Mga Benepisyo at Posibleng Alternatibo sa Aluminum CNC Machining

Aluminum CNC Machining
Aluminum CNC Machining

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.
Kasama ng mga katangian nito, ang aluminyo ay nagsisilbi rin ng ilang mga pakinabang para sa CNC machining sa pamamagitan ng paggawa ng proseso na mas simple at pinahusay. Ang aluminyo ay nagbibigay ng mahusay na machinability, isang kadahilanan na madalas na hindi sinusunod sa iba pang mga metal na may katulad na mga katangian. Gayundin, ang aluminyo ay medyo malambot at epektibong madaling gupitin, i-chip, hugis, at ipasok ng mga tool. Kung ikukumpara sa iba pang karaniwang ginagamit na mga metal tulad ng bakal at bakal, ang paggawa ng aluminyo ay tatlong beses na mas mabilis.
Ngayon, tatalakayin ng artikulong ito ang mga pangunahing bentahe ng aluminyo CNC machining, kabilang ang kung bakit ito ay sikat sa prototyping at mga proseso ng produksyon. Titingnan din natin ang ilang alternatibo sa aluminyo at mga materyales, gaya ng engineering thermoplastics at metal na maaaring magbigay ng karagdagang hanay ng mga benepisyo at feature na katulad ng aluminum.

Aluminum CNC Machining: Mga Benepisyo

  • Machinability
  • Paglaban sa Kaagnasan
  • Lakas-sa-timbang ratio
  • Electrical conductivity
  • Potensyal ng anodization
  • Recyclable

Machinability

Dahil sa pagiging mas naa-access nito sa machining, ang aluminyo ay ang priyoridad na pagpipilian para sa mga inhinyero para sa kanilang mga machined parts. Sa anumang kaso, ang puntong dapat isaalang-alang dito ay hindi lamang ang machinist ang nakikinabang dito. Parehong ang mga negosyong nagbibigay ng mga bahaging ito at ang mga end-user na gumagamit ng mga ito ay nakakakuha ng makabuluhang benepisyo mula lamang sa pagmachining ng mga piyesa mula sa aluminyo.
Ang aluminyo ay madaling i-chip at hugis, na nagdadala ng bilis at katumpakan kapag nag-cut gamit ang CNC machining tool. Ang isang mas maikling time frame ng trabaho sa machining ay humahantong din sa pangkalahatang proseso na nasa mas mababang gastos dahil sa mas kaunting paggawa (mula sa machinist) at oras ng pagpapatakbo (mula sa makina) na mga kinakailangan. Ang isa pang benepisyo ay maliit na pagpapapangit habang ang cutting tool ay dumaan sa piraso ng metal. Nagbibigay-daan ito para sa higit na katumpakan at pagkakapare-pareho ng proseso, salamat sa mas mahigpit na pagpapaubaya sa materyal (sa paligid ng ±0.025 mm).

Paglaban sa Kaagnasan

Ang aluminyo ay may iba't ibang grado na nag-iiba sa corrosion resistance, na tumutukoy sa kakayahang makatiis sa oksihenasyon at pinsala sa kemikal. Ang pinakakaraniwang ginagamit na grado para sa aluminum CNC machining ay corrosion resistance. Halimbawa, ang 6061 ay isa sa ganoong grado na nag-aalok ng hindi kapani-paniwalang paglaban sa kaagnasan. Ginagawa ito ng ibang mga haluang metal sa ilalim ng spectrum ng lakas. Sa kaibahan, ang mga matibay na aluminyo na haluang metal ay hindi gaanong lumalaban sa kaagnasan dahil sa pagkakaroon ng haluang metal na tanso.

