AN-Prototype est l'un des principaux fournisseurs de services d'usinage CNC de l'aluminium en Chine. Nous disposons d’une équipe d’ingénieurs, de machinistes et de spécialistes du contrôle qualité hautement qualifiés capables de fabriquer des pièces en aluminium avec exactitude et précision. Cet article explique certains des principaux avantages de l'usinage CNC de l'aluminium – ce qui en fait l'un de nos processus de prototypage et de production les plus étendus – tout en présentant également des conseils pour l'usinage CNC de l'aluminium.
Table des matières
cabillotCapacités d'usinage CNC de l'aluminium AN-Prototype

- Prix : $$
- Tolérances : 0.005 mm
- Épaisseur de paroi: 0.5 mm
- Délai < 10 jours
- Certifié ISO 9001 et ISO 13485
- Usinage CNC 3 axes, 4 axes, 5 axes
- Taille maximale de la pièce: 2000 * 1300 * 600 mm
Les caractéristiques de l'alliage d'aluminium
L'aluminium est un matériau métallique solide, non magnétique et économique. Il possède de bonnes propriétés mécaniques et une bonne ductilité. Sa ductilité lui permet d'être transformé en feuille d'aluminium, tandis que sa ductilité permet à l'aluminium d'être étiré en tiges et en fils. L'aluminium est également très résistant à la corrosion car une couche d'oxyde protectrice se forme naturellement lorsque le bloc d'aluminium est exposé à l'air. La couche protectrice naturelle de l'aluminium le rend plus résistant à la corrosion que l'acier au carbone. De plus, l’aluminium est un bon conducteur de chaleur et d’électricité, meilleur que l’acier au carbone et l’acier inoxydable. L'aluminium est plus rapide et plus facile à usiner CNC que l'acier et le titane, tandis que son rapport résistance/poids en fait l'un des meilleurs choix pour de nombreuses applications nécessitant un matériau solide et dur. L'aluminium est de loin le nom de l'élément métallique le plus abondant présent dans la croûte terrestre, ce qui explique en partie pourquoi il est utilisé dans de nombreux objets que nous rencontrons quotidiennement. En fait, l’aluminium est le métal non ferreux le plus largement utilisé, que l’on trouve à la fois dans des objets courants comme le papier d’aluminium ou les canettes en aluminium, et dans des applications extrêmement exigeantes comme les pièces d’engins spatiaux et de sous-marins.
Bien sûr, l'aluminium présente certains inconvénients : il n'est pas aussi dur que l'acier, ce qui en fait un mauvais choix pour les pièces soumises à des chocs plus importants ou à une capacité de charge extrêmement élevée. L'aluminium a également un point de fusion nettement plus bas (660 °C par rapport au point de fusion inférieur de l'acier d'environ 1400 XNUMX °C), de sorte qu'il ne peut pas résister aux applications à températures extrêmement élevées.
L'aluminium est un matériau populaire pour l'usinage CNC
L'usinage CNC est une technique de fabrication traditionnelle qui utilise des forets et des outils de tournage pour créer des pièces en retirant de la matière d'un bloc de matériau solide. Le processus est rapide et hautement reproductible, ce qui le rend idéal pour fabriquer des pièces complexes avec des tolérances serrées. L'usinage CNC peut usiner presque tous les matériaux, des plastiques aux métaux en passant par la fibre de verre, l'aluminium étant un choix populaire parmi tous. Les itérations de machines CNC ont rendu l'usinage de l'aluminium beaucoup plus facile, mais cela ne signifie pas que la fabrication de pièces en aluminium est plus facile qu'avant. Avec de nombreuses qualités (ou alliages) d'aluminium sur le marché aujourd'hui, le succès de votre projet d'aluminium CNC dépendra de la sélection de l'alliage d'aluminium le plus approprié et du processus d'usinage CNC le plus approprié. Peu de métaux ou de plastiques peuvent égaler l’incroyable polyvalence de l’aluminium. L'usinage CNC de l'aluminium est trois à quatre fois plus rapide que l'usinage d'autres matériaux courants tels que l'acier et le titane.
