Beknopte handleiding voor CNC-prototyping van aluminium

CNC-prototyping in aluminium kan aanzienlijke voordelen opleveren.

Door over te stappen van eenvoudigere materialen, kunnen nieuwe toepassingen in een grotere verscheidenheid aan industrieën worden geopend. Omdat aluminium een ​​van de meest voorkomende materialen is bij CNC-bewerkingen, is het een ideaal materiaal voor prototyping, en het is zeker het overwegen waard om het in eigen beheer te brengen. Afhankelijk van de industrieën die uw bedrijf bedient en de onderdelen die ze nodig hebben, kan het zelfs een noodzaak zijn.

Als je erin duikt, is er een duizelingwekkende hoeveelheid informatie om te leren over aluminium. Om een ​​eenvoudig, compleet beeld te krijgen van wat CNC aluminium prototyping voor u kan betekenen, volgt u onze richtlijnen en tips voor CNC aluminium prototyping.

Welke soorten producten worden in aluminium bewerkt?

Een hele reeks producten zijn vervaardigd uit aluminium en vertegenwoordigen een breed scala aan industrieën.

Hoewel er tal van verticale markten zijn die aluminium bewerken om specifieke producten te vervaardigen, is een van de meest voorkomende de elektronica-industrie. De producten die worden gemaakt variëren van industriële besturingsbehuizingen, koellichamen en frames, behuizingen voor laptops of mobiele telefoons, enz. Zelfs schijnbaar kleine componenten, zoals volumeknoppen, zijn vaak gemaakt van aluminium om het product een meer high-end gevoel te geven dan plastic.

Matrijzenmakers zijn ook afhankelijk van aluminium prototypes. Wanneer de aanvraag klein is en de levensduur van de matrijs er niet toe doet, kan er veel tijd worden bespaard bij het maken van een aluminium mal in vergelijking met het maken van een mal van gehard staal. Aluminium kan ook worden gebruikt voor koolstofvezel- of thermische vormmallen, in tegenstelling tot het kostbare proces van het bouwen van een spuitgietmatrijs.

De lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie gebruiken ook onderdelen die zijn vervaardigd in aluminium, zoals behuizingen voor radarborden of structurele componenten. Bovendien vertrouwt de automobielsector op aluminiumbewerking voor de productie van grote hoeveelheden auto-onderdelen zoals panelen, interieurbekleding en hardware.

Welke soorten aluminium worden gebruikt voor prototypes?

CNC-prototyping van aluminium is geen one-size-fits-all voorstel. Hoewel verschillende industrieën en R&D-laboratoria afhankelijk zijn van aluminiumprototyping om kritieke onderdelen voor specifieke producten te produceren, is het belangrijk om het beste type aluminium voor de klus te evalueren.

6061 staat bekend als de meest gebruikte aluminiumsoort in de VS en is populair voor prototype- of productiebehoeften.

Waarom?

Naast dat het gemakkelijk te bewerken of te lassen is, is 6061 aluminium een ​​ideaal materiaal om mee te fabriceren. Het kan worden gesmeed of geëxtrudeerd, heeft een hoge sterkte-gewichtsverhouding, is algemeen verkrijgbaar in de handel en is redelijk geprijsd. Om deze redenen geven veel industrieën de voorkeur aan 6061 aluminium voor een breed scala aan toepassingen.

Als uw prototype aluminium nodig heeft dat structureel stijver en harder is, kan het nodig zijn om naar 7075 aluminium te gaan. Het is niet verrassend dat dit sterkere aluminium de voorkeur heeft voor de productie van vuurwapens en ruimtevaartcomponenten. Dit komt ook omdat, ondanks zijn extra sterkte, 7075 nog steeds lichtgewicht is, vergelijkbaar met 6061.

Lagere cijfers, zoals 5052, hebben enkele overeenkomsten met 6061, maar zijn zachter. Dit maakt ze ideaal voor elektronische panelen, met name voor werk aan de voorkant waarbij het onderdeel mogelijk moet worden gebogen na bewerking.

Er zijn zelfs lagere kwaliteiten, zoals aluminium uit de 3000-serie. 3000 is dichter bij elementair puur aluminium, wat betekent dat het erg zacht en gomachtig is. Vervolgens is het veel uitdagender om te bewerken met een typische CNC-machine. Het frezen van aluminium uit de 3000-serie op een DATRON kan echter superieure resultaten opleveren. Met snijgereedschappen en snelle spindels die zijn ontworpen om met dit soort materialen te werken, kan dit de taak aanzienlijk eenvoudiger maken.

