უპირატესობები და ალუმინის CNC დამუშავების შესაძლო ალტერნატივები

ალუმინის CNC დამუშავება
ალუმინის CNC დამუშავება

Aluminum is one of the most popular of material choices for various cnc aluminum machining projects. It is mainly due to the physical properties it possesses. Fundamentally, aluminum is a strong material, which makes it perfect to manufacture durable mechanical parts. Moreover, the material contains an oxidized outer layer, making it resistant to corrosion from elements. Both these properties have led to the widespread use of parts made of aluminum. In particular, automotive, aerospace, healthcare, and electronic industries for general consumers seem to favor aluminum as their material of choice.
თავის თვისებებთან ერთად, ალუმინი ასევე ემსახურება რამდენიმე უპირატესობას CNC დამუშავებისთვის, პროცესის გამარტივებისა და გაუმჯობესების გზით. ალუმინი უზრუნველყოფს შესანიშნავ დამუშავებას, ეს ფაქტორი ხშირად არ შეინიშნება მსგავსი თვისებების სხვა ლითონებში. ასევე, ალუმინი შედარებით რბილია და ეფექტურად იჭრება, იჭრება, ყალიბდება და ხელსაწყოებით იჭრება. სხვა ჩვეულებრივ გამოყენებული ლითონებისგან განსხვავებით, როგორიცაა რკინა და ფოლადი, ალუმინის დამუშავება სამჯერ უფრო სწრაფია.
დღეს ამ სტატიაში განვიხილავთ ალუმინის მთავარ უპირატესობებს CNC დამუშავება, მათ შორის, რატომ არის ცნობილი პროტოტიპებითა და წარმოების პროცესებით. ჩვენ ასევე განვიხილავთ ალუმინის და მასალების რამდენიმე ალტერნატივას, როგორიცაა საინჟინრო თერმოპლასტიკები და ლითონები, რომლებსაც შეუძლიათ ალუმინის მსგავსი უპირატესობებისა და მახასიათებლების დამატებითი ნაკრები.

ალუმინის CNC დამუშავება: უპირატესობები

  • დამუშავების უნარი
  • კოროზიის წინააღმდეგობა
  • სიძლიერისა და წონის თანაფარდობა
  • Ელექტრო გამტარობის
  • ანოდიზაციის პოტენციალი
  • გადამუშავება

დამუშავების უნარი

იმის გამო, რომ ის უფრო ხელმისაწვდომია დამუშავებისთვის, ალუმინი ინჟინრების პრიორიტეტული არჩევანია მათი დამუშავებული ნაწილებისთვის. ნებისმიერ შემთხვევაში, აქ გასათვალისწინებელია ის, რომ ამით მარტო მემანქანე არ სარგებლობს. ორივე ბიზნესი, რომელიც ამარაგებს ამ ნაწილებს, და საბოლოო მომხმარებლები, რომლებიც იყენებენ მათ, მნიშვნელოვან სარგებელს იღებენ უბრალოდ ალუმინის ნაწილების დამუშავებით.
ალუმინი ადვილად იჭრება და ფორმდება, რაც უზრუნველყოფს სიჩქარეს და სიზუსტეს CNC დამუშავების ხელსაწყოებით ჭრისას. დამუშავების სამუშაოს ხანმოკლე დრო ასევე იწვევს იმ ფაქტს, რომ მთლიანი პროცესი გაცილებით ნაკლებია ხარჯების გამო, ნაკლები შრომის (მექნიკის მხრიდან) და მუშაობის დროის (მანქანიდან) მოთხოვნების გამო. კიდევ ერთი სარგებელი არის მცირე დეფორმაცია, რადგან საჭრელი ხელსაწყო გადის გზას ლითონის ნაჭერში. ეს იძლევა პროცესის მეტი სიზუსტისა და თანმიმდევრულობის საშუალებას, მასალის უფრო მკაცრი ტოლერანტობის წყალობით (დაახლოებით ±0,025 მმ).

