Aluminium bewerkbaarheid verbeteren: Tips voor schone sneden en sterkere onderdelen

De machine-vriendelijkheid van aluminium heeft het het nummer één metaal voor bewerking gemaakt. De materiaaleigenschappen maken het makkelijk om te frezen, boren, snijden en persen, terwijl aluminium bewerkte onderdelen sterk, duurzaam en esthetisch aantrekkelijk kunnen zijn. Al met al is aluminium het meest bewerkbare metaal op de markt.

Ondanks dit is aluminium ver van perfect. De makkelijke bewerkbaarheid wordt tegengewerkt door bepaalde problemen, die kunnen omvatten: lange, draadvormige en obstructieve spaan; spaanomwikkeling; ruwe draadafwerkingen; een te "bewerkte" uiterlijk en rechtlijnigheidsproblemen.

Gelukkig voor degenen in het bewerkingsbedrijf, werken ingenieurs en metallurgische experts voortdurend aan oplossingen om de bewerkbaarheid van aluminium en de diverse legeringen te verbeteren — door verbeteringen aan het materiaal zelf, verbeteringen aan bewerkingspraktijken en selectie van geschikte legeringen.

Metallurgie

De eerste manier om de bewerkbaarheid van aluminium te verbeteren is de metallurgische processen die gebruikt worden om een aluminiumwerkstuk te creëren te stroomlijnen. Op dit moment is de meest gebruikte extrusiemethode voor aluminium het gebruik van een directe pers, waarbij een ram de billet door een dij met grote kracht drukt. Tijdens dit proces, dat meestal "voorwaartse extrusie" genoemd wordt, bewegen de billet en de ram voorwaarts in dezelfde richting.

Terwijl voorwaartse extrusie nuttig is voor het maken van grote stukken aluminium op een snelle snelheid, heeft het nadelen. Een grote hoeveelheid kracht is vereist om de billet door de dij te duwen, maar die kracht blijft niet gelijkmatig door het proces heen: het is het grootst aan het begin, en neemt af naarmate de billet voorwaarts beweegt. Deze variatie in kracht produceert korrelonconsistenties, met één einde van de billet doorgaans onbruikbaar.

Door een indirecte pers en het proces van "achterwaartse extrusie" te gebruiken, kan een consistenter en hoger kwaliteit werkstuk gemaakt worden. Een indirecte pers duwt de container en billet terwijl de ram en dij stationair blijven. Dit wordt mogelijk gemaakt door een steel, en resulteert in lagere wrijvingskrachten, wat de mogelijkheid van barsting vermindert. Dit proces is echter minder veelzijdig dan voorwaartse extrusie.

Legeringsselectie

Natuurlijk is niet alle aluminium hetzelfde in termen van bewerkbaarheid. Terwijl A6061 de meest alomtegenwoordige van de aluminiumlegeringen in de bewerkingswereld blijft, is het noch de enige optie noch het ideale metaal voor alle projecten. A6061 biedt goede mechanische eigenschappen en corrosiebestendigheid en is geschikt voor machinecomponenten en consumentenproducten, maar produceert moeilijk te breken spaan in bepaalde toestanden.

Andere legeringen zoals A6042 en A6262 bezitten materiaaleigenschappen die de bewerkbaarheid kunnen verbeteren. De eerste produceert kleinere spaan dan A6061, terwijl de laatste specifiek ontwikkeld is voor bewerkingsapplicaties. Net als A6042 produceert A6262 kleine en gekrulde spaan, maar heeft de additionele voordelen van goede afwerkingskarakteristieken en warmtebehandelbaarheid.

Als u onzeker bent over welke legeringen geschikt zijn voor bepaalde projecten, neem contact op met een bewerkingsexpert zoals 3ERP voor advies. 3ERP's bereik aan bewerkingsmetalen omvat aluminium, staal, roestvrij staal (17-4, inconel 625 & 718), magnesium, titanium, zink, messing, brons en koper.

Gereedschappen

De bewerkbaarheid van aluminium kan op andere manieren ook verbeterd worden, zoals het nauwlettend aandacht besteden aan de gereedschappen en verwerkingstechnieken die gebruikt worden bij het bewerken van het metaal. In het algemeen is aluminium beter geschikt voor gereedschappen gemaakt van toolstaal, high-speed staal, gecementeerde carbiden en diamant, in plaats van keramieken of synthetische materialen.

Het onderhouden van de snijgereedschappen heeft ook een groot effect op bewerkbaarheid. Door snijranden scherp te houden, een fijn geslepen rand te behouden, geschikte rakehoeken te gebruiken en koelmiddelvoedingssystemen te gebruiken, kunnen machineshops garanderen dat aluminium op de best mogelijke manier verwerkt wordt (en dat gereedschappen worden onderhouden voor hun langst mogelijke levensduur). Spaan moet ook van het werkstuk afgestuurd worden of in een spaanbreker, vooral bij het gebruik van een legering met een lager niveau van bewerkbaarheid.

Zie 3ERP's 7 manieren om onderdeelvervorming in aluminium CNC-bewerking te voorkomen voor verdere tips over het verbeteren van de bewerkbaarheid van aluminium tijdens het bewerkingsproces.