Alüminyum CNC İşlemenin Faydaları ve Olası Alternatifleri

Alüminyum CNC İşleme
Alüminyum CNC İşleme

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.
Alüminyum, özelliklerinin yanı sıra, süreci daha basit hale getirerek ve geliştirerek CNC işleme için çeşitli avantajlar sunar. Alüminyum, benzer özelliklere sahip diğer metallerde genellikle gözlenmeyen bir faktör olan mükemmel işlenebilirlik sağlar. Ayrıca, alüminyum nispeten yumuşaktır ve kesilmesi, ufalanması, şekillendirilmesi ve aletlerle delinmesi etkin bir şekilde kolaydır. Demir ve çelik gibi normal olarak kullanılan diğer metallerle karşılaştırıldığında, alüminyumun işlenmesi üç kat daha hızlıdır.
Bugün, bu makale alüminyumun başlıca avantajlarını tartışacak CNC işleme, neden prototipleme ve üretim süreçleriyle ünlü olduğu da dahil. Ayrıca alüminyuma ve alüminyuma benzer bir dizi ek fayda ve özellik sağlayabilen mühendislik termoplastikleri ve metaller gibi malzemelere çeşitli alternatifler de inceleyeceğiz.

Alüminyum CNC İşleme: Faydaları

  • işlenebilirlik
  • Korozyona Direnç
  • Güç-ağırlık oranı
  • Elektiriksel iletkenlik
  • eloksal potansiyeli
  • geri dönüştürülebilirlik

işlenebilirlik

İşleme için daha erişilebilir olması nedeniyle, alüminyum, işlenmiş parçalar için mühendisler için öncelikli seçimdir. Her halükarda burada dikkat edilmesi gereken nokta, bundan faydalanan tek kişinin makinist olmadığıdır. Hem bu parçaları tedarik eden işletmeler hem de bunları kullanan son kullanıcılar, alüminyumdan parçaların işlenmesinden önemli faydalar elde ediyor.
Alüminyumun talaşlanması ve şekillendirilmesi kolaydır, CNC işleme araçlarıyla kesim yaparken hız ve hassasiyet sağlar. İşleme işinin daha kısa bir zaman çerçevesi, daha az işçilik (makineciden) ve çalışma süresi (makineden) gereksinimleri nedeniyle genel sürecin çok daha az maliyetle olmasına yol açar. Diğer bir fayda, kesici takım metal parçadan geçerken küçük deformasyondur. Malzemede daha sıkı bir tolerans (yaklaşık ±0.025 mm) sayesinde işlemin daha doğru ve tutarlı olmasını sağlar.

Korozyona Direnç

Alüminyum, oksidasyona ve kimyasal hasara dayanma kabiliyetini ifade eden korozyon direncine göre değişen çeşitli derecelerde gelir. Alüminyum CNC işleme için en yaygın kullanılan kaliteler korozyon direncidir. Örneğin 6061, inanılmaz korozyon direnci sunan böyle bir kalitedir. Mukavemet spektrumunun altındaki diğer alaşımlar bunu yapar. Buna karşılık, güçlü alüminyum alaşımları, alaşımlı bakırın varlığı nedeniyle daha az korozyona dayanıklıdır.

Güç-Ağırlık Oranı

Alüminyum, yüksek mukavemet ve hafiflik gibi birçok fiziksel özelliğinden dolayı kritik mekanik ve görünüş parçaları için idealdir. Özellikle bu ikisi, onu havacılık ve otomobil endüstrilerinde kritik parça üretimi için iyi bir malzeme haline getiriyor. İşleme için alüminyum kullanan bu endüstrilerden iki örnek, uçak bağlantı parçaları ve otomotiv şaftlarıdır.
Bununla birlikte, her bir alüminyum sınıfının aynı amaçlar için kullanılamayacağını belirtmek önemlidir. Çünkü her kalite kendi mukavemet-ağırlık oranını taşır ve bu da uygulamalarda fark yaratır. Genel kullanım sınıfları 6061'i içerirken, 7075 daha yüksek mukavemetli sınıflar arasındadır ve havacılık ve denizcilik parçaları gibi basınca dayalı uygulamalar için uygundur.

