AN-Prototype er en førende udbyder af CNC-bearbejdning af aluminium i Kina. Vi har et team af højt kvalificerede ingeniører, maskinmestre og kvalitetskontrolspecialister, der er i stand til at fremstille aluminiumsdele med nøjagtighed og præcision. Denne artikel forklarer nogle af de vigtigste fordele ved CNC-bearbejdning af aluminium – hvilket gør det til en af vores mest omfattende prototype- og produktionsprocesser – samtidig med at vi præsenterer tips til CNC-bearbejdning af aluminium.
- Pris: $$
- Tolerancer: 0.005 mm
- Vægtykkelse: 0.5 mm
- Leveringstid < 10 dage
- ISO 9001 & ISO 13485 certificeret
- 3-akset, 4-akset, 5-akset CNC-bearbejdning
- Maks. delstørrelse: 2000 * 1300 * 600 mm
Karakteristika af aluminiumslegering
Aluminium er et stærkt, ikke-magnetisk, omkostningseffektivt metallisk materiale. Det har gode mekaniske egenskaber og duktilitet. Dens duktilitet gør det muligt at lave den til aluminiumsfolie, mens dens duktilitet gør det muligt at trække aluminium ind i stænger og tråd. Aluminium er også meget modstandsdygtigt over for korrosion, da der naturligt dannes et beskyttende oxidlag, når aluminiumsblokken udsættes for luft. Aluminiums naturlige beskyttende lag gør det mere modstandsdygtigt over for korrosion end kulstofstål. Derudover er aluminium en god leder af varme og elektricitet, bedre end kulstofstål og rustfrit stål. Aluminium er hurtigere og lettere at CNC-bearbejde end stål og titanium, mens dets styrke-til-vægt-forhold gør det til et af de bedste valg til mange applikationer, der kræver et stærkt, hårdt materiale. Aluminium er uden sammenligning navnet på det mest udbredte metalelement, der findes i jordskorpen, hvilket er en del af grunden til, at det bruges i mange af de genstande, vi møder hver dag. Faktisk er aluminium det mest udbredte ikke-jernholdige metal, der findes både i almindelige genstande som aluminiumsfolie eller aluminiumsdåser og i ekstremt krævende applikationer som rumfartøjer og ubådsdele.
Selvfølgelig har aluminium nogle ulemper, det er ikke så hårdt som stål, hvilket gør det til et dårligt valg til dele, der er udsat for større stød eller ekstrem høj belastningsevne. Aluminium har også et markant lavere smeltepunkt (660°C sammenlignet med ståls lavere smeltepunkt på ca. 1400°C), så det kan ikke modstå ekstreme høje temperaturer.
Aluminium er populære materialer til CNC-bearbejdning
CNC-bearbejdning er en traditionel fremstillingsteknik, der bruger bor og drejeværktøjer til at skabe dele ved at fjerne materiale fra en solid blok af materiale. Processen er hurtig og meget gentagelig, hvilket gør den ideel til fremstilling af komplekse dele med snævre tolerancer. CNC-bearbejdning kan bearbejde næsten ethvert materiale, fra plast til metaller til glasfiber, hvor aluminium er et populært valg af alle. Gentagelser af CNC-maskiner har gjort aluminiumbearbejdning meget lettere, men det betyder ikke, at det er nemmere at fremstille aluminiumsdele, end det plejede at være. Med mange aluminiumskvaliteter (eller legeringer) på markedet i dag, vil succesen af dit CNC-aluminiumsprojekt afhænge af at vælge den bedst egnede aluminiumslegering og den bedst egnede CNC-bearbejdningsproces. Få metaller eller plastik kan matche den utrolige alsidighed af aluminium. CNC-bearbejdning af aluminium er tre til fire gange hurtigere end bearbejdning af andre almindelige materialer såsom stål og titanium.