La flexibilité de l'aluminium et son rapport résistance/poids impressionnant le rendent idéal pour être utilisé comme revêtement de tout, des voitures et trains aux avions et navires. L'accent mis aujourd'hui davantage sur l'efficacité énergétique et la « légèreté » a vu l'aluminium remplacer les « métaux lourds » tels que l'acier inoxydable et l'acier au carbone traditionnellement utilisés dans la fabrication de composants et de structures internes. La haute résistance à la corrosion de l'aluminium évite également les revêtements anticorrosion encombrants et coûteux que d'autres matériaux nécessitent souvent.
Grâce à sa finition argentée lisse, il est également parfait pour les appareils électroniques comme les smartphones, les ordinateurs portables, les tablettes et les téléviseurs à écran plat. Par exemple, le boîtier du téléphone portable fabriqué par Apple est en aluminium. L'aluminium est un matériau plus léger que l'acier, plus résistant que le plastique, plus fiable, moins coûteux, facilement disponible et adaptable à l'infini.
- Usinabilité
L'aluminium est facilement usiné CNC, il peut donc être coupé rapidement et avec précision avec une machine CNC. Cela conduit à certains résultats souhaitables : premièrement, moins de temps pour l'usinage CNC, ce qui le rend moins cher (puisque le machiniste a besoin de moins de travail et que la machine elle-même nécessite moins de temps pour fonctionner) ; Deuxièmement, une bonne usinabilité de coupe signifie moins de déformation de la pièce lorsque l'outil de coupe CNC coupe la pièce. Cela permet aux machines de respecter des tolérances plus strictes (jusqu'à ±0.005 mm) et se traduit par une plus grande précision et répétabilité.
- Résistance à la corrosion
La conductivité électrique de l'aluminium détermine son utilisation dans la fabrication de composants électriques. Bien qu'il ne soit pas aussi conducteur que le cuivre, l'aluminium pur a une conductivité d'environ 37.7 millions de Siemens par mètre à température ambiante. Les alliages peuvent avoir une faible conductivité électrique, mais les matériaux en aluminium sont nettement plus conducteurs que les matériaux tels que l'acier inoxydable.
- Anodisation de l'aluminium
Les pièces en aluminium usinées CNC sont particulièrement populaires dans l'industrie de l'électronique grand public, non seulement pour leurs exigences de résistance et de poids, mais également pour les exigences esthétiques croissantes des gens. L'aluminium est anodisé pour ajouter une finition oxydée protectrice et obtenir une esthétique colorée. Par exemple, Apple fabrique différents types de boîtiers de téléphones portables, tous anodisés.
- Recyclabilité
L'aluminium peut être recyclé à plus de 95 %, ce qui le rend plus adapté aux entreprises cherchant à minimiser leur impact environnemental. Les matériaux recyclables sont très importants pour l'usinage CNC, car dans le processus d'usinage CNC, il y aura beaucoup de déchets sous forme de copeaux.
Technologie d'usinage CNC en aluminium