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



Elektiriksel iletkenlik

Alüminyum iyi bir elektrik iletkenidir, saf alüminyum için oda sıcaklığında metre başına yaklaşık 37,7 milyon siemen (bakırın çok gerisinde değildir). Elektrikli bileşenler ve benzerleri için faydalı olması için CNC ile işlenmiş parçaları alüminyumdan yapar. Ayrıca, alaşımların iletkenliği biraz daha düşük olabilir. Yine de alüminyum malzemeler, paslanmaz çelik gibi yaygın olarak kullanılan malzemelerden çok daha iletkendir.

Eloksal Potansiyeli

Anotlama, bir metal parçanın koruyucu, oksitlenmiş dış tabakasını kalınlaştırmak için bir yüzey bitirme prosedürü kullanma işlemidir. Alüminyum gibi belirli metallerle yapılabilecek bir şeyi ifade eder. Bu özellik, daha yüksek mukavemet-ağırlık oranı ve estetik kaygıları nedeniyle günümüz tüketici elektroniği endüstrisinde alüminyum metalin popülaritesine katkıda bulunur. Buna göre, alüminyum boyalara ve renk tonlarına duyarlıdır ve anotlanabilir.
Eloksal işlemi, alüminyum CNC işleme gerçekleştirildikten sonra gerçekleşir. Genel elektrolitik süreci içerir. Elektrolitik asit banyosunun etkisi altında işlenmiş parçadan bir elektrik akımı geçirilir. Sonuç olarak, korozyona ve fiziksel darbe elemanlarına daha dayanıklı bir alüminyum parçası verir.
Özelleştirilebilirliğe geri dönersek, anotlama dış katmanı oldukça gözenekli hale getirir ve bu da işlenmiş alüminyum parçaya renk eklemeyi kolaylaştırır. Boyalar, dış katmanın gözenekli bölümlerine girerek alüminyum parçanın sert dış katmanına gömülür. Sonunda, aynı zamanda ufalanmalarını veya pul pul dökülmelerini de çok olası kılar.

geri dönüştürülebilirlik

CNC işleme, talaş olarak kaybolan veya fazladan kesilen parçalarda çok fazla atık üretir. Bu nedenle alüminyum gibi geri dönüştürülebilir malzemelerin kullanılmasında fayda vardır. Kuşkusuz, alüminyum yüksek geri dönüştürülebilirliğe sahiptir, bu da onu malzeme kaynak israfını azaltmak ve harcamalarını ve çevresel etkilerini en aza indirmek isteyen işletmeler için ideal kılar.

Alüminyum CNC İşleme: Alternatifler

Alüminyum, CNC işleme malzemesi olarak temel faydalarına ve avantajlarına sahip olsa da, kesinlikle her şirket için ideal değildir. Diğer herhangi bir malzeme gibi, alüminyumun da sınırlamaları ve dezavantajları vardır. Örneğin, işletmeler oksit kaplama nedeniyle takım hasarlarını önlemek için başka seçeneklere bakabilir. Bunun dışında, çelik gibi daha ucuz bir alternatif veya üretim için alüminyumdan daha düşük enerji maliyeti olan bir alternatif bulmak da isteyebilirler.
İşleme için kullanılabilecek bazı alüminyum alternatifleri, alüminyumun kendisine kıyasla sahip oldukları önemli farklılıklar ve benzerliklerle birlikte aşağıda tartışılmaktadır.

madenler

Çelik ve Paslanmaz Çelik

Çelik ve paslanmaz çelik, iki önemli nedenden dolayı alüminyumdan daha iyidir: dayanıklılık ve ne kadar sıcaklığa dayanabilecekleri. Alüminyum bu özelliklerin her ikisinde de geride kalmaktadır. Bununla birlikte çelik, hafif metal alüminyumdan çok daha ağırdır ve nispeten daha az işlenebilir. Bu arada çelikler ayrıca alüminyumdan daha yüksek bir sertlik taşır.
Ne olursa olsun, yüksek gerilimli ve güçlü kaynaklar içerenler gibi mukavemete dayalı uygulamalar için, CNC işleme için çelik ve paslanmaz çelik yaygın olarak kullanılır. Çelik ayrıca çok yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır ve paslanmaz çelik ısıl işlem gördüğünde korozyona dayanıklı hale gelebilir. Bu nedenle, sıcaklığın çok önemli bir faktör olduğu durumlarda çelik, işlenebilirlik açısından alüminyuma karşı üstünlük sağlar.

