Aluminium CNC-bewerking: alles wat u moet weten

Aluminium CNC-bewerking

CNC-bewerking van aluminium is een van de meest betrouwbare en praktische manieren om sterke, lichtgewicht componenten met een hoge maatnauwkeurigheid te produceren. Daarom vindt u vele toepassingen van CNC-bewerking van aluminium in de auto-industrie, consumentenelektronica, automatiseringssystemen en de bouw- en ruimtevaartindustrie.

Dit artikel biedt een compleet overzicht van CNC-bewerking van aluminium, inclusief de gebruikte technieken, materialen en toepassingen. Proleantech Beschikt over ISO-certificeringen en is gespecialiseerd in materiaalbewerking voor aluminium onderdelen en prototypes. 

Inleiding tot aluminium CNC-bewerking

Wat is CNC-bewerking?

CNC-bewerking is de afkorting die gebruikt wordt voor Comuter Nnumeriek CGeautomatiseerd bewerken. Dit is een moderne, op maat gemaakte bewerkingstechniek waarbij materiaal (door middel van snijden, vormen of boren) uit een massief werkstuk wordt verwijderd met behulp van computergestuurde gereedschapspaden. CNC-bewerking levert componenten op met een hoge precisie (tot op micronniveau) en uitstekende herhaalbaarheid. 

Hoe werkt CNC-bewerking?

Bij CNC-bewerking wordt een digitaal ontwerp omgezet in een nauwkeurig fysiek onderdeel. Dit is een proces in meerdere stappen dat grotendeels computergestuurd en geautomatiseerd is. Hoewel het een geavanceerd proces is, kan de workflow als volgt eenvoudig worden beschreven.

• Het ontwerpen van – Het maken van een 2D- of 3D-model van het onderdeel met behulp van CAD-software.
• Programming – Het omzetten van het ontwerp in machineleesbare instructies (dit staat bekend als G-code)
• Machining – Het automatisch vormen van de onderdelen met behulp van de CNC-machine, volgens de gegeven instructies.
• Inspectie en afwerking – Eindcontrole en oppervlakteafwerking

Wanneer is CNC-bewerking van aluminium de juiste keuze?

Niet alleen metalen, maar ook veel soorten kunststoffen, composieten en hout worden gebruikt voor CNC-bewerking. Van de metalen worden staal, aluminium, messing en koper het meest gebruikt. Aluminium is een populair metaal voor CNC-bewerking omdat het zeer gemakkelijk te bewerken is. Het vereist minder snijkracht in vergelijking met andere metalen. Daarom is CNC-bewerking van aluminium de ideale keuze wanneer u componenten nodig heeft met:

• Hoge sterkte-gewichtsverhouding (aluminium is een van de lichtste metalen met de hoogste sterkte).
• Snellere productie (aluminiumbewerking gaat sneller dan de meeste andere metalen)
• Hoge corrosieweerstand 
• Schone oppervlakteafwerkingen
• Goede thermische en elektrische geleidbaarheid

Een van de belangrijkste redenen waarom CNC-bewerking van aluminium zo populair is, is de ruime beschikbaarheid op de markt. Aluminiumlegeringen zijn verkrijgbaar in veel verschillende kwaliteiten, waardoor het eenvoudig is om aan de gewenste prestaties en kosten te voldoen.

Populaire aluminiumlegeringen voor CNC-bewerking

Bewerkte aluminium componenten

De keuze van de aluminiumlegering heeft directe invloed op zowel het product als de gereedschappen. Het bepaalt de prestaties, sterkte, kwaliteit van de afwerking en ook de mate van slijtage van het gereedschap. De meest gebruikte legeringen voor precisiebewerking van aluminium in de moderne industrie zijn:

Aluminium 6061 (algemeen gebruik)

Aluminium 6061 is een veelzijdig materiaal dat gebruikt wordt voor de productie van diverse op maat gemaakte aluminium onderdelen. Het heeft een goede balans tussen eigenschappen zoals bewerkbaarheid, lasbaarheid en sterkte. Aluminium 6061 is ruim beschikbaar en bovendien kosteneffectief. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van op maat gemaakte aluminium onderdelen zoals beugels, behuizingen, frames, enzovoort.

Aluminium 7075

Als sterkte of vermoeiingsweerstand uw prioriteit is, dan is aluminium 7075 de beste keuze. Het is iets moeilijker te bewerken dan 6061, maar de prestaties zijn uitstekend voor CNC-bewerking van aluminium onderdelen die aan hoge spanningen worden blootgesteld. Dit is de beste optie voor componenten met een hoge belasting en voor competitieve toepassingen.