კოროზიის წინააღმდეგობა

ალუმინი მოდის სხვადასხვა კლასებში, რომლებიც განსხვავდება კოროზიის წინააღმდეგობით, რაც გულისხმობს ჟანგვის და ქიმიური დაზიანების უნარს. ყველაზე ხშირად გამოყენებული კლასები ალუმინის CNC დამუშავებისთვის არის კოროზიის წინააღმდეგობა. მაგალითად, 6061 არის ერთ-ერთი ასეთი კლასი, რომელიც გთავაზობთ წარმოუდგენელ კოროზიის წინააღმდეგობას. სხვა შენადნობები სიძლიერის სპექტრის ბოლოში ამას აკეთებენ. ამის საპირისპიროდ, ძლიერი ალუმინის შენადნობები ნაკლებად მდგრადია კოროზიისგან, შენადნობი სპილენძის არსებობის გამო.

სიძლიერე-წონის თანაფარდობა

ალუმინი იდეალურია კრიტიკული მექანიკური და ასპექტური ნაწილებისთვის მისი მრავალი ფიზიკური თვისების გამო, როგორიცაა მაღალი სიმტკიცე და მსუბუქი წონა. ეს ორი, კერძოდ, ხდის მას კარგ მასალას კრიტიკული ნაწილების წარმოებისთვის საჰაერო კოსმოსურ და საავტომობილო ინდუსტრიებში. ორი მაგალითი ამ ინდუსტრიებიდან, რომლებიც იყენებენ ალუმინს დამუშავებისთვის, არის თვითმფრინავის ფიტინგები და საავტომობილო ლილვები.
მიუხედავად ამისა, მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ალუმინის თითოეული კლასის გამოყენება შეუძლებელია იმავე მიზნებისთვის. ეს იმიტომ ხდება, რომ თითოეულ კლასს აქვს ძალა-წონის თანაფარდობა, რაც ქმნის განსხვავებას აპლიკაციებში. ზოგადი გამოყენების კლასებში შედის 6061, ხოლო 7075 არის უფრო მაღალი სიმტკიცის კლასებს შორის და შესაფერისია წნევაზე დაფუძნებული აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა კოსმოსური და საზღვაო ნაწილები.

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



Ელექტრო გამტარობის

ალუმინი ელექტროენერგიის კარგი გამტარია, ოთახის ტემპერატურაზე დაახლოებით 37,7 მილიონი სიმენი მეტრზე სუფთა ალუმინისთვის (სპილენძისთვის არც თუ ისე შორს ჩამორჩება). ის ამზადებს CNC დამუშავებულ ნაწილებს ალუმინისგან, რათა გამოვიყენოთ ელექტრო კომპონენტები და მსგავსი. გარდა ამისა, შენადნობები შეიძლება ოდნავ დაბალი იყოს გამტარობაზე. მიუხედავად ამისა, ალუმინის მასალები ბევრად უფრო გამტარია, ვიდრე ჩვეულებრივ გამოყენებული მასალები, როგორიცაა უჟანგავი ფოლადი.

ანოდიზაციის პოტენციალი

ანოდიზაცია არის ზედაპირის დასრულების პროცედურის გამოყენების პროცესი ლითონის ნაწილის დამცავი, დაჟანგული გარე ფენის გასასქელებლად. ეს ეხება რაღაცას, რაც შეიძლება გაკეთდეს გარკვეული ლითონებით, როგორიცაა ალუმინი. ეს მახასიათებელი მატებს ალუმინის ლითონის პოპულარობას დღევანდელ სამომხმარებლო ელექტრონიკის ინდუსტრიაში მისი მაღალი სიძლიერისა და წონის თანაფარდობის და ესთეტიკური მოსაზრებების გამო. შესაბამისად, ალუმინი მგრძნობიარეა საღებავებისა და შეფერილობის მიმართ და შეიძლება ანოდირებული იყოს.
ანოდიზაციის პროცესი ხდება ალუმინის CNC დამუშავების შემდეგ. იგი მოიცავს ზოგად ელექტროლიტურ პროცესს. ელექტრული დენი გადის დამუშავებულ ნაწილში ელექტროლიტური მჟავის აბაზანის მოქმედებით. შესაბამისად, ის იძლევა ალუმინის ნაჭერს, რომელიც უფრო მდგრადია კოროზიისა და ფიზიკური ზემოქმედების ელემენტების მიმართ.
კონფიგურირებადობას რომ დავუბრუნდეთ, ანოდირება გარე ფენას ძლიერ ფოროვანს ხდის, რაც აადვილებს დამუშავებული ალუმინის ნაწილს ფერის დამატებას. საღებავები ხვდება ალუმინის ნაწილის ხისტ გარე ფენაში, გარე ფენის ფოროვან მონაკვეთებში გზის პოვნის გზით. საბოლოოდ, ეს მათ ასევე ნაკლებად სავარაუდოა, რომ დაჭყლიტოს ან გაფცქვნას.