Titanyum

Olağanüstü güç-ağırlık oranı söz konusu olduğunda titanyum alüminyumdan daha iyidir, ancak alüminyumla karşılaştırıldığında çalışmak çok daha maliyetlidir. Alüminyum da aynı şekilde iyi bir güç-ağırlık oranına sahip olsa da, titanyum benzer bir ağırlık için iki katı güç taşır. Bunun yanında her iki malzeme de korozyon direnci açısından oldukça etkilidir.
Tüm bu faktörler göz önüne alındığında, hafiflik birincil faktör olduğunda titanyum en uygun ikamedir. Aynı zamanda, esnek bir üretim bütçesi kalmalıdır. Havacılık ve sağlık endüstrileri, sırasıyla uçak bileşenleri ve tıbbi cihazlar için kullanır.

Magnezyum

Magnezyum, daha yüksek işlenebilirliği ve alüminyumdan çok daha hafif olması nedeniyle işleme için daha iyi bir seçenektir. Magnezyum yaygın bir işleme malzemesi olarak kabul edilmese de, en çok işlenebilir malzemelerden biridir. Talaşlı imalatta magnezyum kullanılması, proseslerin nispeten daha hızlı ve daha verimli olmasını sağlar.
Bununla birlikte, magnezyumun işleme güvenliği ve yetersiz korozyon direnci ile ilgili dezavantajları vardır. Ayrıca, oldukça yanıcı ve uçucu bir alkali metaldir. Bu nedenle, işleme sırasında oluşan talaşlar, su tarafından azaltılamayan, aksine ağırlaştırılan bir yangın tehlikesi olabilir. Bu nedenle, döküntüleri temizlerken dikkatli olunması gerekir.

Pirinç

Alüminyumdan nispeten pahalı olmasına rağmen, altın görünümü ve yüksek işlenebilirliği nedeniyle pirinç, belirli estetik uygulamalar için daha iyi bir seçimdir. Uygulamaları söz konusu olduğunda, vanalar, nozullar, yapısal bileşenler ve yüksek hacimli siparişler pirinçten yararlanır.

Bakır

Bakır, en yüksek elektrik iletkenliği ile geldiği için bu konuda diğer tüm metallerin yerini almaktadır. Alüminyum ile de farklı özellikler paylaşır. Sahip olduğu iletkenlik ile elektrik uygulamalarında kullanıma uygundur. Saf bakırın işlenmesinin zor olduğunu unutmayın. Ancak bakır alaşımları, popüler alüminyum kalitelerine nispeten benzer işlenebilirlik sunabilir.

Mühendislik Termoplastikleri

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)

İşlenebilirlik için POM (Delrin), alüminyum ve benzer özelliklere sahip metallerle rekabet eder. Ayrıca, POM, düşük bir erime noktasına sahip olmasına rağmen, diğer plastiklere kıyasla çok yüksek mukavemete sahiptir. Malzeme aynı zamanda elektrik yalıtkanı görevi görür, elektrik mahfaza parçaları için uygundur ve düşük sürtünmeye sahiptir. Bununla birlikte, alüminyum ile karşılaştırıldığında ısı direnci ve mukavemetinden yoksundur.

PTFE (Teflon)

PTFE (Teflon), çok düşük sürtünme ile mükemmel bir elektrik yalıtkanı görevi gören, yüksek düzeyde işlenebilir bir başka termoplastiktir. Ancak PTFE, yüksek sıcaklıklara (260 °C'ye kadar) dayanıklılık konusunda üstünlük sağlar ve bu da onu yüksek sıcaklık uygulamaları için iyi bir aday yapar. PTFE ayrıca kimyasal olarak oldukça dirençlidir ve bu da onu gıda endüstrisindeki parçalar için ideal hale getirir. Resmin olumsuz tarafına bakıldığında, PTFE'nin alüminyuma kıyasla mukavemeti yok.

DİKİZLEMEK

PEEK'in işlenmesi zor olsa da, 260 °C'ye kadar sıcaklık direncine sahip, yüksek mukavemetli ve termal kararlılığa sahip bir termoplastiktir. Valfler, yataklar, pompalar, nozullar veya tıptaki belirli parçalar gibi parçaların işlenmesiyle ünlüdür.
Ancak PEEK'in bu listedeki çoğu malzemeden çok daha pahalı olduğunu unutmayın. Bu nedenle, yalnızca alüminyum veya diğer alternatiflerin kullanılamadığı durumlarda uygulamaya özel amaçlar için işlenir.

Daha

Tipik olarak alüminyuma benzemeyen diğer işlenebilir plastikler arasında ABS, PC, ABS+PC, PS, PP, PMMA (Akrilik), PCGF30, PAGF30, HDPE, DHPE ve PPS bulunur.

