CNC加工アルミニウム：包括的なガイド
アルミニウムは,有利な物理的性質のために,CNC加工アプリケーションに人気のある材料選択です.強く機械部品に適しており,酸化された外層は要素によって引き起こされる腐食に抵抗します.これらの利点は,アルミニウム部品を様々な産業,特に航空宇宙,自動車,ヘルスケア,消費電子産業で人気にしています.
この記事は,アルミニウムCNC加工の主要な利点のいくつかを概要とし,なぜそれは最も人気のある1つです.急速なプロトタイピング ＆nbsp;そして生産プロセス。
なぜCNC加工でアルミニウム
アルミニウムCNC加工には他の金属より下記のようにいくつかの利点があります。
耐腐食性
アルミニウムは強い耐腐食性を持ち,化学的磨損と酸化に対する保護を提供します.6061は最も耐腐食性のある等級の1つであり、腐食性環境から守るために様々なアプリケーションで使用されます。
リサイクル可能性
アルミニウムは非常にリサイクル可能であり,環境への影響を減らしたり,資料廃棄物を最小限に減らしたりする企業にとって理想的です.ワークピースを切断する際にこれらの作業によって生成される大量の廃棄物のため,CNC加工アプリケーションでは頻繁にリサイクル可能な材料を使用します.
強度重量比
アルミニウムは,軽量で高強度な性質などの素晴らしい物理的特徴のために多くの部品で使用されています.アルミニウムの品質は、自動車や航空宇宙を含む様々な産業で重要な部品の生産に優れています。自動車のシャフトと航空機の付属品は,CNC加工されたアルミニウムに依存する部品の2つの例です.
それを理解することが大切です 異なるタイプのアルミニウム 異なる目的に役立つ。6061のような通用グレードは,幅広い部品と互換性がある高い強度重量比を持っています.一方,海洋および航空用のアプリケーションには,グレード 7075 のようなより強いアルミニウムが必要な場合があります.
電気伝導性
アルミニウムの優れた伝導性のため、CNC加工アルミニウムは電気部品で頻繁に使用されます。銅ほど伝導性はほとんどないが、純アルミニウムは室温約20℃で1メートルあたり約3770万シーメンスを伝導することができます。特定の合金は伝導性が低いかもしれませんが、アルミニウムは一般的にステンレス鋼や他の金属よりも伝導性が高い。
機械化可能性
エンジニアは通常アルミニウムを他の金属より加工可能性のために好む。この金属は形成や破片が容易であるため,CNC加工機械を使用して正しく効率的に切ることができます.この高レベルの加工性は,加工作業の時間を短縮し,手続きをかなり経済的にします.さらに,アルミニウムの加工性は,ワークピースを切断する際に部品の変形の可能性を減らし,より高い精度,精度,繰り返し可能性をもたらします.
CNC加工のための人気のアルミ合金
以下は人気のある アルミ合金 ＆nbsp;それらの利弊を含むCNC加工のために利用できます:
アルミニウム 1050
1050アルミニウムは,優れた耐腐食性と高い電気伝導性を持つ商業的に純粹なアルミ合金です.それは柔らかく、非常に柔軟で、形作りや機械を簡単にします。しかし、他の合金に比べて機械的強度が低い。
プロ
- 優れた耐腐食性
- 高い電気および熱伝導性
- 形成および陽極化のために良い
欠点
- 低強度および硬度
- 高圧アプリケーションには適していません
アルミニウム 2014
2014年アルミニウムは,優れた加工性と疲労抵抗で知られている高強度合金です.航空宇宙および構造アプリケーションで広く使用されています。銅は,その主要な合金要素として,強度を高めますが,耐腐食性を減らします.
プロ
- 高強度および疲労抵抗
- 優れた機械性
- 構造アプリケーションに良い
欠点
- 耐腐食性が低い
- 限られた溶接性
アルミニウム 3003
3003アルミニウムは,主要な成分としてマンガンを含む合金であり,その強度と耐腐食性を向上させます.屋根シート,燃料タンク,料理用具のために一般的に使用されます.
