Faedah dan Kemungkinan Alternatif kepada Pemesinan CNC Aluminium

Pemesinan CNC Aluminium
Pemesinan CNC Aluminium

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.
Seiring dengan sifatnya, aluminium juga memberikan beberapa kelebihan untuk pemesinan CNC dengan menjadikan prosesnya lebih mudah dan dipertingkatkan. Aluminium memberikan kebolehmesinan yang sangat baik, faktor yang sering tidak diperhatikan dalam logam lain yang mempunyai sifat yang serupa. Juga, aluminium adalah agak lembut dan berkesan mudah dipotong, dicip, dibentuk dan ditembusi oleh alatan. Berbeza dengan logam lain yang biasa digunakan seperti besi dan keluli, pemesinan aluminium adalah tiga kali lebih pantas.
Hari ini, artikel ini akan membincangkan kelebihan utama aluminium pemesinan CNC, termasuk mengapa ia terkenal dengan prototaip dan proses pengeluaran. Kami juga akan melihat beberapa alternatif kepada aluminium dan bahan, seperti termoplastik kejuruteraan dan logam yang boleh memberikan set tambahan faedah dan ciri yang serupa dengan aluminium.

Pemesinan CNC Aluminium: Faedah

  • Kebolehmesinan
  • Ketahanan terhadap Kakisan
  • Nisbah kekuatan kepada berat
  • Kekonduksian elektrik
  • Potensi anodisasi
  • Kebolehkitar semula

Kebolehmesinan

Oleh kerana ia lebih mudah diakses untuk pemesinan, aluminium adalah pilihan keutamaan bagi jurutera untuk bahagian mesin mereka. Walau apa pun, perkara yang perlu dipertimbangkan di sini adalah bahawa tukang mesin bukanlah satu-satunya yang mendapat manfaat daripada ini. Kedua-dua perniagaan yang membekalkan bahagian ini dan pengguna akhir yang menggunakannya mendapat faedah yang ketara hanya daripada pemesinan bahagian daripada aluminium.
Aluminium mudah dicip dan dibentuk, membawa kelajuan dan ketepatan apabila memotong dengan alat pemesinan CNC. Rangka masa yang lebih singkat bagi kerja pemesinan juga menyebabkan keseluruhan proses berada pada kos yang jauh lebih rendah disebabkan oleh keperluan buruh yang lebih sedikit (daripada jurumesin) dan masa operasi (daripada mesin). Faedah lain ialah ubah bentuk kecil apabila alat pemotong menembusi kepingan logam. Ia membolehkan lebih ketepatan dan ketekalan proses, terima kasih kepada toleransi yang lebih ketat dalam bahan (sekitar ±0.025 mm).

Ketahanan terhadap Kakisan

Aluminium datang dalam pelbagai gred yang berbeza dalam rintangan kakisan, yang merujuk kepada keupayaan untuk menahan pengoksidaan dan kerosakan kimia. Gred yang paling biasa digunakan untuk pemesinan CNC aluminium ialah rintangan kakisan. Contohnya, 6061 ialah salah satu gred sedemikian yang menawarkan rintangan kakisan yang luar biasa. Aloi lain di bahagian bawah spektrum kekuatan berbuat demikian. Sebaliknya, aloi aluminium yang kuat kurang tahan kakisan kerana kewujudan kuprum aloi.

Nisbah Kekuatan-Kepada-Berat

Aluminium sesuai untuk bahagian mekanikal dan aspek kritikal kerana banyak sifat fizikalnya, seperti kekuatan tinggi dan ringan. Kedua-dua ini, khususnya, menjadikannya bahan yang baik untuk pembuatan bahagian kritikal dalam industri aeroangkasa dan automobil. Dua contoh daripada industri ini menggunakan aluminium untuk pemesinan ialah kelengkapan pesawat dan aci automotif.
Walau bagaimanapun, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa setiap gred aluminium tidak boleh digunakan untuk tujuan yang sama. Ini kerana setiap gred membawa nisbah kekuatan-ke-beratnya, yang mewujudkan perbezaan dalam aplikasi. Gred kegunaan am termasuk 6061, manakala 7075 adalah antara gred kekuatan yang lebih tinggi dan sesuai untuk aplikasi berasaskan tekanan, seperti bahagian aeroangkasa dan marin.

