Beneficios y posibles alternativas al mecanizado CNC de aluminio

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Mecanizado CNC de aluminio
Mecanizado CNC de aluminio

El aluminio es una de las opciones de materiales más populares para varios mecanizado de aluminio cnc proyectos Se debe principalmente a las propiedades físicas que posee. Fundamentalmente, el aluminio es un material resistente, lo que lo hace perfecto para fabricar piezas mecánicas duraderas. Además, el material contiene una capa exterior oxidada, lo que lo hace resistente a la corrosión de los elementos. Ambas propiedades han llevado al uso generalizado de piezas hechas de aluminio. En particular, las industrias automotriz, aeroespacial, de salud y electrónica para consumidores en general parecen preferir el aluminio como su material de elección.
Junto con sus propiedades, el aluminio también ofrece varias ventajas para el mecanizado CNC al simplificar y mejorar el proceso. El aluminio proporciona una excelente maquinabilidad, un factor que a menudo no se observa en otros metales de propiedades similares. Además, el aluminio es relativamente suave y efectivamente fácil de cortar, astillar, moldear y penetrar con herramientas. A diferencia de otros metales de uso común, como el hierro y el acero, el mecanizado del aluminio es tres veces más rápido.
Hoy, este artículo discutirá las principales ventajas del aluminio. Mecanizado CNC, incluido por qué es famoso por los procesos de creación de prototipos y producción. También analizaremos varias alternativas al aluminio y los materiales, como los termoplásticos de ingeniería y los metales que pueden proporcionar un conjunto adicional de beneficios y características similares al aluminio.

Mecanizado CNC de Aluminio: Beneficios

  • maquinabilidad
  • Resistente a la corrosión
  • Relación fuerza-peso
  • Conductividad eléctrica
  • Potencial de anodización
  • Reciclabilidad

maquinabilidad

Debido a que es más accesible al mecanizado, el aluminio es la elección prioritaria de los ingenieros para sus piezas mecanizadas. En cualquier caso, el punto a considerar aquí es que el maquinista no es el único que se beneficia de esto. Tanto las empresas que suministran estas piezas como los usuarios finales que las utilizan obtienen beneficios significativos simplemente mecanizando piezas de aluminio.
El aluminio es fácil de astillar y moldear, lo que brinda velocidad y precisión al cortar con herramientas de mecanizado CNC. Un marco de tiempo más corto del trabajo de mecanizado también conduce a que el proceso general tenga un costo mucho menor debido a los requisitos de mano de obra (del maquinista) y tiempo de operación (de la máquina) menores. Otro beneficio es la deformación menor a medida que la herramienta de corte se abre camino a través de la pieza de metal. Permite una mayor precisión y consistencia del proceso, gracias a una tolerancia más estrecha en el material (alrededor de ±0,025 mm).

Resistente a la corrosión

El aluminio viene en varios grados que varían en resistencia a la corrosión, que se refiere a la capacidad de resistir la oxidación y el daño químico. Los grados más utilizados para el mecanizado CNC de aluminio son la resistencia a la corrosión. Por ejemplo, 6061 es uno de esos grados que ofrece una increíble resistencia a la corrosión. Otras aleaciones en la parte inferior del espectro de resistencia lo hacen. Por el contrario, las aleaciones fuertes de aluminio son menos resistentes a la corrosión debido a la existencia de cobre aleado.

Relación fuerza-peso

El aluminio es ideal para piezas mecánicas y de aspecto críticas debido a sus muchas propiedades físicas, como alta resistencia y ligereza. Estos dos, en particular, lo convierten en un buen material para la fabricación de piezas críticas en las industrias aeroespacial y automotriz. Dos ejemplos de estas industrias que utilizan aluminio para el mecanizado son los accesorios para aeronaves y los ejes para automóviles.
No obstante, es esencial tener en cuenta que cada grado de aluminio no puede utilizarse para los mismos fines. Esto se debe a que cada grado tiene su relación resistencia-peso, lo que crea una diferencia en las aplicaciones. Los grados de uso general incluyen 6061, mientras que 7075 se encuentra entre los grados de mayor resistencia y es adecuado para aplicaciones basadas en presión, como piezas aeroespaciales y marinas.

