Aluminiumgieten bij CNC-bewerking:voordelen, nadelen en hoe u de beste methode kiest

Bij het ontwerpen van een machinaal bewerkt onderdeel is een van de belangrijkste overwegingen het materiaal ervan. Aluminiumlegeringen worden vaak gebruikt bij CNC-bewerkingen voor een verscheidenheid aan industrieën en toepassingen. Voordat het echter tot precisieonderdelen kan worden gevormd, moet het eerst een van de verschillende gietprocessen ondergaan. 

Elke gietmethode biedt unieke voordelen en overwegingen. Dit artikel onderzoekt de voor- en nadelen van aluminium CNC-bewerking en geeft een overzicht van de meest voorkomende giettechnieken en waarom deze voor een project kunnen worden aanbevolen. 

Klanten kiezen vaak voor aluminium vanwege de visuele aantrekkingskracht omdat het een hoogglanzende afwerking kan bereiken. De meeste aluminiumlegeringen zijn ook zeer corrosiebestendig en vereisen mogelijk geen verf of afwerking. En natuurlijk staat aluminium bekend om zijn sterkte-gewichtsverhouding; het is ideaal voor toepassingen die lichtgewicht materialen vereisen, zoals die in de auto- en ruimtevaartindustrie. Omdat aluminium beter geleidt dan de meeste andere soorten metalen (met uitzondering van koper), wordt het vaak gebruikt in elektrische componenten en behuizingen.

Vanuit het oogpunt van CNC-bewerking heeft aluminium verschillende voordelen. Het is gemakkelijker te bewerken omdat het gemakkelijker versplintert en over het algemeen gemakkelijker te vormen is, wat leidt tot snellere cyclustijden. Het vereist ook minder ontbramen tijdens het afwerkingsproces. Omdat het niet zo hard is als staal of ijzer, gaan de gereedschappen die worden gebruikt om aluminium te bewerken aanzienlijk langer mee voordat ze moeten worden vervangen. Uiteindelijk vereist het minder arbeid en kan het een goede keuze zijn voor bestellingen van grote hoeveelheden onderdelen.

Potentiële nadelen van CNC-bewerking van aluminium

Hoewel aluminium een hoge sterkte-gewichtsverhouding heeft, is het nog steeds niet zo sterk als ijzer of staal. En hoewel aluminium gemakkelijk te bewerken is, kan het moeilijker zijn om te lassen en nauwe toleranties te handhaven, omdat het de neiging heeft ongelijkmatig te buigen bij blootstelling aan hoge temperaturen.

De porositeit van aluminium kan ook een probleem zijn, en componenten met insluitsels die worden blootgesteld aan bepaalde chemicaliën kunnen verzwakken, waardoor ze gevoeliger worden voor lekken. Legeringen moeten op de juiste manier worden geselecteerd en er moeten kwaliteitscontroles worden ingesteld om dergelijke problemen te voorkomen. En we kunnen niet voorbijgaan aan het feit dat aluminium duurder kan zijn dan ijzer of staal. Toepassingen die geen lichtgewicht materialen of hoogwaardige afwerkingen vereisen, kiezen soms voor ijzer of staal. Daarom zie je vaak dat ijzer wordt gebruikt in tractoren en andere landbouwmachines. 

4 Veelgebruikte technieken voor het gieten van aluminium metaal

De gietmethoden voor aluminium spelen een cruciale rol bij het selecteren van het type legering. Hier bij Stecker werken we samen met veel gieterijen in het hart van het Midwesten, naast enkele internationale partners. Ruwe materialen van aluminiumlegeringen moeten worden gegoten voordat ze worden bewerkt tot de precisieonderdelen die nodig zijn voor een toepassing. De meest voorkomende technieken voor het gieten van metaal zijn de volgende:

1. Hogedruk spuitgieten

Bij de spuitgietmethode wordt gesmolten aluminium onder hoge druk in een stalen mal geïnjecteerd, waardoor het snel stolt tot de vorm van het uiteindelijke onderdeel. De mallen, oftewel matrijzen, zijn herbruikbaar, waardoor ze geschikt zijn voor grote productieruns.

Waarom ervoor kiezen? U kunt kiezen voor hogedrukspuitgieten als u grote hoeveelheden complexe onderdelen met nauwe toleranties en gladde oppervlakken moet produceren. Het is geschikt voor snellere doorlooptijden en heeft minder afwerkingsvereisten.