Aluminium 2024

Voor een goede vermoeiingsweerstand en bewerkbaarheid is aluminium 2024 de beste keuze als corrosiebestendigheid geen kritische vereiste is. Als u van plan bent deze legering in zwaardere omstandigheden te gebruiken, is het noodzakelijk om de legering te ondersteunen met oppervlaktebehandelingen. Aluminium 2024 wordt voornamelijk gebruikt voor vliegtuigonderdelen en -componenten die onder cyclische belasting werken.

Aluminium 5052

Aluminium 5052 is populair vanwege zijn uitstekende corrosiebestendigheid. Het wordt voornamelijk gebruikt voor brandstoftanks en onderdelen die functioneren in corrosiegevoelige omgevingen. Deze aluminiumsoort is niet warmtebehandelbaar.

Aluminium 6063

Als u goede vervormbaarheid en een mooie afwerking met een lage tot gemiddelde sterkte nodig hebt, is aluminium 6063 de ideale optie. Daarom wordt deze kwaliteit veel gebruikt in extrusies en architectonische profielen.

MIC-6 – Gegoten plaat

MIC-6 is de handelsnaam voor een gegoten aluminium gereedschapsplaat, die bekendstaat om zijn vlakheid, bewerkbaarheid en vormvastheid. Wanneer vervorming tijdens het bewerken tot een minimum beperkt moet worden, zijn onderdelen van MIC-6, zoals opspanplaten en mallen, zeer nuttig.

Massief, gegoten en gesmeed aluminium – de beste vorm kiezen

Staven van aluminiumlegering

Zelfs als u dezelfde legeringsfamilie gebruikt, heeft de keuze voor de juiste kolfvorm een ​​grote invloed op de prestaties en de kosten. Billet, gegoten en gesmeed zijn de drie belangrijkste soorten aluminium kolven die op de markt verkrijgbaar zijn. Een vergelijking van deze drie vormen vindt u in de onderstaande tabel.

Tabel 1: Soorten voorraadvormen van aluminium (Massief versus gegoten versus gesmeed aluminium)

Massief aluminium is de veiligste optie als u voorspelbare precisieonderdelen van aluminium nodig hebt. Voor toepassingen met hoge belasting of als de vermoeiingsweerstand cruciaal is, is gesmeed aluminium de beste keuze.

Probeer Prolean nu!

Soorten CNC-bewerking voor aluminium

Er zijn verschillende methoden om aluminium CNC-onderdelen te produceren. Afhankelijk van de vereiste geometrie, tolerantie-eisen, oppervlakteafwerking en productievolume, moet u de juiste methode kiezen.

CNC frezen van aluminium

Precisiebewerking van aluminium

Dit kan worden beschouwd als de ruggengraat van CNC-bewerking van aluminium. Bij CNC-frezen van aluminium wordt het aluminium werkstuk vastgehouden en roteren de snijgereedschappen om materiaal te verwijderen. Het is de meest flexibele optie voor het maken van uitsparingen, sleuven, vlakken en complexe 3D-contouren (zoals mallen, behuizingen en beugels). Met meerassig frezen kunt u het aantal stappen verminderen en het proces vereenvoudigen, omdat er in één bewerking meer zijden kunnen worden bereikt. Er zijn twee veelgebruikte meerassige freesmethoden:

• 3-assig frezen Dit is ideaal voor het maken van prismatische onderdelen zoals platen, beugels en behuizingen.
• 5-assig frezen – Dit is handig voor complexere gevallen met samengestelde hoeken of diepe holtes waar gereedschap moeilijk bereikbaar is.

Als u op maat gemaakte aluminium onderdelen met een complexere geometrie nodig hebt, is 5-assig bewerken de beste optie, omdat dit herpositionering vermindert en de consistentie verbetert. Vingerfrezen zijn de belangrijkste gereedschappen die worden gebruikt bij het CNC-frezen van aluminium. Er zijn veel verschillende typen, zoals tweesnijdige vingerfrezen, driesnijdige vingerfrezen en frezen met een hoge spiraalhoek. Deze zijn voornamelijk gemaakt van wolfraamcarbide, omdat dit materiaal langer scherp blijft, beter bestand is tegen hitte en hogere spindelsnelheden aankan. De gereedschapskeuze heeft een grote invloed op de afwerking van het product, dus het is belangrijk om zeer zorgvuldig te zijn bij het maken van een keuze.