Ratio ng Lakas-Sa-Timbang

Ang aluminyo ay perpekto para sa mga kritikal na mekanikal at aspetong bahagi dahil sa maraming pisikal na katangian nito, tulad ng mataas na lakas at magaan. Ang dalawang ito, sa partikular, ay ginagawa itong isang magandang materyal para sa kritikal na bahagi ng pagmamanupaktura sa aerospace at mga industriya ng sasakyan. Dalawang halimbawa mula sa mga industriyang ito na gumagamit ng aluminum para sa machining ay mga aircraft fitting at automotive shafts.
Gayunpaman, mahalagang tandaan na ang bawat grado ng aluminyo ay hindi maaaring gamitin para sa parehong mga layunin. Iyon ay dahil ang bawat grado ay nagdadala ng ratio ng lakas-sa-timbang, na lumilikha ng pagkakaiba sa mga aplikasyon. Kasama sa mga grado sa pangkalahatang paggamit ang 6061, habang ang 7075 ay kabilang sa mga grado ng mas mataas na lakas at angkop para sa mga application na nakabatay sa presyon, gaya ng aerospace at marine parts.

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



Electrical Conductivity

Ang aluminyo ay isang mahusay na konduktor ng kuryente, sa humigit-kumulang 37.7 milyong siemens bawat metro sa temperatura ng silid para sa purong aluminyo (nahuhulog hindi masyadong malayo sa likod ng tanso). Gumagawa ito ng mga bahagi ng CNC machined mula sa aluminyo upang magsilbing kapaki-pakinabang para sa mga de-koryenteng bahagi at iba pa. Higit pa rito, ang mga haluang metal ay maaaring bahagyang mas mababa sa conductivity. Gayunpaman, ang mga materyales na aluminyo ay higit na mas conductive kaysa sa mga karaniwang ginagamit na materyales tulad ng hindi kinakalawang na asero.

Potensyal ng Anodization

Ang anodization ay ang proseso ng paggamit ng surface finishing procedure para pakapalin ang protective, oxidized na panlabas na layer ng isang metal na bahagi. Ito ay tumutukoy sa isang bagay na maaaring gawin sa ilang mga metal, tulad ng aluminyo. Ang feature na ito ay nagdaragdag sa katanyagan ng aluminum metal sa buong industriya ng consumer electronics sa kasalukuyan dahil sa mas mataas nitong ratio ng strength-to-weight at aesthetic na mga pagsasaalang-alang. Alinsunod dito, ang aluminyo ay receptive sa mga pintura at tints at maaaring i-anodize.
Ang proseso ng anodization ay nagaganap pagkatapos isagawa ang aluminum CNC machining. Isinasama nito ang pangkalahatang proseso ng electrolytic. Ang isang electric current ay dumaan sa machined na bahagi sa ilalim ng pagkilos ng isang electrolytic acid bath. Dahil dito, nagbibigay ito ng isang piraso ng aluminyo na mas lumalaban sa mga elemento ng kaagnasan at pisikal na epekto.
Ang pagbabalik sa pagiging customizability, ginagawa ng anodizing ang panlabas na layer na sobrang buhaghag, na ginagawang mas madali ang pagdaragdag ng kulay sa machined aluminum part. Nai-embed ang mga tina sa matigas na panlabas na layer ng bahagi ng aluminyo sa pamamagitan ng paghahanap ng mga ito sa mga butas na bahagi ng panlabas na layer. Sa kalaunan, ito rin ay ginagawang napaka-malamang na hindi sila ma-chip o matuklap.

Recyclable

Ang CNC machining ay gumagawa ng maraming basura sa mga piraso na nawala bilang mga chip o ginupit na mga karagdagang piraso. Kaya naman, kapaki-pakinabang ang paggamit ng mga recyclable na materyales tulad ng aluminyo. Walang alinlangan, ang aluminyo ay may mataas na recyclability, na ginagawa itong perpekto para sa mga negosyong gustong bawasan ang pag-aaksaya ng materyal na mapagkukunan at bawasan ang kanilang paggasta at epekto sa kapaligiran.