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



Kekonduksian Elektrik

Aluminium adalah konduktor elektrik yang baik, pada kira-kira 37.7 juta siemen per meter pada suhu bilik untuk aluminium tulen (jatuh tidak terlalu jauh di belakang tembaga). Ia menjadikan bahagian mesin CNC daripada aluminium untuk berfungsi sebagai berguna untuk komponen elektrik dan seumpamanya. Tambahan pula, aloi mungkin lebih rendah sedikit pada kekonduksian. Namun, bahan aluminium jauh lebih konduktif daripada bahan yang biasa digunakan seperti keluli tahan karat.

Potensi Anodisasi

Anodisasi ialah proses menggunakan prosedur kemasan permukaan untuk menebal lapisan luar pelindung dan teroksida bahagian logam. Ia merujuk kepada sesuatu yang boleh dilakukan dengan logam tertentu, seperti aluminium. Ciri ini menambah populariti logam aluminium di seluruh industri elektronik pengguna masa kini kerana nisbah kekuatan kepada berat dan pertimbangan estetik yang lebih tinggi. Sehubungan itu, aluminium mudah menerima cat dan warna serta boleh dianodkan.
Proses anodisasi berlaku selepas pemesinan CNC aluminium dijalankan. Ia menggabungkan proses elektrolitik umum. Arus elektrik dialirkan melalui bahagian mesin di bawah tindakan mandi asid elektrolitik. Akibatnya, ia memberikan kepingan aluminium yang lebih tahan terhadap kakisan dan unsur kesan fizikal.
Kembali kepada kebolehubahsuaian, anodisasi menjadikan lapisan luar sangat berliang, yang menjadikan penambahan warna pada bahagian aluminium yang dimesin lebih mudah. Pewarna tertanam dalam lapisan luar keras bahagian aluminium dengan mencari jalan mereka ke bahagian berliang lapisan luar. Akhirnya, ia juga menjadikan mereka sangat tidak mungkin serpihan atau terkelupas.

Kebolehkitar semula

Pemesinan CNC menghasilkan banyak sisa dalam kepingan yang hilang sebagai cip atau potongan tambahan bit. Oleh itu, adalah berfaedah untuk menggunakan bahan kitar semula seperti aluminium. Tidak dinafikan, aluminium mempunyai kebolehkitar semula yang tinggi, menjadikannya sesuai untuk perniagaan yang ingin mengurangkan pembaziran sumber bahan dan meminimumkan perbelanjaan dan kesan alam sekitar mereka.

Pemesinan CNC Aluminium: Alternatif

Walaupun aluminium mempunyai faedah teras dan kelebihannya sebagai bahan pemesinan CNC, ia pastinya tidak optimum untuk setiap syarikat. Seperti mana-mana bahan lain, aluminium mempunyai batasan dan kelemahannya. Sebagai contoh, perniagaan mungkin melihat pilihan lain untuk mengelakkan kerosakan alatan akibat salutan oksida. Selain itu, mereka juga mungkin ingin mencari alternatif yang lebih murah seperti keluli atau yang mempunyai kos tenaga yang lebih rendah untuk pengeluaran daripada aluminium.
Beberapa alternatif kepada aluminium yang boleh digunakan untuk pemesinan dibincangkan di bawah, bersama dengan perbezaan ketara dan persamaan yang mereka pegang berbanding dengan aluminium itu sendiri.

Metals

Keluli & Keluli Tahan Karat

Keluli dan keluli tahan karat adalah lebih baik daripada aluminium kerana dua sebab penting: kekuatan dan berapa banyak suhu yang mereka boleh tahan. Aluminium ketinggalan dari segi kedua-dua sifat ini. Walau bagaimanapun, keluli jauh lebih berat daripada aluminium logam ringan dan secara perbandingan kurang boleh dimesin juga. Sementara itu, keluli juga membawa kekerasan yang lebih tinggi daripada aluminium.
Walau apa pun, untuk aplikasi berasaskan kekuatan seperti yang melibatkan tekanan tinggi dan kimpalan kuat, keluli dan keluli tahan karat digunakan secara meluas untuk pemesinan CNC. Keluli juga tahan kepada suhu yang sangat tinggi, dan keluli tahan karat boleh menjadi tahan kakisan apabila dirawat haba. Oleh itu, apabila suhu adalah faktor penting, keluli mencuri kemenangan ke atas aluminium untuk kebolehmesinan.