Aluminiums fleksibilitet og imponerende styrke-til-vægt-forhold gør den ideel til brug som huden på alt fra biler og tog til fly og skibe. Dagens større vægt på brændstofeffektivitet og "letvægt" har set aluminium erstatte "tungmetaller" såsom rustfrit stål og kulstofstål, der traditionelt anvendes til fremstilling af komponenter og interne strukturer. Aluminiums høje korrosionsbestandighed undgår også de omfangsrige og dyre anti-korrosionsbelægninger, som andre materialer ofte kræver.
Takket være dens glatte sølvfinish er den også perfekt til elektroniske enheder som smartphones, bærbare computere, tablets og fladskærms-tv'er. For eksempel er mobiltelefonens kabinet lavet af Apple lavet af aluminium. Aluminium er et materiale, der er lettere end stål, stærkere end plastik, mere pålideligt, billigt, let tilgængeligt og uendeligt tilpasningsdygtigt.
- bearbejdelighed
Aluminium er let CNC-bearbejdet, så det kan skæres hurtigt og præcist med en CNC-maskine. Dette fører til nogle ønskværdige resultater: For det første mindre tid til CNC-bearbejdning, hvilket gør det billigere (da maskinisten har brug for mindre arbejdskraft, og selve maskinen kræver mindre tid at arbejde); for det andet betyder god skærebearbejdelighed mindre deformation af delen, når CNC skæreværktøjet skærer emnet. Dette gør det muligt for maskiner at overholde snævrere tolerancer (ned til ±0.005 mm) og resulterer i større præcision og repeterbarhed.
- Korrosionsbestandighed
Aluminiums elektriske ledningsevne bestemmer dets anvendelse ved fremstilling af elektriske komponenter. Selvom det ikke er så ledende som kobber, har rent aluminium en ledningsevne på omkring 37.7 millioner Siemens pr. meter ved stuetemperatur. Legeringer kan have lav elektrisk ledningsevne, men aluminiumsmaterialer er væsentligt mere ledende end materialer såsom rustfrit stål.
- Aluminium eloxering
CNC-bearbejdede aluminiumsdele er især populære i forbrugerelektronikindustrien, ikke kun for styrke- og vægtkrav, men også for folks voksende æstetiske krav. Aluminium er anodiseret for både at tilføje en beskyttende oxidfinish og opnå en farverig æstetik. For eksempel fremstiller Apple forskellige typer mobiltelefon-hylstre, som alle er anodiseret.
- Genanvendelighed
Aluminium kan genanvendes til over 95 %, hvilket gør det mere velegnet til virksomheder, der ønsker at minimere deres miljøpåvirkning. Genanvendelige materialer er meget vigtige for CNC-bearbejdning, for i CNC-bearbejdningsprocessen vil der være meget spild i form af spåner.
CNC-bearbejdningsteknologi af aluminium
CNC fræsning er brugen af et computerstyret system kombineret med et skæreværktøj eller fræser til at skære materiale fra en solid blok for at skabe dele lavet af materialer som metal, plastik, træ og glasfiber.
CNC-drejning er, når en stang af materiale holdes i en borepatron og roteres, mens et værktøj føres ind i emnet og fjerner materiale for at skabe delen i den ønskede form. CNC-drejede dele er for det meste cirkulære funktioner.
Schweizisk CNC-bearbejdning
CNC Swiss bearbejdning er en avanceret fremstillingsteknik, der anvender specialiseret værktøjsskæring designet til at bearbejde metalemner til komplekse, slanke eller sarte komponenter, der kræver snævre tolerancer.
CNC laserskæring
CNC-laserskæring bruger en fokuseret laserstråle med høj effekt til at skære eller gravere materiale for at danne tilpassede former. Det er meget nøjagtigt, især når du skærer komplekse former og små huller.
CNC-boring
CNC-boring er en bearbejdningsproces, der bruger et roterende skæreværktøj til at skabe et rundt hul i et emne. Disse huller er normalt til at rumme skruer eller bolte til monteringsformål.