Aluminum CNC Machining: Mga Alternatibo

Habang ang aluminyo ay may mga pangunahing benepisyo at pakinabang bilang isang CNC machining material, tiyak na hindi ito pinakamainam para sa bawat kumpanya. Tulad ng anumang iba pang materyal, ang aluminyo ay may mga limitasyon at kawalan nito. Halimbawa, maaaring tumingin ang mga negosyo sa iba pang mga opsyon upang maiwasan ang mga pinsala sa tooling dahil sa oxide coating. Maliban diyan, maaari din nilang hanapin ang isang mas murang alternatibo tulad ng bakal o isa na may mas mababang gastos sa enerhiya para sa produksyon kaysa sa aluminyo.
Ang ilang mga alternatibo sa aluminyo na maaaring gamitin para sa machining ay tinalakay sa ibaba, kasama ang mga makabuluhang pagkakaiba at pagkakatulad na hawak nila kumpara sa aluminyo mismo.

Mga metal

bakal at hindi kinakalawang na asero

Ang bakal at hindi kinakalawang na asero ay mas mahusay kaysa sa aluminyo para sa dalawang makabuluhang dahilan: lakas at kung gaano karaming temperatura ang maaari nilang labanan. Ang aluminyo ay nabibilang sa mga tuntunin ng parehong mga katangiang ito. Gayunpaman, ang bakal ay mas mabigat kaysa sa magaan na metal na aluminyo at medyo hindi gaanong machinable. Samantala, ang mga bakal ay nagdadala din ng mas mataas na tigas kaysa sa aluminyo.
Anuman, para sa mga application na nakabatay sa lakas tulad ng mga kinasasangkutan ng mataas na stress at malakas na welds, ang bakal at hindi kinakalawang na asero ay malawakang ginagamit para sa CNC machining. Ang bakal ay lumalaban din sa napakataas na temperatura, at ang hindi kinakalawang na asero ay maaaring maging lumalaban sa kaagnasan kapag ginagamot sa init. Kaya, kung saan ang temperatura ay isang mahalagang kadahilanan, ang bakal ay nagnanakaw ng panalo sa aluminyo para sa machinability.

titan

Ang titanium ay mas mahusay kaysa sa aluminyo pagdating sa pambihirang ratio ng lakas-sa-timbang ngunit malayong mas magastos kung ihahambing sa aluminyo. Bagaman ang aluminyo ay may disenteng ratio ng lakas-sa-timbang, ang titanium ay nagdadala ng dalawang beses sa lakas para sa isang katulad na timbang. Kasabay nito, ang parehong mga materyales ay lubos na epektibo sa mga tuntunin ng paglaban sa kaagnasan.
Ang lahat ng mga kadahilanang ito ay isinasaalang-alang, ang titanium ay isang pinakamainam na kapalit kapag ang magaan ay isang pangunahing kadahilanan. Kasabay nito, dapat manatili ang isang nababaluktot na badyet sa pagmamanupaktura. Ginagamit ito ng mga industriya ng aerospace at healthcare para sa mga bahagi ng sasakyang panghimpapawid at mga medikal na kagamitan, ayon sa pagkakabanggit.

Magnesium

Magnesium ay ang mas mahusay na opsyon para sa machining dahil sa mas mataas na machinability at pagiging malayong magaan kaysa sa aluminyo. Bagama't ang magnesium ay hindi itinuturing na karaniwang machining material, ito ay isa sa mga pinaka-machinable na materyales. Sa pamamagitan ng paggamit ng magnesium sa machining, ang mga proseso ay nagreresulta sa pagiging mas mabilis at mas mahusay sa paghahambing.
Gayunpaman, ang magnesiyo ay may mga downsides tungkol sa kaligtasan ng machining at hindi sapat na paglaban sa kaagnasan. Gayundin, ito ay isang mataas na nasusunog at pabagu-bago ng isip na alkali metal. Samakatuwid, ang mga chips na ginawa sa panahon ng machining ay maaaring maging isang panganib sa sunog, na hindi maaaring ibaba ng tubig ngunit sa halip ay pinalala. Samakatuwid, ang pag-iingat ay kinakailangan kapag naglilinis ng mga labi.

