Aluminium: veelvoorkomend maar competitief te bewerken

Aluminium is een van de meest bewerkte materialen, aangezien de meeste vormen van het materiaal uitstekende bewerkbaarheid hebben, en dus een veelvoorkomend materiaal is in de productie. Vanwege dit kan de concurrentie voor aluminium bewerking intens zijn. Het begrijpen van de basis achter gereedschapsselectie, draaiparameters, en geavanceerde freestechnieken voor aluminium kan freeswerkers helpen een competitief voordeel te behalen.

Materiaaleigenschappen

Aluminium is een hoog vormbaar, bewerkbaar, lichtgewicht materiaal. Onderdelen gemaakt van dit materiaal kunnen in bijna elke industrie gevonden worden. Daarnaast is aluminium een populaire keuze geworden voor prototypes vanwege de lage kosten en flexibiliteit.

Aluminium is beschikbaar in twee basale vormen: Giet (Cast) en Gesmeden (Wrought). Gesmeed aluminium is typisch sterker, duurder, en bevat een lager percentage buiten elementen in zijn legeringen. Gesmeed aluminium is ook meer hittebestendig dan Giet en heeft een hogere bewerkbaarheid.

Giet aluminium heeft minder treksterkte maar met een hogere flexibiliteit. Het kost minder, en heeft hogere percentages van buiten elementen (silicium, magnesium, etc.) in zijn legeringen, wat het meer abrasief maakt dan Gesmeed.

Gereedschapsgeometrie

Er zijn een paar coating opties beschikbaar voor aluminium tooling, inclusief de populaire goudkleurige ZrN (Zirconium Nitride) en de minder bekende maar hoog effectieve TiB₂ (Titanium Diboride). Ongecoate tooling kan ook solide bewerkingsprestaties leveren. Echter, de echte sleutel tot high performance bewerking in aluminium is het weten van het juiste flute aantal en helhoek vereist voor uw operatie.

Flute Aantal

Frezen voor aluminium zijn vaak beschikbaar in ofwel 2 flute of 3 flute stijlen. Met hogere flute aantallen, zou het moeilijk worden om spannen effectief te evacueren bij de hoge snelheden waar u in aluminium kunt draaien. Dit is omdat aluminium legeringen een groot span achterlaten, en span dalen kleiner worden met elk additioneel flute op een frees.

Traditioneel zijn 2 flute frezen de voorkeurskeuze geweest voor aluminium. Echter, 3 flute frezen hebben zich als succesvoller bewiesen in veel afwerkoperaties, en met de juiste parameters kunnen ze ook succesvol als ruwfrezen werken. Terwijl veel van het debat tussen 2 en 3 flute frezen voor aluminium uitkomt op persoonlijke voorkeur, kunnen de operatie, stijfheid, en gewenste materiaalverwijderingssnelheden ook een effect hebben op gereedschapsselectie.

Helhoeken

De helhoek van een gereedschap wordt gemeten door de hoek gevormd tussen de centrumlijn van het gereedschap en een rechte lijn tangent langs de snijrand. Snijgereedschappen voor aluminium hebben typisch hogere helhoeken dan standaard frezen. Gespecialiseerde helhoeken voor aluminium zijn typisch ofwel 35°, 40°, of 45°. Variable helhoek gereedschappen zijn ook beschikbaar en maken een geweldige keuze voor het verminderen van chatter en harmonischen terwijl ook materiaalverwijderingssnelheden verhogen.

Een helhoek van 35° of 40° is een goede keuze voor traditioneel ruwfreesen en nutten applicaties. Een 45° helhoek is de voorkeurskeuze voor afwerken, maar ook voor High Efficiency Milling toolpaths aangezien de hoge helhoek sneller om het gereedschap heen wrapt en een agressievere snede maakt.