Materialfuerza (Rm/MPa)
AL6061-T6290
AL7075524
AL2024-T351470



Conductividad eléctrica

El aluminio es un buen conductor de la electricidad, a unos 37,7 millones de siemens por metro a temperatura ambiente para el aluminio puro (no muy lejos del cobre). Fabrica piezas mecanizadas CNC de aluminio para que sirvan como útiles para componentes eléctricos y similares. Además, las aleaciones pueden tener una conductividad ligeramente inferior. Aún así, los materiales de aluminio son considerablemente más conductores que los materiales de uso común, como el acero inoxidable.

Potencial de anodización

La anodización es el proceso de utilizar un procedimiento de acabado superficial para espesar la capa externa protectora oxidada de una pieza de metal. Se refiere a algo que se puede hacer con ciertos metales, como el aluminio. Esta característica se suma a la popularidad del metal de aluminio en la industria actual de productos electrónicos de consumo debido a su mayor relación resistencia-peso y consideraciones estéticas. En consecuencia, el aluminio es receptivo a las pinturas y tintes y se puede anodizar.
El proceso de anodización se lleva a cabo después de realizar el mecanizado CNC de aluminio. Incorpora el proceso electrolítico general. Una corriente eléctrica pasa a través de la pieza mecanizada bajo la acción de un baño de ácido electrolítico. En consecuencia, da una pieza de aluminio más resistente a la corrosión ya los elementos de impacto físico.
Volviendo a la personalización, el anodizado hace que la capa exterior sea muy porosa, lo que facilita añadir color a la pieza de aluminio mecanizada. Los tintes se incrustan en la resistente capa exterior de la pieza de aluminio y se abren camino hacia las secciones porosas de la capa exterior. Eventualmente, también hace que sea muy poco probable que se astillen o se desprendan.

Reciclabilidad

El mecanizado CNC produce una gran cantidad de desperdicio en piezas que se pierden como virutas o brocas adicionales recortadas. Por lo tanto, es beneficioso hacer uso de materiales reciclables como el aluminio. Sin duda, el aluminio tiene una alta reciclabilidad, lo que lo hace ideal para empresas que desean reducir el desperdicio de recursos materiales y minimizar sus gastos e impacto ambiental.

Mecanizado CNC de Aluminio: Alternativas

Si bien el aluminio tiene sus principales beneficios y ventajas como material de mecanizado CNC, ciertamente no es óptimo para todas las empresas. Como cualquier otro material, el aluminio tiene sus limitaciones e inconvenientes. Por ejemplo, las empresas pueden buscar otras opciones para evitar daños en las herramientas debido al recubrimiento de óxido. Aparte de eso, es posible que también deseen encontrar una alternativa menos costosa como el acero o una con costos de energía más bajos para la producción que el aluminio.
A continuación se analizan algunas alternativas al aluminio que se pueden utilizar para el mecanizado, junto con las diferencias y similitudes significativas que tienen en comparación con el propio aluminio.

Rieles

Acero y acero inoxidable

El acero y el acero inoxidable son mejores que el aluminio por dos razones importantes: la resistencia y la temperatura que pueden resistir. El aluminio se queda atrás en términos de estas dos propiedades. Sin embargo, el acero es mucho más pesado que el aluminio de metal liviano y también comparativamente menos mecanizable. Mientras tanto, los aceros también tienen una mayor dureza que el aluminio.
Independientemente, para las aplicaciones basadas en la resistencia, como las que involucran soldaduras fuertes y de alta tensión, el acero y el acero inoxidable se utilizan ampliamente para el mecanizado CNC. El acero también es resistente a temperaturas muy altas, y el acero inoxidable puede volverse resistente a la corrosión cuando se trata térmicamente. Por lo tanto, donde la temperatura es un factor crucial, el acero le roba la victoria al aluminio en cuanto a maquinabilidad.