Tanso

Kahit na medyo mahal kaysa sa aluminyo, ang tanso ay isang mas mahusay na pagpipilian para sa mga partikular na aesthetic na aplikasyon para sa ginintuang hitsura at mataas na machinability nito. Sa abot ng mga aplikasyon nito, ang mga balbula, nozzle, mga bahagi ng istruktura, at mga order na may mataas na volume ay nakikinabang sa tanso.

tanso

Dahil ito ay may pinakamataas na electric conductivity, pinapalitan ng tanso ang lahat ng iba pang mga metal sa bagay na ito. Nagbabahagi din ito ng iba't ibang katangian sa aluminyo. Sa pamamagitan ng conductivity na mayroon ito, ito ay kanais-nais para sa paggamit sa mga electrical application. Tandaan na ang purong tanso ay mahirap i-machine. Ngunit ang mga tansong haluang metal ay maaaring mag-alok ng medyo katulad na machinability sa mga sikat na grado ng aluminyo.

Mga Thermoplastic ng Engineering

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)

Para sa machinability, ang POM (Delrin) ay nakikipagkumpitensya sa aluminyo at mga metal na magkatulad na katangian. Dagdag pa, ang POM ay may napakataas na lakas kumpara sa anumang iba pang plastik, kahit na ito ay may mababang punto ng pagkatunaw. Ang materyal ay gumaganap din bilang isang electrical insulator, ay angkop para sa mga bahagi ng electric enclosure, at may mababang friction. Gayunpaman, wala itong paglaban sa init at lakas kung ihahambing sa aluminyo.

PTFE (Teflon)

Ang PTFE (Teflon) ay isa pang napakamachinable na thermoplastic na gumaganap bilang isang mahusay na electrical insulator na may napakababang friction. Ngunit pinangangasiwaan ng PTFE ang pagiging lumalaban sa mataas na temperatura (hanggang sa 260°C), na ginagawa itong isang disenteng kandidato para sa mga application na may mataas na temperatura. Ang PTFE ay lubos ding lumalaban sa kemikal, na ginagawa itong perpekto para sa mga bahagi sa industriya ng pagkain. Habang tinitingnan ang downside ng larawan, kulang ang lakas ng PTFE kumpara sa aluminum.

SILIP

Bagama't mahirap i-machine ang PEEK, ito ay isang thermoplastic na may mataas na lakas at thermal stability, na may paglaban sa mga temperatura na hanggang 260°C. Ito ay sikat sa paggawa ng mga bahagi tulad ng mga balbula, bearings, pump, nozzle, o ilang partikular na bahagi sa medisina.
Ngunit tandaan na ang PEEK ay mas mahal kaysa sa karamihan ng mga materyales sa listahang ito. Kaya, ito ay ginawang makina para lamang sa mga layuning partikular sa aplikasyon, kung saan ang aluminyo o iba pang mga alternatibo ay hindi magagamit.

Pa

Ang iba pang machinable na plastik, na karaniwang hindi katulad ng aluminum, ay kinabibilangan ng ABS, PC, ABS+PC, PS, PP, PMMA (Acrylic), PCGF30, PAGF30, HDPE, DHPE, at PPS.

Pinagsasama ang Aluminum CNC Machining Sa Iba Pang Mga Proseso

Ipagpalagay na nais ng isang tagagawa na gumamit ng aluminyo anuman ang mga aplikasyon na humahadlang dito sa isang kawalan. Sa kasong iyon, isang solusyon sa problema ay ang paggamit ng kumbinasyon ng mga proseso ng pagmamanupaktura kasama ng pagmamanupaktura ng CNC. Sa huli, makakatulong ito na lumikha ng mas kumplikado at mas mahusay na pagganap ng mga bahagi na gawa sa aluminyo. Maliban diyan, mapakinabangan nito ang pag-andar ng aluminyo at idagdag ang mga benepisyo ng iba't ibang prosesong kasangkot.
Ang CNC machining ay tumutukoy sa isang all-in-one na proseso ng pagmamanupaktura. Maaari itong magbago, magpino, o magtrabaho sa mga bahaging ginawa gamit ang iba pang mga pamamaraan tulad ng extrusion, casting, at mga proseso ng forging. Ang mga produkto ng bawat isa sa mga ito ay maaaring dagdagan ng isang proseso ng machining upang i-upgrade ang mga bahagi ng aluminyo.