Een andere veel voorkomende aluminiumkwaliteit is MIC-6, speciaal ontworpen voor gebruik waar een nauwe tolerantie is vereist voor vlakheid. Vaak wordt dit een gereedschapsplaat genoemd, ideaal voor wanneer een situatie een opspanplaat van aluminium vereist die u niet plat wilt frezen of slijpen, en u zich zorgen maakt over kromtrekken (daarover later meer). MIC-6 heeft de juiste eigenschappen om een ​​hoge mate van vlakheid te behouden.

Hoewel er veel verschillende aluminiumseries beschikbaar zijn (en allemaal uniek noodzakelijk), zult u zien dat de algemene voorkeur voor 6061 gaat vallen voor CNC-bewerking.

Het CNC Aluminium Prototyping-proces begrijpen

Om het proces van CNC-prototyping van aluminium te waarderen, is het handig om de procedure stapsgewijs door te nemen. Laten we beginnen bij het initiële CAD/CAM-proces en toewerken naar het voltooide onderdeel. Dit zijn onze beste tips:

Stap één

Ontwerp uw onderdeel voor maakbaarheid. Het lijkt misschien voor de hand liggend, maar het komt maar al te vaak voor dat een onderdeel is ontworpen met alleen technische of esthetische overwegingen in gedachten. Zorg ervoor dat u geen functies hebt die te diep zijn, te krappe toleranties of functies die onmogelijk te vervaardigen zijn. Onthoud dat je een vierkant in een hoek niet kunt snijden met een rond gereedschap!

Stap twee

Bepaal met welke kwaliteit aluminium u gaat werken. Bestudeer uw opties en bepaal welk cijfer het beste bij uw behoeften past. Gebruik software voor eindige-elementenanalyse (FEA) (zoals Autodesk Fusion 360) voor stukken die hoge krachten kunnen weerstaan. Het kiezen van je materiaal heeft invloed op elke toekomstige beslissing.

Stap drie

Met de aluminium kwaliteit vergrendeld, kunt u beginnen met het kiezen van uw snijgereedschap. Kies altijd de kortste tool die beschikbaar is om de klus te klaren. Het lijkt misschien handiger om een ​​langer gereedschap te gebruiken dat u bij de hand hebt dan een korter exemplaar te bestellen, maar u zult spijt krijgen van de beslissing wanneer uw voltooide onderdeel bedekt is met klappersporen - een veelbetekenend teken van doorbuiging van het gereedschap.

Overweeg ook uw CNC-machineconfiguratie voordat u uw gereedschapsbeslissing neemt. Een typische machine met een laag toerental zal profiteren van gereedschappen met een hoger aantal groeven, maar zal op zijn beurt last hebben van een laag rendement en hogere snijkrachten. Bij een CNC-machine met een hoog toerental, zoals een DATRON, wordt een gereedschap met een lager aantal spaangroeven (idealiter met één spaangroef) een goede keuze om de snijkrachten te verminderen en een uitstekende spaanafvoer mogelijk te maken.

Stap vier

Met je arsenaal aan tools gekozen, is het tijd om feeds en snelheden te bespreken. Voor de onbekende kan het begrijpen van feeds en snelheden een ontmoedigende taak zijn.

Gelukkig zijn er geweldige bronnen beschikbaar voor beginners. Gereedschapsfabrikanten leveren toevoer- en snelheidsgidsen om u op het juiste spoor te krijgen. Diensten zoals ProvenCut leveren veel informatie op basis van de machine die u gebruikt, waardoor het instellen van uw feeds en snelheden een fluitje van een cent is. DATRON biedt zelfs een uitgebreide snijgids die informatie levert, niet alleen op basis van welke functie u maakt, maar ook op basis van welke machineconfiguratie u heeft.

Stap vijf

Kies het juiste armatuur voor het stuk dat je aan het maken bent. Zo is een vacuümtafel uitermate geschikt voor groot plaatmateriaal. Kleinere of vreemd gevormde onderdelen hebben mogelijk een pneumatische of mechanische bankschroef nodig. Complexe, veelzijdige onderdelen zijn wellicht het meest geschikt voor een 4e of 5e as.

Stap zes

Het kiezen van het juiste gereedschap is belangrijk voor spaanafvoer, maar het gebruik van een adequaat koelsysteem kan nog belangrijker zijn. Bij aluminium is vernevelde verdampingskoelvloeistof een geweldige, schone optie, maar koelvloeistof met overstroming, mistolie of luchtstoot is ook acceptabel. Het maakt niet uit wat er wordt gebruikt, zorg ervoor dat de spaan zo snel mogelijk uit het uitgesneden gebied wordt geworpen.