Titanium

Titanium adalah lebih baik daripada aluminium apabila ia merujuk kepada nisbah kekuatan-ke-berat yang luar biasa tetapi jauh lebih mahal untuk digunakan jika dibandingkan dengan aluminium. Walaupun aluminium juga mempunyai nisbah kekuatan-ke-berat yang baik, titanium membawa kekuatan dua kali ganda untuk berat yang sama. Di samping itu, kedua-dua bahan adalah sangat berkesan dari segi rintangan kakisan.
Semua faktor ini dipertimbangkan, titanium adalah pengganti yang optimum apabila ringan adalah faktor utama. Pada masa yang sama, bajet pembuatan yang fleksibel harus kekal. Industri aeroangkasa dan penjagaan kesihatan menggunakannya untuk komponen pesawat dan peranti perubatan, masing-masing.

Magnesium

Magnesium adalah pilihan yang lebih baik untuk pemesinan kerana kebolehmesinan yang lebih tinggi dan jauh ringan daripada aluminium. Walaupun magnesium tidak dianggap sebagai bahan pemesinan biasa, ia adalah salah satu bahan yang paling boleh dimesin. Dengan menggunakan magnesium dalam pemesinan, proses menghasilkan lebih pantas dan lebih cekap secara perbandingan.
Namun begitu, magnesium mempunyai kelemahannya mengenai keselamatan pemesinan dan rintangan kakisan yang tidak mencukupi. Juga, ia adalah logam alkali yang sangat mudah terbakar dan meruap. Oleh itu, cip yang dibuat semasa pemesinan boleh menjadi bahaya kebakaran, yang tidak boleh dibuang oleh air tetapi lebih teruk. Oleh itu, berhati-hati diperlukan semasa membersihkan serpihan.

Brass

Walaupun agak mahal daripada aluminium, loyang adalah pilihan yang lebih baik untuk aplikasi estetik khusus untuk penampilan keemasan dan kebolehmesinan yang tinggi. Setakat aplikasinya, injap, muncung, komponen struktur dan pesanan volum tinggi mendapat manfaat daripada loyang.

Tembaga

Oleh kerana ia dihasilkan dengan kekonduksian elektrik tertinggi, kuprum menggantikan semua logam lain dalam hal ini. Ia berkongsi sifat yang berbeza dengan aluminium juga. Dengan kekonduksian yang dimilikinya, ia sesuai untuk digunakan dalam aplikasi elektrik. Ingat bahawa tembaga tulen sukar untuk dimesin. Tetapi aloi tembaga mungkin menawarkan kebolehmesinan yang agak serupa dengan gred aluminium yang popular.

Termoplastik Kejuruteraan

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 (Delrin)

Untuk kebolehmesinan, POM (Delrin) menandingi aluminium dan logam yang mempunyai sifat yang serupa. Selanjutnya, POM mempunyai kekuatan yang sangat tinggi berbanding dengan plastik lain, walaupun ia mempunyai takat lebur yang rendah. Bahan ini juga bertindak sebagai penebat elektrik, sesuai untuk bahagian penutup elektrik, dan mempunyai geseran yang rendah. Walau bagaimanapun, ia tidak mempunyai rintangan haba dan kekuatan jika dibandingkan dengan aluminium.

PTFE (Teflon)

PTFE (Teflon) ialah satu lagi termoplastik yang sangat boleh dimesin yang bertindak sebagai penebat elektrik yang sangat baik dengan geseran yang sangat rendah. Tetapi PTFE memegang kelebihan dalam tahan terhadap suhu tinggi (sehingga 260°C), yang menjadikannya calon yang baik untuk aplikasi suhu tinggi. PTFE juga sangat tahan bahan kimia, menjadikannya sesuai untuk bahagian dalam industri makanan. Semasa melihat bahagian bawah gambar, PTFE memang kurang kekuatan berbanding aluminium.

MENGINTIP

Walaupun PEEK sukar untuk dimesin, ia adalah termoplastik dengan kekuatan tinggi dan kestabilan haba, dengan rintangan suhu sehingga 260°C. Ia terkenal dengan bahagian pemesinan seperti injap, galas, pam, muncung, atau bahagian tertentu dalam bidang perubatan.
Tetapi ambil perhatian bahawa PEEK jauh lebih mahal daripada kebanyakan bahan dalam senarai ini. Oleh itu, ia dimesin hanya untuk tujuan khusus aplikasi, di mana aluminium atau alternatif lain tidak boleh digunakan.

