Dit artikel onderzoekt de processen, gereedschappen, parameters en uitdagingen die betrokken zijn bij de CNC-bewerking van aluminium en zijn legeringen.Het bespreekt ook de eigenschappen van aluminium, de meest populaire legeringen die worden gebruikt bij CNC-bewerkingen, evenals de toepassing van aluminium in verschillende industrieën.
In zijn puurste vorm is het chemische element aluminium zacht, ductiel, niet-magnetisch en zilverwit van uiterlijk.Het element wordt echter niet alleen in pure vorm gebruikt.Aluminium wordt meestal gelegeerd met verschillende elementen zoals mangaan, koper en magnesium om honderden aluminiumlegeringen te vormen met verschillende aanzienlijk verbeterde eigenschappen.De meest bewerkte aluminiumlegeringen en hun aanduidingen volgens verschillende normen vindt u hier.
Voordelen van het gebruik van aluminium voor CNC-gefreesde onderdelen
Hoewel er talloze aluminiumlegeringen zijn met verschillende eigenschappen, zijn er fundamentele eigenschappen die op vrijwel alle aluminiumlegeringen van toepassing zijn.
Bewerkbaarheid
Aluminium kan gemakkelijk worden gevormd, bewerkt en machinaal bewerkt met behulp van verschillende processen.Het kan snel en gemakkelijk worden gesneden met gereedschapsmachines, omdat het zacht is en gemakkelijk afbladdert.Het is ook goedkoper en vereist minder kracht om te bewerken dan staal.Deze kenmerken bieden enorme voordelen voor zowel de machinist als de klant die het onderdeel bestelt.Bovendien zorgt de goede bewerkbaarheid van aluminium ervoor dat het tijdens de bewerking minder vervormt.Dit leidt tot een hogere nauwkeurigheid omdat CNC-machines hogere toleranties kunnen bereiken.
Sterkte-gewichtsverhouding
Aluminium heeft ongeveer een derde van de dichtheid van staal.Hierdoor is hij relatief licht.Ondanks het lichte gewicht heeft aluminium een zeer hoge sterkte.Deze combinatie van sterkte en lichtgewicht wordt beschreven als de sterkte-gewichtsverhouding van materialen.De hoge sterkte-gewichtsverhouding van aluminium maakt het gunstig voor onderdelen die nodig zijn in verschillende industrieën, zoals de auto- en ruimtevaartindustrie.
Corrosieweerstand
Aluminium is krasbestendig en corrosiebestendig onder normale maritieme en atmosferische omstandigheden.Door te anodiseren kunt u deze eigenschappen verbeteren.Het is belangrijk op te merken dat de weerstand tegen corrosie varieert in verschillende aluminiumkwaliteiten.De meest regelmatig CNC-gefreesde soorten hebben echter de meeste weerstand.
Prestaties bij lage temperaturen
De meeste materialen hebben de neiging enkele van hun gewenste eigenschappen te verliezen bij temperaturen onder het vriespunt.Zowel koolstofstaal als rubber worden bijvoorbeeld bros bij lage temperaturen.Aluminium behoudt op zijn beurt zijn zachtheid, ductiliteit en sterkte bij zeer lage temperaturen.
Elektrische geleiding
De elektrische geleidbaarheid van zuiver aluminium bedraagt ongeveer 37,7 miljoen siemens per meter bij kamertemperatuur.Hoewel aluminiumlegeringen mogelijk een lagere geleidbaarheid hebben dan puur aluminium, zijn ze geleidend genoeg om hun onderdelen in elektrische componenten te laten gebruiken.Aan de andere kant zou aluminium een ongeschikt materiaal zijn als elektrische geleidbaarheid geen wenselijk kenmerk is van een bewerkt onderdeel.
Recycleerbaarheid
Omdat het een subtractief productieproces is, genereren CNC-bewerkingsprocessen een groot aantal spanen, dit zijn afvalmaterialen.Aluminium is zeer recyclebaar, wat betekent dat het relatief weinig energie, moeite en kosten vergt om te recyclen.Dit maakt het de voorkeur voor degenen die hun uitgaven willen terugverdienen of materiaalverspilling willen verminderen.Het maakt aluminium ook een milieuvriendelijker materiaal om te bewerken.
Anodisatiepotentieel
Anodisatie, een oppervlakteafwerkingsprocedure die de slijtvastheid en corrosieweerstand van een materiaal verhoogt, is bij aluminium eenvoudig te realiseren.Dit proces maakt het ook gemakkelijker om kleur toe te voegen aan bewerkte aluminium onderdelen.
Populaire aluminiumlegeringen voor CNC-bewerking
Uit onze ervaring bij Xometry blijkt dat de volgende 5 aluminiumsoorten een van de meest gebruikte zijn voor CNC-bewerking.
