Hoge-Snelheid Aluminium Frezen: 6 Expert Tips voor Precisie & Snelheid

Gepost op 30 augustus 2019, | Door WayKen Rapid Manufacturing

De moderne industrie heeft onderdelen heel snel nodig. Rapid prototypes of custom onderdelen eisen om elke maand hoger te stijgen. Klanten willen hun orders sneller en hebben de componenten nodig om nauwkeuriger te zijn dan voorheen. Een van de meest wijdverspreide legeringen voor moderne productie is aluminium, kennelijk het beste materiaal dat er kan zijn. Het is lichtgewicht, sterk, duurzaam, en corrosievaste. Daarom worden nieuwe aluminium freesstrategieën snel ontwikkeld.

Een van de moderne succesvolle CNC aluminium freesmethoden heet Hoge-Snelheid Bewerking (HSB). Het hoofverschil vergeleken met conventioneel frezen is dat de snelheden van hoge-snelheid frezen aanzienlijk hoger zijn, en daarmee kunnen de bewerkers de snijsnelheden verhogen. Als resultaat is HSB frezen aluminium zeer voordelig op een aantal onverwachte manieren. Hier is wat u wint door HSB strategieën voor aluminium te kiezen in plaats van conventioneel frezen.

De Efficiëntie Is Veel Hogere

Door de snijsnelheid tot 3 keer zo snel als conventioneel aluminium frezen te verhogen, is het mogelijk de voedingen tot 2 keer te verhogen (in gevallen voor zachtere aluminiumlegeringen). Voor zover we weten, zijn bewerkingsvoedingen de parameters die de productiviteit van het hele freesproces definiëren. Dat gezegd hebbend, kan hoge-snelheid bewerkingsefficiëntie veel vergeleken worden met conventioneel frezen. Aluminium bewerkbaarheid maakt het mogelijk om spindelsnelheden te verhogen tot 18000 rpm en meer, wat materiaalverwijderingssnelheden angstaanjagend maakt.

Dergelijke materiaalverwijderingssnelheden maken aluminium bewerkingsdiensten die HSB strategieën voor aluminium gebruiken een heel lucratieve aanbieding voor de auto- en luchtvaartindustrie. In het eerste geval vereisen auto-prototypes veel materiaalverwijdering met zo min mogelijk freessetups. In het tweede geval zijn er veel lange en grote onderdelen die diepe zakken hebben (ze moeten lichtgewicht zijn dus ze zijn meestal gefreesd tot een set van doorsnijdende ribben) en dunne wanden, in toevoeging, aluminiumlegeringen zijn waaruit vliegtuiken en raketten tot 80% bestaan.

De Temperatuur van de Snede

Het is bewezen dat de temperatuur van de snede verandert met de toename van de snelheid. Aanvankelijk, naarmate de snelheid groeit, groeit ook de temperatuur. Echter, naarmate we verder gaan, begint de temperatuur drastisch te dalen tot op een punt dat het niet meer uitmaakt. De snijsnelheid verhogen zal de temperatuur alleen met een kleine graad verlagen. Deze overgang is wat HSB betekent. Bijvoorbeeld, bij het frezen van aluminium op 300-500 m/min, kunnen de temperaturen 600-800 graden bereiken. Echter, als we de snelheid verhogen tot 1200, daalt de temperatuur tot onder de 200 graden, en is het slechts 150 graden bij 1800 m/min. Vanaf dat punt is sneller frezen zinloos.

Overweeg gewoon, slechts 150-200 graden! Geen materiaaleigenschapsverandering in het snijgebied door lokale thermische verwerking, geen korrelvergroting, en veel kleinere eisen aan koeling. Een goed voordeel, zou ik zeggen.

Tools Leven Langer

Het mag vreemd lijken omdat de snijsnelheid groter is en dus toolslijtage ook moet zijn, maar als we de hoeveelheid materiaal die wordt gesneden door de aluminium snijtools bij HSB vergelijken met conventioneel frezen in plaats van toollevensduur in minuten, zullen we zien dat het verschil duidelijk is en spreekt ten gunste van hoge-snelheid frezen aluminium. Wat is de reden voor een verlengde toollevensduur? Eerst, de snijtemperatuur is lager en dat betekent dat toolmateriaalsterkte hoger is. Dan, is de spanbreedte tijdens hoge-snelheid frezen veel lager (de tool draait sneller en beheert een dunner spaan af te snijden zelfs ondanks verhoogde voedingen).

Daarnaast, bij het bewerken van aluminium, is een van de hoofproblemen dat het zo zacht is, het plakt aan de snijden van de tool tijdens de verwerking. Dit verlaagt toolscherpte en verhoogt snijkrachten dus verlaagt toollevensduur. Maar dat gebeurt niet bij hoge snelheden. Aluminium verlaat gewoon.

De Precisie van Hoge-Snelheid Frezen Aluminium

We denken allemaal dat hogere voedingen de aluminium oppervlakteafwerking slechter maken omdat het snijmes van de tool verder reist terwijl de tool een draai kan maken en het afsnijden. Over het algemeen resulteert dit in een bredere span, hogere snijkracht, en een slechtere oppervlakteafwerking. Echter, in HSB ondanks de voeding groter is, is de snelheid van de tool hoger, dus de span is eigenlijk dunner dan in conventioneel frezen. Daarnaast is de trilling lager vanwege een kleinere snijkracht.

Constant Tool Engagement Hoek

Een van de grote problemen bij het frezen van deelkaviteiten met eindfreesen betreft het produceren van zakhoeken. De eindfrees moet 90 graden draaien om de zak te produceren en op dat moment verdubbelt het materiaal dat het moet snijden (van beide kanten van de zak). Dit resulteert in een lokale toename van snijkracht en is erg slecht voor toollevensduur en deelprecisie. Echter, HSB aluminium frezen heeft een aantal vooraf bepaalde toolpad generatiestrategieën die een constante tool engagement hoek omvatten. Dat betekent dat de tool geleidelijk dichter bij de hoek komt terwijl het al het materiaal eromheen in een cirkelvormige traject bewerkt. Op die manier blijft de snijkracht constant en dus de precisie. Daarnaast wordt toollevensduur verlengd.

Koelmiddel Gebruik

Sommige HSB strategieën voor aluminium bewerking gebruiken geen koelmiddelen helemaal. Ik bedoel, bewerken bij 200 graden vereist nauwelijks koeling van zowel het materiaal als de snijder. Echter, sommige extreem nauwkeurige operaties gebruiken nog koelmiddelen om de deelkwaliteit te verhogen maar de hoeveelheid koelmiddel is veel lager vergeleken met conventionele bewerking. Sommige aluminium hoge-snelheid freesprocessen gebruiken het zogenaamde minimum hoeveelheid smering. De hoeveelheid toegevoegde koelmiddel is net genoeg om een dunne film te maken die wrijving verlaagt en wat koeling biedt.

Dus, het is tamelijk duidelijk dat hoge-snelheid aluminium frezen een innovatieve en productieve manier is om custom onderdelen, prototypes, kleine series, en andere sets gemaakt van aluminiumlegeringen te produceren. Met hoge-snelheid bewerking zult u betere prijzen krijgen en minder tijd wachten op uw order om vervuld te worden.

Klaar om uw nieuwe project nu te starten?