プロ
- 優れた耐腐食性
- 容易に溶接可能および形成可能
- コスト効率
欠点
- 他の合金に比べて低い強度
- 熱処理できない
アルミニウム 5056
5056アルミニウムはマグネシウムベースの合金で,特に海洋環境で耐腐耐耐耐性が高いことで知られています.一般的にリベット,ワイヤースクリーン,自動車部品で使用されています.
プロ
- 優れた耐腐食性、特に特特特に特特特に特特特特特特特特特に特特特に特特特に特特特特に特特特特に特特特特に
- 高強度および良い機械化
- 良い耐摩耗性
欠点
- 熱処理できない
- 溶接するのが難しい
アルミニウム 6060
6060アルミニウムは優れた耐腐食性とよい溶接性を持つ中強度合金です。それは建築および構造的アプリケーションで広く使用されています。
プロ
- 良い強度重量比
- 高い耐腐食性
- 押出および溶接のために良い
欠点
- 6061よりわずかに低い強さ
- 高負荷アプリケーションには適していません
アルミニウム 7075
7075アルミニウムは,航空宇宙,自動車,軍事用途で一般的に使用される最も強いアルミ合金の1つです.
プロ
- 極めて高い強度と硬度
- よい疲労抵抗
- 優れた機械特性を持つ軽量
欠点
- 耐腐食性が低い
- 溶接するのが難しい
アルミニウムCNC加工プロセス
現在,アルミニウム加工のために利用可能な様々なCNC加工技術があります.以下はこれらのプロセスのいくつかです。
CNCフライシング
CNCフライシング ＆nbsp;アルミニウムプロセスはCNCアルミニウム部品の加工で最も広く使用されています。多点切断は,材料を取り除くために軸沿いに回転し,ワークピースは静止するか,軸沿いに回転します.この動きは多くの軸に沿って行うことができます。
このCNCプロセスは、ハウジング、ブラケット等を含む複雑なアルミニウム部品の加工に理想的です。
CNC回転
ワークピースはカスタム で回転します;CNC回転 ＆nbsp;操作、しかし、単一点切断ツールは材料の取り外しの間にその軸沿いに固定しております。シャフト,ブッシング,リングなどのシシリンダー形の部品に最適です. ＆nbsp;
CNC掘削
CNC掘削はワークピースの穴を作成するプロセスです。特定のサイズの多点回転切断ツールは,掘削された表面に垂直な直線で行き,効果的に穴を作ります. ＆nbsp;このCNCプロセスは,プレート,ブロック,航空宇宙部品などのアルミニウム部品に精密な穴を作成するために使用されます. ＆nbsp;
CNCルーティング ＆nbsp;
CNCルーティングは,薄いアルミシート,パネル,複雑な2D/3Dプロフィールの切断と形成に最適です.CNCルーターは,高速回転切断ツールを使用して精密な切断を作成し,軽量な構造部品や装飾要素に最適です.
CNCアルミニウムの次元安定性を改善するためのステップ
以下はCNCアルミニウムの次元安定性を向上させるための手順です:
ワークホールディングプロセスの最適化
加工中に動きや振動を止めるためにワークピースを堅く固定する必要があります。よく設計された固定器は,十分なクランプ力とサポートを提供し,特に複雑または薄壁部品の安定性と精度を向上します.三薄壁CNC加工されたブッシング部品を径向的にクランプするために三三三三三三三薄壁CNC加工ブッシャッシングブッシングブッシングブッシング部品の自己中心化チャッチャックまたはスパッチャッチャックまたはスチャックまたは春チャックまたは春チャックまたはスチャックその結果 高硬度の軸端面圧縮方法が好ましい。
螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺螺加工精度のために、外外外外外外加加加工中に加加加工の間に加加加工の正確性のために、外加加加工中に加加工加工の間に加工加工の間に加工加工の正確さのために、加工の正確さのために、加工の正確さのために、
正しい操作方法を使う
適切な切断深さ,スピンドル速度,およびフィードレートを選択します.