CNC-tapping
CNC-tapping er processen med at skabe gevind på en del. Den skal bores med en hane og skrues i hullet, mens enden affases, så skruen eller bolten kan skrues i hullet.
Synke EDM
Sinker EDM er processen med at nedsænke to ledende dele i noget isolerende væske (dielektrisk) for at skabe højpræcisionsdele ved at kontrollere gnisterne, afkøle emnet og skylle eroderede partikler væk.
Wire EDM
Wire EDM er en berøringsfri subtraktiv fremstillingsproces, der bruger tynde ladede ledninger og en dielektrisk væske til at skære metaldele i forskellige former, der er kompatible med næsten alle ledende materialer.
CNC-bearbejdede aluminiumskvaliteter
Aluminium brugt i CNC-bearbejdningsprojekter er ikke ren - den indeholder altid små mængder legeringselementer. Disse legeringselementer giver aluminium ekstra styrke og hårdhed. Aluminiumslegeringer indeholder stadig 99% til 99.6% aluminium (grundstoffet) efter vægt, mens de resterende procentdele består af almindelige materialer som silicium, mangan, magnesium, kobber og zink. Ved at justere lidt på indholdet af legeringselementer kan der laves et uendeligt antal aluminiumslegeringer. Nogle sammensætninger har dog vist sig mere anvendelige end andre. Disse almindelige aluminiumslegeringer er grupperet efter de vigtigste legeringselementer. Hver serie har nogle fælles egenskaber. For eksempel kan 3000-, 4000- og 5000-seriens aluminiumslegeringer ikke varmebehandles, så der anvendes koldbearbejdning, også kendt som arbejdshærdning. AN-Prototype opsummerer egenskaberne for 8 aluminiumslegeringer baseret på mange års erfaring i CNC-bearbejdning af aluminium.
- 1000 serie aluminiumslegering
1xxx aluminiumslegeringer er den reneste form for aluminium, der indeholder mindst 99 vægtprocent aluminium. Teoretisk er der ingen andre legeringselementer. For eksempel er Aluminium 1199 99.99 procent aluminium og bruges almindeligvis til fremstilling af aluminiumsfolie. 1000-seriens aluminiumslegeringer er de blødeste aluminiumskvaliteter, men de kan hærde, hvilket betyder, at de bliver stærkere, når de gentagne gange deformeres.
- 2000 serie aluminiumslegering
2000-seriens aluminiumslegeringer bruger kobber som det vigtigste legeringselement. Denne kvalitet af aluminium kan hærdes og kan være næsten lige så stærk som stål. Udfældningshærdning involverer opvarmning af et metal til en sådan varme, at bundfald af andre metaller kommer ud af opløsningen af metallet (mens metallet forbliver fast) og hjælper med at øge metallets flydespænding. Imidlertid har 2xxx aluminiumskvaliteter lavere korrosionsbestandighed på grund af tilsætning af kobber. 2024 aluminium indeholder også mangan og magnesium og bruges ofte i rumfartsdele.
- 3000 serie aluminiumslegering
3xxx aluminiumslegeringer har mangan som den vigtigste tilføjelse. Disse aluminiumslegeringer kan også hærdes (dette er nødvendigt for at opnå tilstrækkelig hårdhed, da 3000-seriens aluminium ikke kan varmebehandles). Aluminium 3004 indeholder også magnesium, en legering, der almindeligvis anvendes i aluminiumsdåser og dens hærdede varianter. Blandt dem er 3004 aluminium et almindeligt metal, der bruges til fremstilling af drikkevaredåser og deres låg.
- 4000 serie aluminiumslegering
Det vigtigste legeringselement i 4000-seriens aluminium er silicium. Silicium sænker smeltepunktet for 4xxx aluminium. 4043 aluminium anvendes som fyldbar materiale til svejsning af 6000-serien aluminiumslegeringer, mens 4047 aluminium anvendes i byggeriet som plader og beklædning.