2. Permanent vormgieten

Net als bij spuitgieten wordt bij permanent gieten gebruik gemaakt van een stalen mal om aluminium in de gewenste vorm te vormen. Het verschil is dat bij permanent gieten het gesmolten aluminium in de mal wordt gegoten en de mal wordt gevuld met behulp van de zwaartekracht. Bij spuitgieten wordt daarentegen hoge druk gebruikt om vloeibaar aluminium in de mal te injecteren. 

Waarom ervoor kiezen? Permanent gieten kan langer duren dan spuitgieten, maar het kan een goede keuze zijn voor toepassingen die minder porositeit (gladdere oppervlakken) en hogere sterkte vereisen. 

3. Zandgieten

Zandgieten is de meest voorkomende vorm van gieten. Zoals de naam al doet vermoeden, wordt gesmolten aluminium in een zandvorm gegoten. Eenmaal afgekoeld, wordt de mal verwijderd om het product zichtbaar te maken dat wordt verzonden voor definitieve bewerking en afwerking. 

Waarom ervoor kiezen? Zandgieten heeft lagere gereedschapskosten vooraf en kan geschikt zijn voor bestellingen van kleine hoeveelheden. Het kan zelfs worden gebruikt voor prototypes of grote componenten die moeilijk op andere manieren te gieten zijn. Over het algemeen resulteert zandgieten echter in een ruwere afwerking en is het moeilijker om nauwe toleranties te bereiken, waardoor mogelijk extra bewerking en afwerking nodig is.

4. Verloren schuimgieten

Bij Lost Foam Casting wordt gebruik gemaakt van een schuimpatroon dat verdampt wanneer het gesmolten aluminium in de mal wordt gegoten. Deze methode maakt complexe geometrieën en onderdelen met holle secties mogelijk zonder de noodzaak van kernen.

Waarom ervoor kiezen?  Verloren schuimgieten heeft de voorkeur voor complexe geometrieën en vereist over het algemeen niet zoveel bewerking. Het wordt vaak gekozen vanwege ingewikkelde ontwerpen met hoge toleranties in grotere hoeveelheden.

GERELATEERD:Het belang van metaalgieten voor machinaal bewerkte onderdelen van hoge kwaliteit

Bepalen welke aluminiumlegering je moet gebruiken

Zuiver aluminium is een zeer zacht materiaal, waardoor het niet geschikt is voor CNC-toepassingen. Aluminiumlegeringen pakken dit probleem aan door de ductiliteit te verbeteren. Soms bepaalt het type legering het type gietmethode. Aluminiumlegeringen 380 of 413 zijn bijvoorbeeld het meest geschikt voor spuitgieten onder hoge druk, maar kunnen niet worden zandgegoten omdat hun sterkte hierdoor in gevaar komt. Een 319-legering is het beste voor zandgieten omdat deze geen warmtebehandeling vereist, wat ook bijdraagt ​​aan lagere kosten. Andere legeringen die geschikt zijn voor zandgieten zijn 333 en 356.

Weten welke aluminiumlegering je moet gebruiken, is niet altijd vanzelfsprekend. Een CNC-machinebedrijf kan het ene type aluminiumlegering of gietmethode aanbevelen boven het andere, op basis van de complexiteit van het ontwerp, de vereiste precisie, het productievolume, de kosteneffectiviteit of andere factoren. Om te ontdekken hoe een CNC-machinewerkplaats met u samenwerkt om de volgende stappen te bepalen, kunt u onze CNC-machinewerkplaatsgids raadplegen. .

Wanneer een klant bij ons komt met een onderdeelontwerp, helpen onze verspaningsexperts hem bij het bepalen van de ideale en meest economische materialen en methoden om te gebruiken. Benieuwd welk type materiaal of gietmethode geschikt is voor uw ontwerp? Neem vandaag nog contact op met het team van Stecker voor een gratis adviesgesprek en een offerte.

Over de auteur

Jason vindt het leuk om uitdagingen van klanten op te lossen. Als VP Business Development is Jason verantwoordelijk voor het ontwikkelen van nieuwe business en is hij de aanspreekpunt voor verschillende huidige klanten van SMC. Jason heeft gewerkt in engineering, productie en verkoop, en ontdekt dat zijn grootste kracht het bieden van oplossingen aan klanten voor hun productie-uitdagingen is.