გადამუშავება

CNC დამუშავება აწარმოებს უამრავ ნარჩენს ნაჭრებად, რომლებიც იკარგება ჩიპების ან დამატებითი ნაჭრების სახით. აქედან გამომდინარე, სასარგებლოა გადამუშავებადი მასალების გამოყენება, როგორიცაა ალუმინი. ეჭვგარეშეა, რომ ალუმინს აქვს მაღალი გადამუშავება, რაც მას იდეალურს ხდის ბიზნესისთვის, რომელსაც სურს შეამციროს მატერიალური რესურსების ხარჯვა და მინიმუმამდე დაიყვანოს მათი ხარჯები და გარემოზე ზემოქმედება.

ალუმინის CNC დამუშავება: ალტერნატივები

მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინს აქვს თავისი ძირითადი უპირატესობები და უპირატესობები, როგორც CNC დამუშავების მასალა, ის ნამდვილად არ არის ოპტიმალური ყველა კომპანიისთვის. ნებისმიერი სხვა მასალის მსგავსად, ალუმინს აქვს თავისი შეზღუდვები და ნაკლოვანებები. მაგალითად, ბიზნესმა შეიძლება განიხილოს სხვა ვარიანტები, რათა თავიდან აიცილოს ხელსაწყოების დაზიანება ოქსიდის საფარის გამო. გარდა ამისა, მათ შეიძლება ასევე მოისურვონ იპოვონ ნაკლებად ძვირი ალტერნატივა, როგორიცაა ფოლადი ან ისეთი, რომლის წარმოებაზე ნაკლები ენერგო ხარჯებია, ვიდრე ალუმინის.
ალუმინის ზოგიერთი ალტერნატივა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას დამუშავებისთვის, განიხილება ქვემოთ, მათ მნიშვნელოვან განსხვავებებთან და მსგავსებთან ერთად, თავად ალუმინისთან შედარებით.

ლითონები

ფოლადი და უჟანგავი ფოლადი

ფოლადი და უჟანგავი ფოლადი უკეთესია ვიდრე ალუმინი ორი მნიშვნელოვანი მიზეზის გამო: სიძლიერე და რამდენი ტემპერატურის წინააღმდეგობა შეუძლიათ. ალუმინი ჩამორჩება ორივე ამ თვისების მხრივ. თუმცა, ფოლადი გაცილებით მძიმეა, ვიდრე მსუბუქი ლითონის ალუმინი და შედარებით ნაკლებად დასამუშავებელია. იმავდროულად, ფოლადებს ასევე აქვთ უფრო მაღალი სიმტკიცე, ვიდრე ალუმინი.
მიუხედავად ამისა, სიძლიერეზე დაფუძნებული აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა მაღალი სტრესის და ძლიერი შედუღების შედუღება, ფოლადი და უჟანგავი ფოლადი ფართოდ გამოიყენება CNC დამუშავებისთვის. ფოლადი ასევე მდგრადია ძალიან მაღალი ტემპერატურის მიმართ და უჟანგავი ფოლადი შეიძლება გახდეს კოროზიისადმი მდგრადი სითბოს დამუშავებისას. ამრიგად, სადაც ტემპერატურა გადამწყვეტი ფაქტორია, ფოლადი იპარავს გამარჯვებას ალუმინის დამუშავებისთვის.