EN AW-2007 / 3.1645 / AlCuMgPb
Alternatieve benamingen: 3.1645;EN 573-3;AlCu4PbMgMn.
Deze aluminiumlegering heeft koper als belangrijkste legeringselement (4-5%) van koper.Het is een kortspanige legering die duurzaam, licht en zeer functioneel is en dezelfde hoge mechanische eigenschappen heeft als AW 2030. Het is ook geschikt voor draadsnijden, warmtebehandeling en hogesnelheidsbewerking.Al deze eigenschappen zorgen ervoor dat EN AW 2007 op grote schaal wordt gebruikt bij de productie van machineonderdelen, bouten, klinknagelmoeren, schroeven en draadstangen.Deze aluminiumsoort heeft echter een lage lasbaarheid en een lage corrosieweerstand;daarom wordt aanbevolen om na het bewerken van onderdelen een beschermende anodisatie uit te voeren.
EN AW-5083 / 3.3547 / Al-Mg4,5Mn
Alternatieve benamingen: 3.3547;Legering 5083;EN 573-3;UNS-A95083;ASTM B209;AlMg4,5Mn0,7
AW 5083 staat bekend om zijn uitstekende prestaties in zware omstandigheden.Het bevat magnesium en kleine sporen van chroom en mangaan.Deze kwaliteit heeft een zeer hoge weerstand tegen corrosie in zowel chemische als maritieme omgevingen.Van alle niet-hittebehandelbare legeringen heeft AW 5080 de hoogste sterkte;een eigenschap die het zelfs na het lassen behoudt.Hoewel deze legering niet mag worden gebruikt in toepassingen met temperaturen hoger dan 65°C, blinkt zij uit bij toepassingen bij lage temperaturen.
Vanwege de gewenste eigenschappen wordt AW 5080 gebruikt in tal van toepassingen, waaronder cryogene apparatuur, maritieme toepassingen, drukapparatuur, chemische toepassingen, gelaste constructies en voertuigcarrosserieën.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Alternatieve benamingen: 3.3535;Legering 5754;EN 573-3;U21NS A95754;ASTM B 209;Al-Mg3.
Omdat het een gesmede aluminium-magnesiumlegering is met het hoogste percentage aluminium, kan AW 5754 worden gewalst, gesmeed en geëxtrudeerd.Het is ook niet hittebehandelbaar en kan koud worden bewerkt om de sterkte te vergroten, maar met een lagere taaiheid.Bovendien heeft deze legering een uitstekende weerstand tegen corrosie en een hoge sterkte.Gezien deze eigenschappen is het begrijpelijk dat AW 5754 een van de meest populaire CNC-gefreesde aluminiumsoorten is.Het wordt doorgaans gebruikt in gelaste constructies, vloertoepassingen, visuitrusting, carrosserieën, voedselverwerking en klinknagels.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Alternatieve benamingen: 3.3206;ISO 6361;UNS-A96060;ASTM B 221;AlMgSi0,5
Dit is een magnesium- en siliciumhoudende smeedaluminiumlegering.Het is warmtebehandelbaar en heeft een gemiddelde sterkte, goede lasbaarheid en goede vervormbaarheid.Het is ook zeer goed bestand tegen corrosie;een eigenschap die door anodiseren nog verder verbeterd kan worden.EN AW 6060 wordt vaak gebruikt in de bouw, voedselverwerking, medische apparatuur en autotechniek.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Alternatieve benamingen: 3.4365;UNS-A96082;H30;Al-Zn6MgCu.
Zink is het belangrijkste legeringselement in deze aluminiumsoort.Hoewel EN AW 7075 een gemiddelde bewerkbaarheid heeft, slechte koudvervormingseigenschappen heeft en niet geschikt is voor zowel lassen als solderen;het heeft een hoge sterkte-dichtheidsverhouding, uitstekende weerstand tegen atmosferische en maritieme omgevingen, en sterkte vergelijkbaar met sommige staallegeringen.Deze legering wordt gebruikt in een zeer breed scala aan toepassingen, waaronder deltavliegers en fietsframes, rotsklimapparatuur, wapens en de productie van vormgereedschap.
EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu
Alternatieve benamingen: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Deze legering bevat magnesium en silicium als belangrijkste legeringselementen met sporen van koper.Met een treksterkte van 180Mpa is dit een legering met hoge sterkte en zeer geschikt voor zwaar belaste constructies zoals steigers, treinwagons, machine- en ruimtevaartonderdelen.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Alternatieve benamingen: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Deze legering wordt doorgaans gevormd door walsen en extrusie en heeft een gemiddelde sterkte met een zeer goede lasbaarheid en thermische geleidbaarheid.Het heeft een hoge weerstand tegen spanningscorrosie.Het heeft een treksterkte die varieert van 140 – 330 MPa.Het wordt veel gebruikt in de offshore-constructie en containers.
Posttijd: 29 juli 2022