焦点付け加工は散熱を妨げます。部品の両側に対称加工技術を使用することが推奨されます。
部品に均一な力を与え,変形を最小限に抑えるために,作品のすべての腔に分層された複数のアルミ加工技術が使用されます.
しかし,深腔部品を加工するとき,アルミニウムフライサーの前に掘削して,不十分な破片取り除きを防ぐために,破片,ツールの損傷,ワークピースの過熱につながります.
ツール構造の改善
高い可塑性で、アルミニウムは加工中に大きな変形に耐える傾向があります。アルミニウム加工中にフライシングカッター歯の数を減らすことは重要です。
アルミニウムチップはアアアアアルミニウムチップはアアアルミニウムチップはアルアルミニウムチップはアアルアルミニウムチップはアアアルミニウムチップはアル切断端の間の差が増えば,より大きなチップが脱出することができます.
切削端を磨くには,粗さを0.4μm以下に保ち,適切な研磨プロセスを使用します.これにより,不要なバーを排除し,散熱と切断の減少につながります. ＆nbsp;
切削工具の交換または改装は、既定の基準に従う必要があります。その結果、表面粗さが0.2mmを超え、切削温度が100℃を超える場合、工具を変更または補充する必要があります。
内部ストレスを減らす 金属 ＆nbsp;ピース
アルミニウム材料は内部緊張を持ち,加工中に変形を引き起こす可能性があります.アニールや熱安定などのストレス軽減技術で材料を事前処理することは,残留緊張を減らし,次元安定性を高めるのに役立ちます.自然または人工老化および振動処理は,アルミニウム部品からの内部圧力を取り除くための標準的な方法です. ＆nbsp;
自然老化により、作品は屋外などの自然な状況に暴露され、作品の内部ストレスを自然に解放し、最終的に残留ストレスを排除または減らします。人工老化は,しばしばマイクロストレスを排除または減らすために加熱または凍結を含む人工の手続きであり,人人人人人人人人人人人工の残りの張力を消除または減らすために,人人工加工後,人工品の残留張力を加工し,人工の人
振動ストレスリフメソッドは,携帯用の強力な振動器を使用して,アルミ合金構造を振動させます.プラスチック変形は、内部ストレスを減らし、再分布します。アルミ合金の場合は、アアルミニウム合金の振動ストレスリリーフ方法を消滅後0〜2時間以内に使用することが推奨され、残留ストレスを50％〜70％減らすことができます。
アルミ合金加工の一般的な問題
CNCアルミニウム加工中に注意すべきいくつかの一般的な問題があります。
表面処理の問題
表面処理は,アルミ合金部品の外観,耐腐食性,耐摩耗性を改善します.しかし、コーティングの粘着性が悪いなどの欠点があります。アルミ合金の表面が準備のために十分に清潔でない場合、ペンキやアアアアルミ合金などのコーティングが付着できず、時間の経過ととともに剥離、アアアアルミニウム合金の表面がアルミアルミ合金の表面がきれいでない場合は、これは美学的な問題だけではなく、コーティングの保護機能を危険にさらす可能性があります。
アルミ合金の人気のある表面処理プロセスである陽極化も課題をもたらすことができます.安定で均一な陽極酸化膜厚さを達成することは困難です.フィルム厚さの変化は,色,耐腐食性,電気断熱性質の変化を引き起こす可能性があります.高品質の陽極コーティングを達成するには,電解質成分,電流密度,処理時間などの変数を慎重に管理する必要があります.
ツールの磨損と破壊
アルミ合金は一般的に加工容易と考えられていますが,不適切な切断条件は,過度なツール磨損と破損につながる可能性があります.アルミニウムの高い熱伝導性は,熱が切断区域から迅速に移動し,熱膨張と工具の損傷を引き起こすことを意味します.ツール寿命を延長するために,機械師は,高い切断速度に耐えるように設計された炭化物またはダイヤモンドコーティングツールを使用する必要があります.フィードレートを最適化し,切削深さを減らすことは,不必要なツールストレスを最小限に抑え,加工性能を向上させることもできます.