- 5000 serie aluminiumslegering
Magnesium er det vigtigste legeringselement i 5000-serien. 5000-seriens aluminiumslegeringer har den bedste korrosionsbestandighed, så de bruges ofte i marine applikationer eller andre situationer, der står over for ekstreme miljøer. 5083 aluminium er et metal, der almindeligvis anvendes i marinedele.
- 6000 serie aluminiumslegering
De vigtigste legeringselementer i 6000-seriens aluminiumslegeringer er magnesium og silicium. 6000-seriens aluminiumslegeringer er generelt nemme at CNC-bearbejde og kan udfældningshærdes. Især 6061 er en af de mest almindelige aluminiumslegeringer og har desuden høj korrosionsbestandighed.
- 7000 serie aluminiumslegering
Det vigtigste legeringselement i 7000-seriens aluminiumslegeringer er zink, nogle gange med kobber, krom og magnesium, og kan være den stærkeste af alle aluminiumslegeringer gennem udfældningshærdning. 7000-serien er almindeligt anvendt i rumfartsapplikationer på grund af deres høje styrke. 7075 er en almindelig kvalitet med højere korrosionsbestandighed end 2000-seriens aluminiumslegeringer. Aluminium 7075 er særligt velegnet til rumfartsapplikationer.
- 8000 serie aluminiumslegering
8000-serien er en paraplybetegnelse for andre klasser af aluminiumslegeringer. 8000-seriens aluminiumslegeringer indeholder mange andre elementer, herunder jern og lithium. For eksempel indeholder 8176 aluminium 0.6% jern og 0.1% silicium efter vægt, og bruges ofte til fremstilling af tråd.
Almindeligvis aluminiumslegeringer til CNC-bearbejdningsprojekter
Selvom der er mange muligheder at vælge imellem, er kun nogle aluminiumslegeringer egnede til CNC-bearbejdning. Baseret på AN-Prototypes mange års erfaring med CNC-bearbejdning og hurtig fremstilling, er følgende de mest populære aluminiumslegeringer til CNC-projekter:
Aluminium 6061-T6
6061-T6 er den mest populære aluminiumslegering og bruges af de fleste hurtige produktionsvirksomheder som standardkvalitet til CNC-bearbejdning. 6061-T6 er et fremragende generelt formål, let CNC-bearbejdet og kan udsættes for forskellige varmebehandlinger. Almindelige anvendelser omfatter cykelrammer, ventiler, bildele og mere.
- Trækstyrke: 310 MPa
- Forlængelse ved brud: 17 %
- Elastisk modul: 68.9 GPa
- Hårdhed: 60 HRB
Aluminium 7075-T6
Kendt for sit fremragende styrke-til-vægt-forhold, konkurrerer 7075-T6 med selv nogle blødere stål i hårdhed. 7075-T6 er meget udbredt i rumfarts- og militærforsvarsindustrien, almindelige anvendelser omfatter flytilbehør, tanke, højtydende cykler og mere. Aluminium 7075-T6 er meget dyrere end 6061 T6.
- Trækstyrke: 434 – 580 MPa
- Forlængelse ved brud: 10-15 %
- Elastikmodul: 69 – 76 GPa
- Hårdhed: 79-86 HRB
Aluminium 2024-T4
Aluminium 2024-T4 er en middel til høj styrkelegering med god udmattelsesbestandighed og brudsejhed. Aluminium 2024-T4 er ikke så stærk som 7075-T6, men den er stadig velegnet til rumfartsapplikationer. Almindelige anvendelser omfatter flykroppe, dele til transportkøretøjer og vinger. 2024-T4 har dårlig korrosionsbestandighed og er meget følsom over for termisk stød.
