean, bent u verzekerd van onderdelen van de hoogste kwaliteit, een scherpe prijs en een klantgerichte service.

Neem contact op met onze technici om ontvang een gratis offerte nu!