ワークピースの変形
薄いアルミニウム部品は,加工中の内部圧力や過度な熱生成による変形に特に敏感です.材料に熱が多すぎると,不均等に拡大し,最終部分の扭曲や曲がりを引き起こす可能性があります.これを防ぐために,適切なワークホールディング技術を使用してワークピースを安全に支え,ストレスを引き起こす可能性のある不必要なクランプ力を最小限に抑える必要があります.さらに,さささらに,さささらに,ささささらに,ささささらに,ささささらに,ささささらに,さささささらに,ささささらに,適切な量の冷却液の適切な量の冷却液を
破片溶接および接着
アルミニウムは,切断ツールに溶接し,加工プロセスを妨げることができる長く,厳しい破片を生産します.この粘着問題は,不一致した切断,ツールの磨損の増加,ワークピースの潜在的な損傷を引き起こす可能性があります.チップ溶接を減らすために,工具とアルミ表面の間の障壁を作成するために冷却液または冷冷チチチップ溶接を使用することが重要です.硝酸チタン (TiN) または二
CNC加工アルミニウムの課題を克服する
アルミニウムCNC加工の課題にもかかわらず,これらの課題を克服する方法はいくつかあります.これらには以下のものが含まれています:
表面処理の最適化
表面処理の結果を向上させるために,良い表面準備が一番重要です.アルカリクリーナーまたは酸エッチングを使用して,アルミ合金表面を油,酸化物,または不純物からアルアルミ合金表面を彻底に清潔にします.これにより、コーティングや陽極フィルムの粘着性が向上します。
電解質の成分,電流密度,および処理時間を陽極化するときに制御する必要があります.消費電子機器の装飾性陽極酸化仕上げには,電流密度1-2A/dm²と処理時間15-30分の硫酸電解質が適切かもしれません.これらのパラメータを正確に制御できる自動陽極化装置を使用して,フィルムの厚さと色の一致性を確保します.
アルミニウムの柔らかさおよびアア柔軟性と取り扱い
アルミニウムの柔軟さにより、製造が容易になるが、特に間違ったクランプ時にはアアアルミニウムはアアアルアルミニウムのアアアアルミニウムはアアアルミニウムはアルミニウムの柔軟適切な作業保持固定器を使用し、不当な力を避けることによって部品の完整性を維持します。
ツールの磨損を減らし、精度を保証します
アルミニウムの粘着性はツールの磨損を加速し、長期的な精度に影響を与えることができます。工具寿命を延長し,精度を保持するには,炭化物またはダイヤモンドの尖の工具を使用します.
切断ツールの材料溶接を避ける
アルミニウムは加工中に「粘着性」になることで知られています。この粘着性は,特に高速で工具に融合する材料を引き起こすことができます.これを避けるために,炭化チタン (TiCN) などの適切な工具コーティングと適切な冷却液を使用して熱を散布し,材料の蓄積を防ぐ. ＆nbsp;
アルミニウムCNCの共通の表面の仕上げ
以下はアルミニウム加工プロジェクトのためのいくつかの一般的な表面仕上げです:
粉末コーティング
多くの製品デザイナーは,優れた紫外線抵抗性を持つ明るい長寿命の色のために粉末コーティングを選択します.アルミニウム部品は,静電静静アアルミニウム表面に乾燥したペンキ粉末でアアルミニウム表面にア静静電アアアルミニウム表面にアアアルミニウム表面にアルミニウム粉末コーティングされたアルミニウムの片はその後溶溶解し,コーティングを滑らかな仕上げに固化させる.
粉末コーティングは陽極化されたアルミニウムほど耐久性と硬さはありませんが,コーティングが完璧な限り,優れた外観と優れた腐食保護を提供します.粉末コーティングは,挥発性有機化合物 (VOC) を含む溶媒を使用する液体塗装よりも環境に有害性が低い.