- Trækstyrke: 200 – 540 MPa
- Forlængelse ved brud: 14 – 20 %
- Elastikmodul: 71 – 73.1 GPa
- Hårdhed: 70 – 120 HB
Aluminium MIC 6
Aluminium MIC 6 er specielt udviklet til produktion af stabile, meget modstandsdygtige plader med imponerende trækaflastningsegenskaber, fremragende præcision og høj bearbejdelighed. Aluminium MIC 6 er også ikke-forurenende og ikke-porøs, og bruges ofte i elektronik. Ulempen er, at MIC 6-tråde ikke er så stærke som 6061-tråde.
- Trækstyrke: 166 MPa
- Forlængelse ved brud: 3 %
- Elastisk modul: 71 GPa
- Hårdhed: 65HB
Aluminium 6082
Aluminium 6082 har lignende egenskaber som Aluminium 6061, men med højere styrke, den højeste styrke af alle 6000-seriens legeringer og fremragende korrosionsbestandighed. Aluminium 6082 er velegnet til byggebranchen og kan findes i mange broer, tårne og spær. Det er værd at bemærke, at aluminium 6082 er vanskeligt at fremstille tyndvæggede dele.
- Trækstyrke: 140 – 340 MPa
- Forlængelse ved brud: 6.3 – 18 %
- Elastikmodul: 69 – 71 GPa
- Hårdhed: 35-56 HRB
Aluminium 5083-T6
5083-T6 aluminium er kendt for sin enestående ydeevne under ekstreme forhold. Denne aluminiumskvalitet er meget korrosionsbestandig i marine og kemiske miljøer. 5083 er ikke egnet til brug i miljøer over 65°C. 5083 har en bred vifte af applikationer på det kryogene marked. Den er også ideel til marine applikationer, kemiske applikationer, dele til transportkøretøjer, trykudstyr og mere.
- Trækstyrke: 210-270 MPa
- Flydespænding: 125-150 MPa
- Forlængelse ved brud: 10-15 %
- Maksimal temperatur: 65°C
Konditionering og overfladebehandling af aluminium
Varmebehandling: Aluminium er et blødere metal end stål. Varmebehandling refererer til en proces, der ændrer metallers egenskaber på et kemisk niveau og er en effektiv måde at øge hårdheden og styrken af aluminium. 2xxx, 6xxx og 7xxx serierne aluminium kan alle varmebehandles. 3xxx, 4xxx og 5xxx kan kun øges i styrke og hårdhed ved koldbearbejdning. Aluminiumskvaliteter er suffikset med forskellige forældrenavne for at identificere den anvendte behandling. Disse er navnene:
- F angiver, at materialet ikke har gennemgået nogen varmebehandling.
- H angiver, at materialet har gennemgået en vis hærdning, uanset om det samtidig har været varmebehandling eller ej. Tallet efter "H" angiver typen af varmebehandling og hårdhed.
- O angiver, at aluminiumet er blevet udglødet, hvilket reducerer styrke og hårdhed, men øger sejhed og duktilitet.
- T angiver, at aluminiumet er blevet varmebehandlet, og tallet efter "T" identificerer detaljerne i varmebehandlingsprocessen. For eksempel er Al 6061-T6 opløsningsvarmebehandlet.
Efterbehandlingstjenester
sandblæsning
Sandblæsning er en overfladebehandlingsproces, der primært anvendes til æstetiske formål. Aluminiumsdele får en satin eller mat finish ved at sprænge små glasperler på overfladen med en højtryksluftpistol. De vigtigste procesparametre for sandblæsning er størrelsen af glasperlerne og det anvendte lufttryk. Denne proces anbefales kun, når delens dimensionelle tolerancer ikke er kritiske.
anodisering
Anodisering er en elektrokemisk proces, hvor en aluminiumsdel nedsænkes i en fortyndet svovlsyreopløsning, og en elektrisk spænding påføres for at omdanne delens overflade til en hård, ikke-elektroreaktiv aluminiumoxidbelægning, der giver stærk korrosionsbeskyttelse og forbedrer korrosionsbestandigheden . Metaldelens overordnede udseende.