Stap zeven

Nog een laatste tip over gereedschappen:Denk bij het frezen van aluminium aan ongecoate gereedschappen. Het gebruik van gecoate gereedschappen lijkt misschien een no-brainer, maar let op:Coatings voegen een dunne laag materiaal toe over een scherpe snijkant, waardoor deze wordt afgerond. Dit kan prima werken voor hardere materialen, maar bij het snijden van zachtere aluminiumsoorten loopt u het risico van "vreten".

Invreten is duidelijk wanneer aluminium zich ophoopt op de afgeronde rand omdat het gereedschap niet scherp genoeg is. Het laat een duidelijke uitsmering van aluminium achter op het snijvlak. Dit kan leiden tot versnelde gereedschapsslijtage en slechte freesresultaten. Hoe scherper het gereedschap, hoe lager de snijkrachten en wrijvingsverliezen. Dit zorgt voor een efficiënter gebruik van het beschikbare vermogen van de spil, wat leidt tot een langere standtijd, kortere cyclustijden en mooiere onderdelen.

Stap Acht

Pas op voor inherente spanningen in het materiaal. Verschillende soorten aluminium hebben hun eigen spanningen in het materiaal, vanwege de processen die worden gebruikt om het te vervaardigen. Geëxtrudeerd 6061 aluminium lijdt bijvoorbeeld aan hogere interne spanningen in vergelijking met MIC-6, dat gegoten is.

Dit is van belang als het gaat om procesbetrouwbaarheid en het aanhouden van afgewerkte toleranties. Snijden in gespannen materiaal kan leiden tot kromtrekken, gewoonlijk "boog" of "aardappelversnippering" genoemd. Bij het frezen van één kant van een gespannen materiaal worden de interne krachten ongelijkmatig, waardoor het gaat draaien. Door verstandig uw gereedschappen, materiaal, werkstuk en strategieën te kiezen, kunt u deze stress verminderen.

Tussen ons korte overzicht van het prototypingproces en de tips die we hebben toegevoegd om elke stap te ondersteunen, heb je hopelijk meer vertrouwen in het vooruitzicht om CNC-aluminiumprototyping in huis te halen. Natuurlijk zijn we er altijd om al je vragen te beantwoorden en je op maat te begeleiden wanneer je klaar bent om verder te gaan.

Voordelen van CNC aluminium prototyping in eigen huis

De keuze om CNC-prototyping van aluminium in eigen beheer te integreren, biedt verschillende belangrijke voordelen die de snelheid ver overtreffen en besparen op de kosten die typisch zijn voor outsourcing.

Om te beginnen introduceer je de mogelijkheid om een ​​onderdeel op korte termijn te herwerken; in feite kun je misschien voorkomen dat je een geheel nieuw onderdeel maakt.

Neem met de elektronica-industrie als voorbeeld het geval van uitbesteding van een elektronicabehuizing. Na een wachttijd van drie weken ontvang je het, precies gemaakt zoals je hebt aangegeven bij je ontwerp.

Maar uw ontwerpteam heeft natuurlijk aanpassingen nodig aan de toleranties voor een bepaald kenmerk, en de elektronica-ingenieurs hebben een zak nodig voor een nieuwe microchip. Om deze aanpassing te maken, moet u het onderdeel natuurlijk opnieuw opsturen om opnieuw te worden bewerkt. Afhankelijk van de doorlooptijd, zou u kunnen kijken naar een doorlooptijd van minimaal drie weken. Heb je zoveel tijd?

Stel je nu eens voor dat je CNC-prototyping van aluminium in huis had. U kunt eenvoudig een functie registreren met behulp van de machinetaster, uw gereedschapspaden bijwerken naar het nieuwste model en het verzoek in een oogwenk oplossen. Uiteindelijk kunt u voorkomen dat u helemaal een nieuw onderdeel maakt, omdat aluminium zo gemakkelijk te bewerken is.

Daarnaast staan ​​kostenbesparing en flexibiliteit centraal bij de machines van DATRON.

Wanneer u CNC-prototyping van aluminium in huis haalt, worden deze voordelen nog duidelijker door het feit dat DATRON-machines doelbewust zijn gebouwd rond hun vermogen om aluminium te bewerken. Op voorwaarde dat de onderdelen de juiste specificaties hebben met betrekking tot grootte en vorm, zijn de machines van DATRON, die van de grond af zijn ontworpen - net als onze snijgereedschappen - superieur voor CNC-prototyping van aluminium.

We hopen dat onze beknopte handleiding voor CNC aluminium prototyping u de informatie geeft die u nodig hebt om te overwegen het proces intern te verplaatsen. Als u nog vragen heeft, kunt u contact met ons opnemen.