ტიტანის

ტიტანი უკეთესია, ვიდრე ალუმინი, როდესაც საქმე ეხება სიძლიერეს-წონის განსაკუთრებულ თანაფარდობას, მაგრამ გაცილებით ძვირია მუშაობა ალუმინისთან შედარებით. მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინს ასევე აქვს სიმტკიცე-წონის თანაფარდობა, ტიტანს აქვს ორჯერ მეტი ძალა მსგავსი წონისთვის. გარდა ამისა, ორივე მასალა ძალიან ეფექტურია კოროზიის წინააღმდეგობის თვალსაზრისით.
ყველა ამ ფაქტორის გათვალისწინებით, ტიტანი არის ოპტიმალური ჩანაცვლება, როდესაც მსუბუქი წონა არის ძირითადი ფაქტორი. ამავდროულად, უნდა დარჩეს მოქნილი წარმოების ბიუჯეტი. საჰაერო კოსმოსური და ჯანდაცვის ინდუსტრია იყენებს მას თვითმფრინავის კომპონენტებისა და სამედიცინო მოწყობილობებისთვის, შესაბამისად.

მაგნიუმი

მაგნიუმი საუკეთესო ვარიანტია დამუშავებისთვის, მისი უფრო მაღალი დამუშავების გამო და ბევრად მსუბუქია ვიდრე ალუმინი. მიუხედავად იმისა, რომ მაგნიუმი არ განიხილება ჩვეულებრივ დამუშავების მასალად, ის არის ერთ-ერთი ყველაზე დამუშავებადი მასალა. დამუშავებაში მაგნიუმის გამოყენებით, პროცესები უფრო სწრაფი და ეფექტურია შედარებით.
მიუხედავად ამისა, მაგნიუმს აქვს თავისი უარყოფითი მხარეები დამუშავების უსაფრთხოებასთან და არასაკმარისი კოროზიის წინააღმდეგობასთან დაკავშირებით. ასევე, ეს არის ძალიან აალებადი და აქროლადი ტუტე მეტალი. ამრიგად, დამუშავების დროს დამზადებული ჩიპები შეიძლება იყოს ხანძრის საშიშროება, რომლის ჩაქრობაც წყალმა არ შეიძლება, არამედ უფრო გამწვავდება. ამიტომ სიფრთხილეა საჭირო ნარჩენების გაწმენდისას.

Brass

მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინის შედარებით ძვირია, სპილენძი უკეთესი არჩევანია სპეციფიკური ესთეტიკური აპლიკაციებისთვის მისი ოქროსფერი გარეგნობისა და მაღალი დამუშავების უნარის გამო. რაც შეეხება მის გამოყენებას, სარქველები, საქშენები, სტრუქტურული კომპონენტები და დიდი მოცულობის შეკვეთები სარგებლობენ სპილენძის გამოყენებით.

სპილენძი

ვინაიდან მას აქვს უმაღლესი ელექტროგამტარობა, სპილენძი ამ მხრივ ანაცვლებს ყველა სხვა ლითონს. იგი იზიარებს განსხვავებულ თვისებებს ალუმინთანაც. მისი გამტარობით, ხელსაყრელია ელექტრო პროგრამებში გამოსაყენებლად. გახსოვდეთ, რომ სუფთა სპილენძის დამუშავება რთულია. მაგრამ სპილენძის შენადნობები შეიძლება შესთავაზონ ალუმინის პოპულარულ კლასებს შედარებით მსგავსი დამუშავების უნარი.

საინჟინრო თერმოპლასტიკა

Materials other than metal also partake in CNC machining projects. It might include several engineering thermoplastics that are often on par with, if not better than aluminum, contingent upon applications. So, let’s look at some alternative engineering thermoplastics to aluminum.