Titanio

El titanio es mejor que el aluminio cuando se trata de una excepcional relación resistencia-peso, pero es mucho más costoso trabajar con él en comparación con el aluminio. Aunque el aluminio también tiene una buena relación resistencia-peso, el titanio tiene el doble de resistencia para un peso similar. Además de eso, ambos materiales son altamente efectivos en términos de resistencia a la corrosión.
Teniendo en cuenta todos estos factores, el titanio es un reemplazo óptimo cuando el peso ligero es un factor principal. Al mismo tiempo, debe permanecer un presupuesto de fabricación flexible. Las industrias aeroespacial y de atención médica lo utilizan para componentes de aeronaves y dispositivos médicos, respectivamente.

Magnesio

El magnesio es la mejor opción para el mecanizado debido a su mayor maquinabilidad y a que es mucho más liviano que el aluminio. Aunque el magnesio no se considera el material de mecanizado común, es uno de los materiales más mecanizables. Al utilizar magnesio en el mecanizado, los procesos resultan comparativamente más rápidos y eficientes.
Sin embargo, el magnesio tiene sus inconvenientes en cuanto a la seguridad del mecanizado y la insuficiente resistencia a la corrosión. Además, es un metal alcalino altamente inflamable y volátil. Por lo tanto, las virutas producidas durante el mecanizado pueden ser un riesgo de incendio, que el agua no puede apagar sino que más bien agrava. Por lo tanto, es necesario tener cuidado al limpiar los escombros.

Latón

Aunque relativamente caro que el aluminio, el latón es una mejor opción para aplicaciones estéticas específicas por su apariencia dorada y su alta maquinabilidad. En cuanto a sus aplicaciones, válvulas, boquillas, componentes estructurales y pedidos de gran volumen se benefician del latón.

Cobre

Dado que presenta la conductividad eléctrica más alta, el cobre reemplaza a todos los demás metales en este sentido. Comparte diferentes propiedades con el aluminio también. Con la conductividad que tiene, es favorable para su uso en aplicaciones eléctricas. Recuerde que el cobre puro es difícil de mecanizar. Pero las aleaciones de cobre pueden ofrecer una maquinabilidad relativamente similar a los grados de aluminio populares.

Termoplásticos de ingeniería

Los materiales distintos del metal también participan en Proyectos de mecanizado CNC. Puede incluir varios termoplásticos de ingeniería que a menudo están a la par, si no mejor, que el aluminio, dependiendo de las aplicaciones. Entonces, echemos un vistazo a algunos termoplásticos de ingeniería alternativos al aluminio.

POM (Delrín)

En maquinabilidad, el POM (Delrin) rivaliza con el aluminio y los metales de propiedades similares. Además, el POM tiene una resistencia muy alta en comparación con cualquier otro plástico, aunque tiene un punto de fusión bajo. El material también actúa como aislante eléctrico, es adecuado para piezas de armarios eléctricos y tiene baja fricción. Sin embargo, carece de resistencia al calor y fuerza en comparación con el aluminio.

PTFE (teflón)

El PTFE (Teflón) es otro termoplástico altamente maquinable que actúa como un excelente aislante eléctrico con muy baja fricción. Pero el PTFE tiene la ventaja de ser resistente a altas temperaturas (hasta 260 °C), lo que lo convierte en un candidato decente para aplicaciones de alta temperatura. El PTFE también es muy resistente a los productos químicos, lo que lo hace ideal para piezas en la industria alimentaria. Mientras mira el lado negativo de la imagen, el PTFE carece de fuerza en comparación con el aluminio.

OJEADA

Aunque el PEEK es difícil de mecanizar, es un termoplástico de alta resistencia y estabilidad térmica, con resistencia a temperaturas de hasta 260°C. Es famoso por mecanizar piezas como válvulas, cojinetes, bombas, boquillas o ciertas piezas en medicina.
Pero tenga en cuenta que PEEK es mucho más caro que la mayoría de los materiales de esta lista. Por lo tanto, se mecaniza solo para fines específicos de la aplicación, donde el aluminio u otras alternativas no se pueden utilizar.