陽極化
アルミ製品の耐摩耗性と腐食性を向上させるために陽極陽陽極酸化はしばしば使用されます。散熱や色の受け入れの強化などの他の望ましい利点も提供できます.
コーティングやペンキとは異なり,陽極化はアルミニウムの外部に外部製品を適用しません.代わりに、電化学法は酸化アルミニウムの自然に発生するコーティングを厚くするために使用されます。これは,その周囲から基礎のアルミニウムを保護し,染料を取ることができます.
CNC加工アルミニウムのアプリケーション
CNC加工アルミニウムの適用
アルミ合金にはいくつかの有利な特徴があります。その結果,CNC加工されたアルミニウム部品は,以下を含む様々な産業で不可欠です.
- 自動車: 航空宇宙産業と同様に、シャフトやその他の部品などの自動車産業の様々な部品。
- 航空宇宙: 強度重量比が高いため、いくつかの航空機の付属品。
- 電気: 電気伝導性が強いCNC加工されたアルミニウム部品は,電気機器の電子部品として頻繁に使用されます.
- スポーツ: アルミニウムCNCサービスはスポーツ産業でも使用されています。野球バットやスポーツウィスルなどのスポーツ機器の製造に頻繁に使用されています。
- 食品/医薬品: アルミニウム部品は,ほとんどの有機化合物と反応しないため,食品および製薬産業で重要です.
アルミニウムCNC製造技術のベストプラクティス
優れた加工性と強度重量比により,アルミニウムはCNC加工に人気のある金属です.この加工性により,加工時間が短くなり,労働力と機械時間のコストが低下します.また,精密アイテムに必要なより細い精精度の公差にアルミニウムを加工することも容易にします.
しかしながら,アルミニウムの高い熱膨張系数は,特に薄い部品の場合,研磨中に作品が熱すぎる場合,公差を危険にさらす可能性があります.悪影響を避けるために、1つの場所に長く滞在しないツールパスを作成します。この技術により,熱が排出することができ,CNC加工プログラム中にCAMソフトウェアのツールパスの検査と調整が可能です. ＆nbsp;
力が大きすぎる場合,一部のアルミ合金の柔らかさは,加工中に変形を可能にします.したがって,加工中に適切な量の力を生成するには,特定のグレードのアルミニウムのための推奨されたフィードと速度を使用してください.変形を防ぐためのもう一つの指のルールは,すべての場所で部品の厚さを0.020インチ以上保つことです.
アルミニウムの伸縮性のもう一つの影響は、切断ツールに材料で構築された端を形成することです。これにより、工具の工具の切切削表面をこれこれはこれこれが工工具の工工具の工工具の工工具のこれ工工具の工工工工具の工工工具のこれこれこれにより、切削能力を部品の表面の仕上げは構築された端の結果で苦しんでいます。構築された端を防ぐために異なる切断ツール材料を試してください;HSS（高速鋼）の代わりに炭化物インサートを使用します。 ＆nbsp;
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結論
アルミニウムは,機械的特性と製造の多様性のユニークな混合物により,CNC加工における主要な材料として立っています.特別な耐腐食性,高強度重量比,優れた電気伝導性は,軽量耐久性を要求する航空宇宙部品から精度を要求する自動車部品まで,熱管理を要求する電子エンクローザーから生物互換性を要求する医療機器まで,業界全域で不可欠です.多用途6061,高強度7075,耐腐食5056などのアルミ合金の範囲は,あらゆるアプリケーションに合わせてカスタマイズされたソリューションを提供し,フライス,ターニング,掘削などのプロセスは,複雑な几何学の精度を保証します.
しかし,アルミニウム加工をマスターするには,ツールの磨損,ワークピースの変形,チップの粘着などの課題に取り組む必要があります.陽極化や粉末コーティングなどの表面処理は,その性能と美学的な魅力をさらに強化し,機能的および装飾的なアプリケーションの両方で有用性を拡大します.