Le fraisage CNC est l'utilisation d'un système contrôlé par ordinateur combiné à un outil de coupe, ou fraise, pour couper un matériau à partir d'un bloc solide afin de créer des pièces faites de matériaux tels que le métal, le plastique, le bois et la fibre de verre.

Le tournage CNC consiste à maintenir une tige de matériau dans un mandrin et à la faire tourner pendant qu'un outil est introduit dans la pièce et enlève de la matière pour créer la pièce dans la forme souhaitée. Les pièces tournées CNC sont pour la plupart des éléments circulaires.

Usinage CNC suisse
L'usinage CNC Swiss est une technique de fabrication avancée utilisant des outils de coupe spécialisés conçus pour usiner des ébauches métalliques en composants complexes, minces ou délicats nécessitant des tolérances serrées.

Découpe laser CNC
La découpe laser CNC utilise un faisceau laser focalisé de haute puissance pour couper ou graver des matériaux afin de former des formes personnalisées. Il est très précis, en particulier lors de la découpe de formes complexes et de petits trous.

Perçage CNC
Le perçage CNC est un processus d'usinage qui utilise un outil de coupe rotatif pour créer un trou rond dans une pièce. Ces trous sont généralement destinés à accueillir des vis ou des boulons à des fins d'assemblage.

Taraudage CNC
Le taraudage CNC est le processus de création de filetages sur une pièce. Il doit être percé avec un taraud et vissé dans le trou tout en chanfreinant l'extrémité pour que la vis ou le boulon puisse être vissé dans le trou.

EDM de lest
Sinker EDM est le processus consistant à immerger deux pièces conductrices dans un liquide isolant (diélectrique) pour créer des pièces de haute précision en contrôlant les étincelles, en refroidissant la pièce et en éliminant les particules érodées.