Tre typer aluminiumanodisering er tilgængelige fra Protolabs:
Type I-kromsyre: Giver en hvisketynd men stadig holdbar belægning. Almindeligvis brugt til svejsede dele og samlinger, og som en grunder før maling. Som alle anodiserede overflader er den ikke-ledende.
Type II-Svovlsyre: Hårdere end Type I giver den en ekstremt holdbar finish. Eksempler på brug omfatter: karabinkroge, lommelygtehåndtag, motorcykeldele og hydrauliske ventilhuse.
Type III-Hård anodisering eller hardcoat: Dette er den tykkeste og hårdeste anodisering, der findes, og har en bred vifte af applikationer til dele og produkter inden for bilindustrien, rumfart, tungt udstyr, marineindustrien, generel fremstilling og militær/lovhåndhævelse.
Coating
Dette involverer belægning af aluminiumsdele med et andet materiale såsom zink, nikkel og krom. Dette gøres for at forbedre delprocessen og kan opnås gennem en elektrokemisk proces.
Pulver Coating
Pulverbelægningsprocessen involverer påføring af farvet polymerpulver på dele ved hjælp af en elektrostatisk sprøjtepistol. Derefter hærdes delen ved 200°C. Pulverlakering øger styrke såvel som slidstyrke, korrosion og slagfasthed.
Anvendelse af forskellige kvaliteter af aluminiumslegering
Luftfart/fly
Følgende aluminiumslegeringer har egenskaber som høj styrke, lav vægt og effektiv varmeoverførsel og er almindelige i rumfart og flyapplikationer.
- 1420
- 2004, 2014, 2017, 2020, 2024, 2080, 2090, 2091, 2095, 2219, 2324, 2519, 2524
- 4047
- 6013, 6061, 6063, 6113, 6951
- 7010, 7049, 7050, 7055, 7068, 7075, 7079, 7093, 7150, 7178, 7475
Marine / Offshore
Ikke-varmebehandlelige legeringer (5000-serien) foretrækkes til marine applikationer på grund af deres høje korrosionsbestandighed. Magnesium øger styrken og korrosionsbestandigheden af aluminiumslegeringer og forbedrer svejsbarheden. I miljøer med høj luftfugtighed, undervand og saltvand er 5000-seriens legeringer populære:
- 5052, 5059, 5083, 5086
- 6061, 6063
Automotive
For bilproducenter er aluminiumslegeringer det første valg til karrosseri udvendige dele og andre komponenter.
- 2008, 2036, 5083, 5456, 5754, 6016, 6111
- 5182, 5754, 6061, 6063
Cykel
Følgende materialer foretrækkes til cykelstel og dele på grund af deres lette vægt og høje styrke.
- 2014
- 6061, 6063
- 7005, 7075
Valg af den rigtige aluminiumslegering til CNC-projekter
Hvis designeren vælger at bruge aluminium som fremstillingsmateriale til delen, er aluminiumslegeringerne 2024-T4, 7075-T6 og 6082 bedst egnede til højtydende applikationer, mens 6061 og MIC 6 kan bruges i de fleste tilfælde.
Fordi CNC-bearbejdning er så alsidig, kan det være udfordrende for ingeniører at indsnævre listen over materialer, der passer til et bestemt projekt. Med årtiers erfaring i hurtig fremstilling kan AN-Prototypes team af ekspertdesignere og ingeniører hjælpe enhver designer med at vælge det rigtige materiale nemmere. AN-Prototype er forpligtet til at hjælpe hver enkelt kunde med at innovere gennem hele fremstillingsprocessen og opnå deres ønskede resultater - materialevalg vil opfylde alle nøglekrav. Kontakt os i dag – gør din idé til virkelighed så hurtigt som muligt.