Lebih banyak

Plastik lain yang boleh dimesin, biasanya tidak serupa dengan aluminium, melibatkan ABS, PC, ABS+PC, PS, PP, PMMA (Akrilik), PCGF30, PAGF30, HDPE, DHPE dan PPS.

Menggabungkan Pemesinan CNC Aluminium Dengan Proses Lain

Katakan satu pengilang ingin menggunakan aluminium tanpa mengira aplikasi yang menghalangnya secara merugikan. Dalam kes itu, penyelesaian kepada masalah adalah dengan menggunakan gabungan proses pembuatan bersama pembuatan CNC. Akhirnya, ia akan membantu mencipta bahagian yang lebih kompleks dan berprestasi tinggi yang diperbuat daripada aluminium. Selain itu, ia akan memaksimumkan kefungsian aluminium dan menambah faedah proses berbeza yang terlibat.
Pemesinan CNC merujuk kepada proses pembuatan semua-dalam-satu. Ia boleh mengubah suai, menapis atau bekerja pada bahagian yang dibuat menggunakan kaedah lain seperti proses penyemperitan, tuangan dan penempaan. Produk setiap satu ini boleh dilengkapkan dengan proses pemesinan untuk menaik taraf bahagian aluminium.

Penyemperitan Aluminium serta Pemesinan CNC Aluminium

Penyemperitan menghasilkan komponen memanjang dengan profil berterusan melalui laluan logam cair melalui apertur dalam acuan. The aluminium proses penyemperitan terbukti berkesan untuk keratan rentas kompleks dan bahagian berfungsi dengan kemasan permukaan yang tinggi. Namun, ia mempunyai skop yang terhad kerana keperluan keratan rentas tersebut untuk konsisten di seluruh bahagian.
Walau bagaimanapun, cara mengatasi masalah ini adalah dengan mengubah suai bahagian selepas penyemperitan dan pasca mesin di pusat pemesinan CNC aluminium. Ia mudah untuk gred aluminium seperti 6061 & 6063 untuk sifat mudah ditempa, boleh dimesinan dan mulur. Oleh itu, menggabungkan kedua-dua kaedah adalah cara terbaik untuk menghasilkan komponen berdaya tahan dengan geometri yang kompleks dan tidak teratur.

Die Casting serta Pemesinan CNC Aluminium

Kaedah lain ialah tuangan die tekanan. Proses ini melibatkan logam cair yang dipaksa masuk ke dalam rongga acuan dengan tekanan tinggi. Die keluli alat adalah mahal untuk dihasilkan, itulah sebabnya proses ini digunakan terutamanya untuk pembuatan pukal. Sementara itu, bahagian cetakan aluminium mempunyai kemasan permukaan yang sangat baik dan konsistensi dimensi.
Menggabungkan tuangan mati dengan pemesinan CNC aluminium atau menambah potongan tambahan dengan pusat pemesinan menghasilkan bahagian dengan kemasan yang luar biasa. Ia boleh menghasilkan geometri yang lebih kompleks yang tidak boleh diperolehi oleh kedua-dua proses itu sendiri. Tuangan die graviti diutamakan pada tuangan die tekanan jika pengurangan kos diutamakan berbanding penciptaan dinding berketepatan tinggi atau nipis.

Penempaan ditambah Pemesinan CNC Aluminium

Penempaan masih merupakan proses yang popular dengan banyak aloi aluminium yang boleh dimesin. Ia melibatkan kaedah konvensional membentuk logam menggunakan daya mampatan, selalunya dihantar melalui pukulan dengan tukul. Sebagai contoh, aluminium 6061 ialah aloi standard yang menggunakan kaedah ini.
Selepas penempaan, kepingan boleh dimesinan pasca dengan pusat pemesinan CNC. Bahagian palsu adalah lebih teguh daripada bahagian mesin sepenuhnya atau tuangan sepenuhnya. Menambah pemesinan selepas itu membolehkan kami mencipta geometri yang kompleks. Walau bagaimanapun, ia tidak menjejaskan integriti bahagian itu sepenuhnya.

Kata Akhir

We hope that this read will serve as a full-fledged guide. It will answer all your queries on aluminum CNC machining, the process itself, its advantages, and the alternatives, such as other metals and thermoplastics, at hand in today’s market. After reading this article, we are sure you may choose the product and method that suits your manufacturing requirements.