Tooling Opties

Bij het bewerken van aluminium, zullen standaard 2 of 3 flute gereedschappen vaak het werk gedaan krijgen. Echter, voor bepaalde applicaties en machine opstellingen zijn er enkele meer tooling opties om te overwegen voor nog betere prestaties.

Chipbreaker Tooling

Een van de belangrijkste dingen om te overwegen bij het bewerken van aluminium (en veel andere materialen) is effectieve spanevacuatie. Standaard 2-3 flute frezen draaiend aan aanbevolen snelheden en voedingen en correcte spanbelasting kunnen spannen redelijk goed evacueren. Echter, 3 flute chipbreaker tooling kan draaien met verhoogde snelheid en voedsnelheden voor nog betere prestaties. De unieke offset chipbreaker geometrie creëert kleinere spannen voor optimale evacuatie terwijl nog een semi-afgewerkt oppervlak achterlaat.

Deze gereedschappen zijn uitstekend voor meer geavanceerde toolpaths zoals High Efficiency Milling, wat een ander belangrijk gereedschap is voor een succesvolle aluminium bewerkingservaring.

High Balance Frezen

High balance frezen zijn ontworpen om de prestaties significant te verhogen in hooggebalanceerde bewerkingscentra capabel van verhoogde RPMs en voedsnelheden. Deze gereedschappen zijn precisie gebalanceerd specifiek voor hoge snelheid bewerking in aluminium (tot 33.000 RPM).

Helical Solutions biedt high balance tooling in standaard 2 flute stijlen, alsmede coolant-through 3 flute stijlen voor verminderde hitte, verbeterde span evacuatie, en verhoogde materiaalverwijderingssnelheden. Deze gereedschappen, zoals de chipbreakers, zijn ook een uitstekende keuze voor High Efficiency Milling toolpaths.

Draaiparameters

Het instellen van de juiste parameters voor aluminium applicaties is vitaal voor het optimaliseren van productiviteit en het bereiken van betere bewerkingsresultaten. Aangezien aluminium een makkelijker materiaal is om te bewerken, is het duwen van uw machine naar zijn limieten en het halen van het meest uit uw gereedschap vitaal om voor de concurrentie te blijven en winnende business te behouden.

Terwijl er veel factoren zijn die ingaan op de parameters voor elke klus, zijn er enkele algemene richtlijnen om te volgen bij het bewerken van aluminium. Voor giet aluminium legeringen (bijv. 308, 356, 380), wordt een oppervlaktevoet van 500-1000 SFM aanbevolen, met RPMs variërend gebaseerd op snijderdiameter. De basisberekening om een startpunt voor RPMs te vinden zou (3,82 x SFM) / Diameter zijn.

In gesmeed aluminium legeringen (bijv. 2024, 6061, 7075), wordt een oppervlaktevoet van 800-1500 SFM aanbevolen, met dezelfde berekening die gebruikt wordt om een startpunt voor RPMs te vinden.

High Efficiency Milling (HEM)

High Efficiency Milling, algemeen bekend als HEM, is een strategie die snel aan populariteit wint in de productieindustrie. Veel CAM programma's nemen nu HEM toolpaths op, en terwijl praktisch elke machine HEM kan uitvoeren, moet de CNC controller een snelle processor hebben om bij te blijven met de additionele regels code.

In zijn kern is HEM een ruwfreestechniek die een lage Radiale Snijdiepte (RDOC) en een hoge Axiale Snijdiepte (ADOC) gebruikt om volledig voordeel te halen uit de snijrand van het gereedschap.

Samenvattend

Aluminium is een veelzijdig materiaal met een hoog niveau van bewerkbaarheid, maar het mag niet over het hoofd worden gezien. Het begrijpen van de beste manieren om het aan te pakken is belangrijk voor het bereiken van de gewenste resultaten. Het optimaliseren van uw toolkast, machine opstellingen, en toolpaths voor aluminium is essentieel om voor de concurrentie te blijven en uw winkel efficiënter te maken.