Aluminum Extrusion kasama ang Aluminum CNC Machining

Ang extrusion ay gumagawa ng isang pinahabang bahagi na may tuluy-tuloy na profile sa pamamagitan ng pagpasa ng tinunaw na metal sa pamamagitan ng isang aperture sa isang die. Ang aluminyo Ang proseso ng extrusion ay nagpapatunay na mabisa para sa mga kumplikadong cross-section at functional na mga bahagi na may mataas na surface finish. Gayunpaman, mayroon itong limitadong saklaw dahil sa pangangailangan ng mga cross-section na iyon na maging pare-pareho sa kabuuan ng piraso.
Gayunpaman, ang isang paraan sa problemang ito ay upang baguhin ang bahagi pagkatapos ng pagpilit at post-machine sa isang aluminum CNC machining center. Ito ay maginhawa para sa mga grado ng aluminyo tulad ng 6061 at 6063 para sa kanilang malleable, machinable, at ductile properties. Samakatuwid, ang pagsasama-sama ng parehong mga pamamaraan ay isang mahusay na paraan upang makabuo ng mga nababanat na bahagi na may kumplikado at hindi regular na mga geometry.

Die Casting kasama ang Aluminum CNC Machining

Ang isa pang paraan ay ang pressure die casting. Ang proseso ay nagsasangkot ng tinunaw na metal na pinipilit sa isang lukab ng amag na may mataas na presyon. Ang tool steel dies ay mahal upang makagawa, kaya naman ang proseso ay pangunahing ginagamit para sa bulk manufacturing. Pansamantala, ang mga bahagi ng aluminum die-cast ay may mahusay na pagtatapos sa ibabaw at pagkakapare-pareho ng dimensional.
Ang pagsasama-sama ng die-casting sa aluminum CNC machining o pagdaragdag ng mga karagdagang cut na may machining center ay lumilikha ng mga bahagi na may kakaibang finish. Maaari itong makabuo ng mas kumplikadong mga geometry na hindi makukuha ng alinman sa mga proseso sa kanilang sarili. Ang gravity die casting ay pinapaboran sa pressure die casting kung ang pagbawas sa gastos ay inuuna kaysa sa mataas na katumpakan o paggawa ng manipis na mga pader.

Forging plus Aluminum CNC Machining

Ang forging ay popular pa rin na proseso na may maraming machinable aluminum alloys. Ito ay nagsasangkot ng maginoo na paraan ng paghubog ng metal gamit ang compressive force, kadalasang inihahatid sa pamamagitan ng paghampas ng martilyo. Halimbawa, ang aluminyo 6061 ay isang karaniwang haluang metal na gumagamit ng pamamaraang ito.
Pagkatapos ng forging, ang mga piraso ay maaaring post-machined gamit ang isang CNC machining center. Ang mga huwad na bahagi ay mas matatag kaysa sa ganap na makina o ganap na cast na mga bahagi. Ang pagdaragdag ng post-machining pagkatapos ay nagpapahintulot sa amin na lumikha ng mga kumplikadong geometries. Gayunpaman, hindi nito ganap na nakompromiso ang integridad ng bahagi.

Mga Pangwakas na Salita

Umaasa kami na ang pagbabasa na ito ay magsisilbing ganap na gabay. Sasagutin nito ang lahat ng iyong mga katanungan sa aluminum CNC machining, ang proseso mismo, ang mga pakinabang nito, at ang mga alternatibo, tulad ng iba pang mga metal at thermoplastics, na nasa merkado ngayon. Pagkatapos basahin ang artikulong ito, sigurado kami na maaari mong piliin ang produkto at pamamaraan na nababagay sa iyong mga kinakailangan sa pagmamanupaktura.