POM (დელრინი)

დამუშავებისთვის, POM (Delrin) კონკურენციას უწევს ალუმინს და მსგავსი თვისებების ლითონებს. გარდა ამისა, POM-ს აქვს ძალიან მაღალი სიმტკიცე ნებისმიერ სხვა პლასტმასთან შედარებით, თუმცა აქვს დაბალი დნობის წერტილი. მასალა ასევე მოქმედებს როგორც ელექტრული იზოლატორი, შესაფერისია ელექტრული დანართის ნაწილებისთვის და აქვს დაბალი ხახუნი. თუმცა, მას არ გააჩნია სითბოს წინააღმდეგობა და სიმტკიცე ალუმინისთან შედარებით.

PTFE (ტეფლონი)

PTFE (ტეფლონი) არის კიდევ ერთი უაღრესად დამუშავებადი თერმოპლასტიკური, რომელიც მოქმედებს როგორც შესანიშნავი ელექტრო იზოლატორი ძალიან დაბალი ხახუნით. მაგრამ PTFE უპირატესობას ანიჭებს მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობას (260°C-მდე), რაც მას ღირსეულ კანდიდატად აქცევს მაღალი ტემპერატურის გამოყენებისთვის. PTFE ასევე ძალიან ქიმიურად მდგრადია, რაც მას იდეალურს ხდის კვების მრეწველობის ნაწილებისთვის. სურათის უარყოფითი მხარეების დათვალიერებისას, PTFE-ს არ აქვს სიმტკიცე ალუმინთან შედარებით.

PEEK

მიუხედავად იმისა, რომ PEEK ძნელია დამუშავება, ის არის თერმოპლასტიკური მაღალი სიმტკიცით და თერმული სტაბილურობით, 260°C-მდე ტემპერატურის წინააღმდეგობით. იგი ცნობილია მედიცინაში ისეთი ნაწილების დამუშავებით, როგორიცაა სარქველები, საკისრები, ტუმბოები, საქშენები ან გარკვეული ნაწილები.
მაგრამ გაითვალისწინეთ, რომ PEEK ბევრად უფრო ძვირია, ვიდრე ამ სიის მასალების უმეტესობა. ამრიგად, იგი დამუშავებულია მხოლოდ აპლიკაციის სპეციფიკური მიზნებისთვის, სადაც ალუმინი ან სხვა ალტერნატივები გამოუსადეგარია.

სხვა

სხვა დამუშავებადი პლასტმასები, როგორც წესი, ალუმინისგან განსხვავებული, მოიცავს ABS, PC, ABS+PC, PS, PP, PMMA (აკრილის), PCGF30, PAGF30, HDPE, DHPE და PPS.

ალუმინის CNC დამუშავების შერწყმა სხვა პროცესებთან

დავუშვათ, რომ ერთ მწარმოებელს სურს გამოიყენოს ალუმინი, მიუხედავად აპლიკაციებისა, რომლებიც ხელს უშლის მას არახელსაყრელ მდგომარეობაში. ამ შემთხვევაში, პრობლემის გადაწყვეტა არის წარმოების პროცესების კომბინაციის გამოყენება CNC წარმოებასთან ერთად. საბოლოო ჯამში, ეს ხელს შეუწყობს ალუმინისგან დამზადებული უფრო რთული და უფრო მაღალი ხარისხის ნაწილების შექმნას. ამის გარდა, ის მაქსიმალურად გაზრდის ალუმინის ფუნქციონირებას და დაამატებს სხვადასხვა პროცესების სარგებელს.
CNC დამუშავება ეხება ყოვლისმომცველ წარმოების პროცესს. მას შეუძლია შეცვალოს, დახვეწოს ან იმუშაოს სხვა მეთოდებით დამზადებულ ნაწილებზე, როგორიცაა ექსტრუზია, ჩამოსხმა და გაყალბების პროცესები. თითოეული მათგანის პროდუქტები შეიძლება დაემატოს დამუშავების პროცესს ალუმინის ნაწილების განახლებისთვის.

