CNC Obrada Aluminijskih Proizvoda

Odabir vrste aluminijske legure treba uzeti u obzir: 1) Zahtjeve za čvrstoćom: dijelovi pod visokim naprezanjem odabiru seriju 7 (7075) ili seriju 2 (2024); 2) Otpornost na koroziju: vlažno okruženje odabire seriju 5 (5052, 5083); 3) Obradivost: složeni oblici odabiru seriju 6 (6061, 6063); 4) Potrebe za zavarivanjem: prednost seriji 5 ili 6; 5) Površinska obrada: za anodizaciju odabrati seriju 6; 6) Čimbenici troškova: za opću upotrebu može se odabrati čisti aluminij serije 1. Na primjer, zrakoplovna industrija obično koristi 7075, automobilski dijelovi uglavnom koriste 6061, za morsko okruženje prikladan je 5083, za ukrasne dijelove može se odabrati 6063.

Uobičajeni problemi u obradi aluminija i njihova rješenja: 1) Lijepljenje alata/nakupine strugotine: koristiti oštre alate, povećati brzinu rezanja, pojačati hlađenje; 2) Loša hrapavost površine: optimizirati parametre rezanja, koristiti visoke brzine vrtnje i male pomake, osigurati oštrinu alata; 3) Deformacija: koristiti odvojenu grubu i finu obradu, pravilno planirati redoslijed rezanja, koristiti specijalne stezne naprave; 4) Završne neravnine: optimizirati kut alata (povećati prednji kut), smanjiti pomak, dodati operaciju uklanjanja završnih neravnina; 5) Nestabilna točnost dimenzija: kontrolirati temperaturu obrade, koristiti prostoriju s konstantnom temperaturom, odabrati stabilno stanje materijala (npr. T6 stanje).

Utjecaj toplinske obrade aluminija na obradu: 1) Promjene mehaničkih svojstava: T6 stanje značajno povećava tvrdoću (tvrdoca 6061-T6 je oko 95 HB), povećavajući poteškoće rezanja; 2) Učinkovitost obrade: učinkovitost obrade u žarenom stanju (O stanje) je 30-50% veća nego u ostarjelom stanju; 3) Redoslijed obrade: obično se koristi proces "gruba obrada - toplinska obrada - fina obrada" kako bi se izbjegao utjecaj deformacije toplinske obrade na konačnu točnost; 4) Stabilnost dimenzija: materijal nakon toplinske obrade bolje otpuša naprezanje, bolja stabilnost dimenzija; 5) Površinska obrada: stanje toplinske obrade utječe na učinak anodizacije, potrebno je odabrati odgovarajuće stanje prema zahtjevima površinske obrade. Za visoko precizne dijelove preporučuje se stabilizacijska obrada nakon toplinske obrade kako bi se smanjilo naknadno izobličenje.

Uobičajene površinske obrade za aluminij i njihove karakteristike: 1) Anodizacija: stvara porozni oksidni sloj, može se bojati, poboljšava otpornost na koroziju i habanje, debljina sloja 5-25 μm; 2) Tvrdá anodizacija: debljina sloja 25-150 μm, visoka tvrdoća (≥300 HV), izvrsna otpornost na habanje, pogodna za pokretne dijelove; 3) Galvanizacija: kromiranje poboljšava tvrdoću i otpornost na habanje, nikliranje poboljšava otpornost na koroziju, pozlata/posrebrenje za vodljivu dekoraciju; 4) Kemijska konverzija: obrada kromatom poboljšava otpornost na koroziju i prianjanje premaza, bezkromno pasiviranje je ekološkije; 5) Bojanje/Prskanje: dobar dekorativni izgled, razne boje, dobra zaštitna svojstva; 6) Elektropoliranje: poboljšava glatkoću površine i otpornost na koroziju, pogodno za medicinsku i prehrambenu opremu. Odabir se temelji na uvjetima upotrebe i zahtjevima performansi.

Točnost obrade aluminija: Obična obrada može doseći razred IT7-IT8 (±0,015-0,03 mm), precizna obrada može doseći razred IT5-IT6 (±0,002-0,008 mm), ultra precizna obrada može doseći ±0,001 mm. Mjere za osiguranje točnosti: 1) Oprema: korištenje visoko preciznih CNC strojeva (točnost pozicioniranja ≤0,003 mm); 2) Alati: dijamantni alati ili alati od tvrdog metala ultra finog zrna; 3) Stezne naprave: visoko precizne stezne naprave, smanjenje pogreške pri stezanju; 4) Okruženje: prostorija s konstantnom temperaturom (fluktuacija temperature ≤±1°C); 5) Mjerenje: mjerna mašina s 3 koordinate (točnost ≤0,001 mm); 6) Proces: korištenje odvojene grube i fine obrade, višestruko starenje, stabilizacijska obrada; 7) Osoblje: iskusni programeri i operateri. Kroz kontrolu cijelog procesa može se stabilno osigurati visoka preciznost.

Usporedba troškova obrade aluminija s drugim metalima: 1) Trošak materijala: cijena aluminija je oko 2-3 puta veća od običnog čelika, niža od bakrenih i titanovih legura; 2) Učinkovitost obrade: brzina obrade aluminija je 3-5 puta veća od čelika, 8-10 puta veća od titanovih legura, kraće vrijeme obrade; 3) Potrošnja alata: životni vijek specijalnih alata za aluminij je dug, trošak je oko 1/2 troška obrade čelika; 4) Troškovi energije: potrošnja energije za obradu je samo 1/3 od čelika; 5) Troškovi naknadne obrade: troškovi površinske obrade aluminija (poput anodizacije) niži su od troškova galvanizacije čelika; 6) Ukupni troškovi: iako su troškovi materijala veći, visoka učinkovitost obrade i niska potrošnja energije čine ukupne troškove obično 10-20% nižim od nehrđajućeg čelika, više od 50% nižim od titanovih legura, što predstavlja značajnu prednost u troškovima.