Alüminyum CNC İşlemeyi Diğer Proseslerle Birleştirmek

Bir üreticinin, alüminyumu dezavantajlı bir şekilde caydıran uygulamalardan bağımsız olarak kullanmak istediğini varsayalım. Bu durumda, sorunun çözümü, CNC imalatının yanı sıra imalat süreçlerinin bir kombinasyonunu kullanmaktır. Sonuç olarak, alüminyumdan yapılmış daha karmaşık ve daha yüksek performanslı parçalar oluşturmaya yardımcı olacaktır. Bunun dışında, alüminyum işlevselliğini en üst düzeye çıkaracak ve ilgili farklı süreçlerin faydalarını ekleyecektir.
CNC işleme, hepsi bir arada bir üretim sürecini ifade eder. Ekstrüzyon, döküm ve dövme işlemleri gibi diğer yöntemlerle yapılan parçaları değiştirebilir, iyileştirebilir veya üzerinde çalışabilir. Bunların her birinin ürünleri, alüminyum parçaları yükseltmek için bir işleme süreci ile tamamlanabilir.

Alüminyum Ekstrüzyon artı Alüminyum CNC İşleme

Ekstrüzyon, bir kalıptaki bir açıklıktan erimiş metalin geçişi boyunca sürekli bir profile sahip uzun bir bileşen üretir. NS alüminyum ekstrüzyon işlemi, yüksek yüzey kalitesine sahip karmaşık kesitler ve fonksiyonel parçalar için etkili olduğunu kanıtlıyor. Yine de, bu kesitlerin parça boyunca tutarlı olması gerekliliği nedeniyle sınırlı bir kapsamı vardır.
Bununla birlikte, bu sorunu aşmanın bir yolu, parçayı bir alüminyum CNC işleme merkezinde ekstrüzyon ve makine sonrası modifiye etmektir. Dövülebilir, işlenebilir ve sünek özellikleri nedeniyle 6061 ve 6063 gibi alüminyum kaliteleri için uygundur. Bu nedenle, her iki yöntemi birleştirmek, karmaşık ve düzensiz geometrilere sahip esnek bileşenler üretmenin harika bir yoludur.

Pres Döküm artı Alüminyum CNC İşleme

Diğer bir yöntem ise basınçlı dökümdür. İşlem, erimiş metalin yüksek basınçla bir kalıp boşluğuna zorlanmasını içerir. Takım çeliği kalıplarının üretilmesi pahalıdır, bu nedenle proses esas olarak toplu imalat için kullanılır. Bu arada, alüminyum pres döküm parçalar mükemmel bir yüzey kalitesine ve boyutsal tutarlılığa sahiptir.
Alüminyum CNC işleme ile pres dökümü birleştirmek veya bir işleme merkezi ile ek kesimler eklemek, olağanüstü bir cilaya sahip parçalar oluşturur. Süreçlerin hiçbirinin kendi başına elde edemediği daha karmaşık geometriler üretebilir. Yüksek hassasiyet veya ince duvar oluşturma yerine maliyet düşürmeye öncelik veriliyorsa, basınçlı dökümde yerçekimi kalıp dökümü tercih edilir.

Dövme artı Alüminyum CNC İşleme

Dövme, birçok işlenebilir alüminyum alaşımı ile hala popüler bir işlemdir. Genellikle bir çekiçle vurularak uygulanan, sıkıştırma kuvveti kullanılarak metal şekillendirmenin geleneksel yöntemini içerir. Örneğin, alüminyum 6061, bu yöntemi kullanan standart bir alaşımdır.
Dövme işleminden sonra parçalar bir CNC işleme merkezi ile işlenebilir. Dövme parçalar, tamamen işlenmiş veya tamamen döküm parçalardan daha sağlamdır. Daha sonra işleme sonrası eklemek, karmaşık geometriler oluşturmamıza olanak tanır. Ancak, parçanın bütünlüğünü tamamen tehlikeye atmaz.

Son sözler

Bu okumanın tam teşekküllü bir rehber olacağını umuyoruz. Alüminyum CNC işleme, prosesin kendisi, avantajları ve günümüz pazarındaki diğer metaller ve termoplastikler gibi alternatifler ile ilgili tüm sorularınızı yanıtlayacaktır. Bu makaleyi okuduktan sonra, üretim gereksinimlerinize uygun ürün ve yöntemi seçebileceğinizden eminiz.