Más

Otros plásticos mecanizables, típicamente diferentes al aluminio, incluyen ABS, PC, ABS+PC, PS, PP, PMMA (acrílico), PCGF30, PAGF30, HDPE, DHPE y PPS.

Combinación de mecanizado CNC de aluminio con otros procesos

Supongamos que un fabricante desea utilizar aluminio independientemente de las aplicaciones que lo disuadan en desventaja. En ese caso, una solución al problema es utilizar una combinación de procesos de fabricación junto con la fabricación CNC. En última instancia, ayudará a crear piezas de aluminio más complejas y de mayor rendimiento. Aparte de eso, maximizará la funcionalidad del aluminio y agregará los beneficios de los diferentes procesos involucrados.
El mecanizado CNC se refiere a un proceso de fabricación todo en uno. Puede modificar, refinar o trabajar en piezas fabricadas con otros métodos, como procesos de extrusión, fundición y forjado. Los productos de cada uno de estos se pueden complementar con un proceso de mecanizado para mejorar las piezas de aluminio.

Extrusión de aluminio más mecanizado CNC de aluminio

La extrusión produce un componente alargado con un perfil continuo a través del paso del metal fundido a través de una abertura en una matriz. los aluminio El proceso de extrusión demuestra ser efectivo para secciones transversales complejas y piezas funcionales con altos acabados superficiales. Aún así, tiene un alcance limitado debido a la necesidad de que esas secciones transversales sean consistentes en toda la pieza.
Sin embargo, una forma de solucionar este problema es modificar la pieza después de la extrusión y el mecanizado posterior en un centro de mecanizado CNC de aluminio. Es conveniente para grados de aluminio como 6061 y 6063 por sus propiedades maleables, mecanizables y dúctiles. Por lo tanto, combinar ambos métodos es una excelente manera de producir componentes resilientes con geometrías complejas e irregulares.

Fundición a presión más mecanizado CNC de aluminio

Otro método es la fundición a presión. El proceso implica que el metal fundido sea forzado a entrar en una cavidad de molde con alta presión. Los troqueles de acero para herramientas son caros de producir, por lo que el proceso se utiliza principalmente para la fabricación a granel. Mientras tanto, las piezas fundidas a presión de aluminio tienen un excelente acabado superficial y consistencia dimensional.
La combinación de la fundición a presión con el mecanizado CNC de aluminio o la adición de cortes adicionales con un centro de mecanizado crea piezas con un acabado excepcional. Puede producir geometrías más complejas que ninguno de los procesos podría obtener por sí solo. La fundición a presión por gravedad es preferible a la fundición a presión si se prioriza la reducción de costos sobre la creación de paredes delgadas o de alta precisión.

Forja más mecanizado CNC de aluminio

La forja sigue siendo un proceso popular con muchas aleaciones de aluminio mecanizables. Implica el método convencional de dar forma al metal utilizando fuerza de compresión, a menudo aplicada mediante golpes con un martillo. Por ejemplo, el aluminio 6061 es una aleación estándar que utiliza este método.
Después de la forja, las piezas se pueden posmecanizar con un centro de mecanizado CNC. Las piezas forjadas son más robustas que las piezas totalmente mecanizadas o totalmente fundidas. Agregar el mecanizado posterior nos permite crear geometrías complejas. Sin embargo, no compromete por completo la integridad de la pieza.

Ultimas palabras

Esperamos que esta lectura sirva como una guía completa. Responderá a todas sus consultas sobre el mecanizado CNC de aluminio, el proceso en sí, sus ventajas y las alternativas, como otros metales y termoplásticos, disponibles en el mercado actual. Después de leer este artículo, estamos seguros de que puede elegir el producto y el método que se adapte a sus requisitos de fabricación.