ალუმინის ექსტრუზია პლუს ალუმინის CNC დამუშავება

ექსტრუზია აწარმოებს წაგრძელებულ კომპონენტს უწყვეტი პროფილით გამდნარი ლითონის გავლის გზით ჭურჭლის დიაფრაგში. The ალუმინის ექსტრუზიის პროცესი ეფექტურია რთული განივი მონაკვეთებისა და ფუნქციური ნაწილებისთვის მაღალი ზედაპირის მოპირკეთებით. მიუხედავად ამისა, მას აქვს შეზღუდული ფარგლები იმის გამო, რომ ეს კვეთები უნდა იყოს თანმიმდევრული მთელ ნაწილზე.
თუმცა, ამ პრობლემის გადასაჭრელად არის ნაწილის მოდიფიცირება ექსტრუზიის შემდეგ და შემდგომი მანქანა ალუმინის CNC დამუშავების ცენტრში. ის მოსახერხებელია ალუმინის კლასებისთვის, როგორიცაა 6061 და 6063 მათი ელასტიური, დამუშავებადი და დრეკადი თვისებების გამო. აქედან გამომდინარე, ორივე მეთოდის გაერთიანება შესანიშნავი გზაა რთული და არარეგულარული გეომეტრიით გამძლე კომპონენტების წარმოებისთვის.

Die Casting პლუს ალუმინის CNC Machining

კიდევ ერთი მეთოდი არის წნევით ჩამოსხმა. პროცესი გულისხმობს მდნარი ლითონის იძულებით შეყვანას ფორმის ღრუში მაღალი წნევით. ფოლადის ხელსაწყოების წარმოება ძვირია, რის გამოც პროცესი ძირითადად გამოიყენება ნაყარი წარმოებისთვის. შუალედში, ალუმინის ნაწილაკებს აქვთ ზედაპირის შესანიშნავი ზედაპირი და განზომილებიანი თანმიმდევრულობა.
ჩამოსხმის შერწყმა ალუმინის CNC დამუშავებასთან ან დამატებითი ჭრილობების დამატება დამუშავების ცენტრით ქმნის ნაწილებს განსაკუთრებული დასრულებით. მას შეუძლია შექმნას უფრო რთული გეომეტრიები, რომლებსაც ვერც ერთი პროცესი ვერ მიიღებდა თავისთავად. გრავიტაციის ჩამოსხმა უპირატესობას ანიჭებს წნევით ჩამოსხმას, თუ ხარჯების შემცირება პრიორიტეტულია მაღალი სიზუსტით ან თხელი კედლების შექმნაზე.

გაყალბება პლუს ალუმინის CNC დამუშავება

გაყალბება ჯერ კიდევ პოპულარული პროცესია მრავალი დამუშავებადი ალუმინის შენადნობებით. იგი მოიცავს ლითონის ფორმირების ჩვეულებრივ მეთოდს კომპრესიული ძალის გამოყენებით, რომელიც ხშირად ხდება ჩაქუჩით დარტყმის შედეგად. მაგალითად, ალუმინი 6061 არის სტანდარტული შენადნობი, რომელიც იყენებს ამ მეთოდს.
გაყალბების შემდეგ, ნაჭრების შემდგომი დამუშავება შესაძლებელია CNC დამუშავების ცენტრით. ყალბი ნაწილები უფრო გამძლეა, ვიდრე სრულად დამუშავებული ან მთლიანად ჩამოსხმული ნაწილები. შემდგომი დამუშავების შემდგომი დამატება საშუალებას გვაძლევს შევქმნათ რთული გეომეტრიები. თუმცა, ეს მთლიანად არ აყენებს კომპრომისს ნაწილის მთლიანობას.

დასკვნითი სიტყვები

ვიმედოვნებთ, რომ ეს წაკითხული იქნება სრულფასოვანი სახელმძღვანელო. ის უპასუხებს თქვენს ყველა შეკითხვას ალუმინის CNC დამუშავების შესახებ, თავად პროცესი, მისი უპირატესობები და ალტერნატივები, როგორიცაა სხვა ლითონები და თერმოპლასტიკები, რომლებიც ხელმისაწვდომია დღევანდელ ბაზარზე. ამ სტატიის წაკითხვის შემდეგ, დარწმუნებული ვართ, რომ შეგიძლიათ აირჩიოთ პროდუქტი და მეთოდი, რომელიც შეესაბამება თქვენს წარმოების მოთხოვნებს.