EDM de fil
Wire EDM est un procédé de fabrication soustractif sans contact qui utilise des fils fins chargés et un fluide diélectrique pour découper des pièces métalliques en différentes formes, compatibles avec presque tous les matériaux conducteurs.
Nuances d'aluminium usiné CNC
Aluminium utilisé dans les projets d’usinage CNC n’est pas pur – il contient toujours de petites quantités d’éléments d’alliage. Ces éléments d'alliage confèrent à l'aluminium une résistance et une dureté supplémentaires. Les alliages d'aluminium contiennent encore 99 à 99.6 % d'aluminium (l'élément) en poids, les pourcentages restants étant constitués de matériaux courants tels que le silicium, le manganèse, le magnésium, le cuivre et le zinc. En ajustant légèrement la teneur en éléments d’alliage, un nombre infini d’alliages d’aluminium peuvent être fabriqués. Cependant, certaines compositions se sont révélées plus utiles que d’autres. Ces alliages d'aluminium courants sont regroupés selon les principaux éléments d'alliage. Chaque série possède des propriétés communes. Par exemple, les alliages d'aluminium des séries 3000, 4000 et 5000 ne peuvent pas être traités thermiquement, c'est pourquoi un écrouissage est utilisé, également appelé écrouissage. AN-Prototype résume les caractéristiques de 8 alliages d'aluminium sur la base de années d'expérience dans l'usinage CNC de l'aluminium.
- Alliage d'aluminium série 1000
Les alliages d'aluminium 1xxx sont la forme d'aluminium la plus pure, contenant au moins 99 % d'aluminium en poids. Théoriquement, il n’existe pas d’autres éléments d’alliage. Par exemple, l’aluminium 1199 contient 99.99 % d’aluminium et est couramment utilisé pour fabriquer du papier d’aluminium. Les alliages d'aluminium de la série 1000 sont les qualités d'aluminium les plus tendres, mais ils peuvent durcir, ce qui signifie qu'ils deviennent plus résistants lorsqu'ils sont déformés à plusieurs reprises.
- Alliage d'aluminium série 2000
Les alliages d'aluminium de la série 2000 utilisent le cuivre comme principal élément d'alliage. Cette qualité d’aluminium peut être durcie et peut être presque aussi résistante que l’acier. Le durcissement par précipitation consiste à chauffer un métal à une température telle que des précipités d'autres métaux sortent de la solution du métal (tandis que le métal reste solide) et contribuent à augmenter la limite d'élasticité du métal. Cependant, les nuances d'aluminium 2xxx ont une résistance à la corrosion inférieure en raison de l'ajout de cuivre. L'aluminium 2024 contient également du manganèse et du magnésium et est souvent utilisé dans les pièces aérospatiales.
- Alliage d'aluminium série 3000
Les alliages d'aluminium 3xxx contiennent du manganèse comme ajout le plus important. Ces alliages d'aluminium peuvent également être durcis (cela est nécessaire pour obtenir une dureté suffisante, car l'aluminium de la série 3000 ne peut pas être traité thermiquement). L'aluminium 3004 contient également du magnésium, un alliage couramment utilisé dans les canettes de boissons en aluminium et ses variantes durcies. Parmi eux, l’aluminium 3004 est un métal couramment utilisé pour fabriquer des canettes de boissons et leurs couvercles.
- Alliage d'aluminium série 4000
Le principal élément d’alliage de l’aluminium de la série 4000 est le silicium. Le silicium abaisse le point de fusion de l'aluminium de qualité 4xxx. L'aluminium 4043 est utilisé comme matériau de barre de remplissage pour le soudage des alliages d'aluminium de la série 6000, tandis que l'aluminium 4047 est utilisé dans la construction sous forme de plaques et de revêtements.
- Alliage d'aluminium série 5000
Le magnésium est le principal élément d'alliage de la série 5000. Les alliages d'aluminium de la série 5000 ont la meilleure résistance à la corrosion, ils sont donc souvent utilisés dans des applications marines ou dans d'autres situations confrontées à des environnements extrêmes. L'aluminium 5083 est un métal couramment utilisé dans les pièces marines.
- Alliage d'aluminium série 6000
Les principaux éléments d'alliage des alliages d'aluminium de la série 6000 sont le magnésium et le silicium. Les alliages d'aluminium de la série 6000 sont généralement faciles à usiner CNC et peuvent être durcis par précipitation. Le 6061, en particulier, est l'un des alliages d'aluminium les plus courants et présente également une résistance élevée à la corrosion.
- Alliage d'aluminium série 7000
Le principal élément d'alliage des alliages d'aluminium de la série 7000 est le zinc, parfois avec du cuivre, du chrome et du magnésium, et peut être le plus résistant de tous les alliages d'aluminium grâce au durcissement par précipitation. La série 7000 est couramment utilisée dans les applications aérospatiales en raison de sa haute résistance. Le 7075 est une nuance courante offrant une résistance à la corrosion plus élevée que les alliages d'aluminium de la série 2000. L'aluminium 7075 est particulièrement adapté aux applications aérospatiales.
- Alliage d'aluminium série 8000
La série 8000 est un terme générique désignant d’autres classes d’alliages d’aluminium. Les alliages d'aluminium de la série 8000 contiennent de nombreux autres éléments, notamment du fer et du lithium. Par exemple, l'aluminium 8176 contient 0.6 % de fer et 0.1 % de silicium en poids et est souvent utilisé pour fabriquer du fil.
Alliages d'aluminium généralement utilisés pour les projets d'usinage CNC
Bien qu'il existe de nombreuses options parmi lesquelles choisir, seuls certains alliages d'aluminium conviennent à l'usinage CNC. Basés sur les années d'expérience d'AN-Prototype dans l'usinage CNC et la fabrication rapide, voici les alliages d'aluminium les plus populaires pour les projets CNC :
Aluminium 6061-T6
Le 6061-T6 est l'alliage d'aluminium le plus populaire et est utilisé par la plupart des entreprises de fabrication rapide comme qualité standard pour l'usinage CNC. Le 6061-T6 est un excellent usage général, facilement usiné CNC et peut être soumis à différents traitements thermiques. Les applications courantes incluent les cadres de vélo, les valves, les pièces automobiles, etc.
- Résistance à la traction: 310 MPa
- Allongement à la rupture: 17%
- Module élastique : 68.9 GPa
- Dureté : 60 HRB
Aluminium 7075-T6
Connu pour son excellent rapport résistance/poids, le 7075-T6 rivalise même en dureté avec certains aciers plus doux. Le 7075-T6 est largement utilisé dans les industries aérospatiale et militaire de la défense. Les applications courantes incluent les accessoires d'avion, les chars, les vélos hautes performances et bien plus encore. L'aluminium 7075-T6 est beaucoup plus cher que le 6061 T6.
- Résistance à la traction : 434 – 580 MPa
- Allongement à la rupture : 10-15%
- Module élastique : 69 – 76 GPa
- Dureté : 79-86 HRB
Aluminium 2024-T4
L'aluminium 2024-T4 est un alliage à résistance moyenne à élevée avec une bonne résistance à la fatigue et une bonne ténacité à la rupture. L'aluminium 2024-T4 n'est pas aussi résistant que le 7075-T6, mais il convient néanmoins aux applications aérospatiales. Les applications courantes incluent les fuselages d’avions, les pièces et les ailes de véhicules de transport. Le 2024-T4 présente une faible résistance à la corrosion et est très sensible aux chocs thermiques.
- Résistance à la traction : 200 – 540 MPa
- Allongement à la rupture : 14 – 20%
- Module élastique : 71 – 73.1 GPa
- Dureté : 70 – 120 HB
Aluminium MIC 6
L'aluminium MIC 6 a été spécialement développé pour la production de tôles stables et très résistantes avec des propriétés de décharge de traction impressionnantes, une excellente précision et une usinabilité élevée. L'aluminium MIC 6 est également non polluant et non poreux, et est souvent utilisé en électronique. L'inconvénient est que les threads MIC 6 ne sont pas aussi résistants que les threads 6061.
- Résistance à la traction: 166 MPa
- Allongement à la rupture: 3%
- Module élastique : 71 GPa
- Dureté : 65HB
Aluminium 6082
L'aluminium 6082 a des propriétés similaires à l'aluminium 6061, mais avec une résistance plus élevée, la plus haute résistance de tous les alliages de la série 6000 et une excellente résistance à la corrosion. L'aluminium 6082 convient bien au secteur de la construction et peut être trouvé dans de nombreux ponts, tours et fermes. Il convient de noter que l'aluminium 6082 est difficile à fabriquer des pièces à parois minces.
- Résistance à la traction : 140 – 340 MPa
- Allongement à la rupture : 6.3 – 18%
- Module élastique : 69 – 71 GPa
- Dureté : 35-56 HRB
Aluminium 5083-T6
L'aluminium 5083-T6 est reconnu pour ses performances exceptionnelles dans des conditions extrêmes. Cette nuance d'aluminium est très résistante à la corrosion dans les environnements marins et chimiques. Le 5083 ne convient pas à une utilisation dans des environnements supérieurs à 65°C. Le 5083 a une large gamme d'applications sur le marché cryogénique. Il est également idéal pour les applications marines, les applications chimiques, les pièces de véhicules de transport, les équipements sous pression et bien plus encore.
- Résistance à la traction: 210-270 MPa
- Limite d'élasticité : 125-150 MPa
- Allongement à la rupture : 10-15%
- Température maximale : 65°C
Conditionnement et traitement de surface de l'aluminium
Traitement thermique: L'aluminium est un métal plus mou que l'acier. Le traitement thermique fait référence à un processus qui modifie les propriétés des métaux au niveau chimique et constitue un moyen efficace d'augmenter la dureté et la résistance de l'aluminium. L'aluminium des séries 2xxx, 6xxx et 7xxx peut tous être traité thermiquement. La résistance et la dureté des 3xxx, 4xxx et 5xxx ne peuvent être augmentées que par écrouissage. Les qualités d'aluminium portent le suffixe de différents noms de parents pour identifier le traitement utilisé. Voici les noms :
- F indique que le matériau n'a subi aucun traitement thermique.
- H indique que le matériau a subi un certain écrouissage, concomitant ou non à un traitement thermique. Le chiffre après « H » indique le type de traitement thermique et la dureté.
- O indique que l'aluminium a été recuit, réduisant la résistance et la dureté mais augmentant la ténacité et la ductilité.
- T indique que l'aluminium a été traité thermiquement et le chiffre après « T » identifie les détails du processus de traitement thermique. Par exemple, Al 6061-T6 est traité thermiquement en solution.
Services de finition

Sablage
Le sablage est un procédé de traitement de surface principalement utilisé à des fins esthétiques. Les pièces en aluminium reçoivent une finition satinée ou mate en projetant de minuscules billes de verre sur la surface à l'aide d'un pistolet pneumatique à haute pression. Les principaux paramètres du processus de sablage sont la taille des billes de verre et la pression de l’air utilisée. Ce procédé est recommandé uniquement lorsque les tolérances dimensionnelles de la pièce ne sont pas critiques.

Anodisation
L'anodisation est un processus électrochimique dans lequel une pièce en aluminium est immergée dans une solution diluée d'acide sulfurique et une tension électrique est appliquée pour convertir la surface de la pièce en un revêtement d'oxyde d'aluminium dur et non électroréactif qui offre une forte protection contre la corrosion et améliore la résistance à la corrosion. . L'aspect général de la pièce métallique.
Trois types d'anodisation de l'aluminium sont disponibles chez Protolabs :
Acide chromique de type I : Fournit un revêtement très fin mais toujours durable. Couramment utilisé pour les pièces et assemblages soudés, et comme apprêt avant la peinture. Comme toutes les surfaces anodisées, elle est non conductrice.
Acide sulfurique de type II: Plus dur que le type I, il offre une finition extrêmement durable. Les exemples d'utilisation incluent : les mousquetons, les poignées de lampe de poche, les pièces de moto et les corps de valve hydraulique.
Type III-Anodisation dure ou revêtement dur : Il s'agit de l'anodisation la plus épaisse et la plus dure disponible et offre une large gamme d'applications pour les pièces et produits dans les domaines de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'équipement lourd, de l'industrie maritime, de la fabrication générale et de l'armée/application de la loi.

enrobage
Il s'agit de revêtir des pièces en aluminium avec un autre matériau comme le zinc, le nickel et le chrome. Ceci est fait pour améliorer le processus de pièce et peut être réalisé grâce à un processus électrochimique.

Revêtement poudre
Le processus de revêtement en poudre consiste à appliquer de la poudre polymère colorée sur les pièces à l'aide d'un pistolet électrostatique. La pièce est ensuite durcie à 200°C. Le revêtement en poudre augmente la résistance ainsi que la résistance à l’abrasion, à la corrosion et aux chocs.
Application de différentes qualités d'alliage d'aluminium
Aéronautique/Aéronautique
Les alliages d'aluminium suivants ont des propriétés telles qu'une résistance élevée, un poids léger et un transfert de chaleur efficace, et sont courants dans les applications aérospatiales et aéronautiques.
- 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
Les alliages non traitables thermiquement (série 5000) sont préférés pour les applications marines en raison de leur haute résistance à la corrosion. Le magnésium augmente la résistance et la résistance à la corrosion des alliages d'aluminium et améliore la soudabilité. Dans les environnements très humides, sous-marins et d’eau salée, les alliages de la série 5000 sont populaires :
- 5052, 5059, 5083, 5086
- 6061, 6063
Automobile
Pour les constructeurs automobiles, les alliages d’aluminium constituent le premier choix pour les pièces extérieures de carrosserie et autres composants.
- 2008, 2036, 5083, 5456, 5754, 6016, 6111
- 5182, 5754, 6061, 6063
Vélo
Les matériaux suivants sont préférés pour les cadres et pièces de vélo en raison de leur légèreté et de leur haute résistance.
- 2014
- 6061, 6063
- 7005, 7075
Choisir le bon alliage d'aluminium pour les projets CNC
Si le concepteur choisit d'utiliser l'aluminium comme matériau de fabrication de la pièce, les alliages d'aluminium 2024-T4, 7075-T6 et 6082 sont les mieux adaptés aux applications hautes performances, tandis que le 6061 et le MIC 6 peuvent être utilisés dans la plupart des cas.
L’usinage CNC étant si polyvalent, il peut être difficile pour les ingénieurs de réduire la liste des matériaux adaptés à un projet particulier. Avec des décennies d'expérience dans la fabrication rapide, l'équipe de concepteurs et d'ingénieurs experts d'AN-Prototype peut aider chaque concepteur à choisir plus facilement le bon matériau. AN-Prototype s'engage à aider chaque client à innover tout au long du processus de fabrication et à atteindre les résultats souhaités – la sélection des matériaux répondra à toutes les exigences clés. Contactez-nous – transformez votre idée en réalité le plus rapidement possible.