CNC-draaien van aluminium

Hierbij worden de aluminium werkstukken (meestal staven) rondgedraaid, terwijl het snijgereedschap de buitendiameter, binnenboringen, conische vormen, groeven en schroefdraad vormt. Dit is de beste manier om onderdelen met rotatiesymmetrie te bewerken (zoals assen, koppelingen, bussen, enz.). 

Je kunt ook boor- of tapmethoden in dezelfde opstelling integreren als je een snellere productie nodig hebt. Als je product aluminium draaidelenMet draaien krijg je een betere oppervlakteuniformiteit en concentriciteit dan met frezen.

Elektro-erosie (EDM) van aluminium

Bij deze methode wordt materiaal verwijderd met behulp van gecontroleerde elektrische vonken. Als u zeer fijne details en delicate vormen wilt bereiken die met andere methoden moeilijk te snijden zijn, is dit de beste manier. EDM wordt veel gebruikt voor harde metalen. Het is meestal niet de eerste keuze voor CNC-bewerking van aluminium onderdelen, omdat frezen en draaien sneller en goedkoper zijn. Maar het kan wel gebruikt worden voor aluminiumbewerking met specifieke eisen.

CNC-boren van aluminium

CNC-boren wordt gebruikt om nauwkeurige gaten te maken. Na het boren volgt meestal het ruimen (om de diameter nauwkeurig te controleren) of het tappen (om inwendige schroefdraad te snijden). Boren wordt meestal gecombineerd met frees- of draaibewerkingen voor een snellere assemblage bij op maat gemaakte aluminiumproducten.

CNC-slijpen van aluminium onderdelen

Nadat de belangrijkste bewerkingen zijn voltooid, kunt u CNC-slijpen gebruiken om een ​​glad oppervlak te verkrijgen, de uiteindelijke afmetingen te verfijnen of de vlakheid te verbeteren. Bij deze methode wordt een slijpschijf gebruikt. Bij het slijpen van aluminium is het belangrijk de procesparameters nauwkeurig te controleren, omdat aluminium het slijpmateriaal kan verzadigen. CNC-slijpen is doorgaans geen vereiste stap, maar het kan wel waarde toevoegen aan precisiebewerkingen van aluminium met strenge eisen. Zo is CNC-slijpen bijvoorbeeld vaak nodig bij aluminium onderdelen voor medische toepassingen, waar een glad oppervlak cruciaal is voor de componenten. 

Lasersnijden van aluminium

Lasersnijden wordt gebruikt wanneer u aluminium in strakke, tweedimensionale profielen (panelen, beugels, enz.) moet snijden. Het is zeer efficiënt voor contoursnijden op hoge snelheid en het snijden van herhaalde vormen. Lasersnijden is bijzonder nuttig wanneer:

• Uw geometrie bestaat voornamelijk uit vlakke profielen.
• U heeft behoefte aan een snelle productie van op maat gemaakte aluminium onderdelen van plaatmateriaal.
• Je bent van plan om na het snijden te buigen of te monteren.

Met lasersnijden kun je geen 3D-vormen creëren. Als je die nodig hebt, moet je nabewerking uitvoeren zoals frezen of boren.

Voordelen van CNC-bewerking van aluminium

Er zijn veel redenen waarom CNC-bewerking van aluminium zo populair is in de moderne industrie. De belangrijkste voordelen van CNC-bewerking van aluminium zijn:

• Hoge sterkte-gewichtsverhouding Aluminium staat erom bekend dat het sterkte biedt zonder onnodig gewicht. Daarom is het erg populair in de lucht- en ruimtevaart. CNC-bewerking van aluminium in de automobielindustrie.
• Hoge bewerkbaarheid en snelle productie – Bij het bewerken van aluminium kun je altijd hogere spindelsnelheden en aanvoersnelheden gebruiken. Dit verkort de bewerkingscycli en leidt tot een snellere productie.
• De levensduur van het gereedschap is hoog in vergelijking met harde metalen. – Aluminium vereist over het algemeen minder snijkracht dan staal. Daardoor is de gereedschapslijtage laag en kun je de resultaten verder verbeteren met een goede spaanafvoer en scherp gereedschap.
• Afwerkingen met een hoge oppervlaktekwaliteit. – Met de juiste gereedschappen en parameters kunnen CNC-bewerkte aluminium onderdelen met een uitstekende afwerking van de machine komen. Daardoor hoeft u zich meestal geen zorgen te maken over nabewerkingen.
• Hoge schaalbaarheid In de meeste gevallen kunt u het prototype opschalen naar productie met behulp van hetzelfde basisproces. Dit maakt op maat gemaakte aluminiumbewerking een betrouwbare workflow.

Alternatieve methoden voor CNC-bewerking van aluminium

Hoewel CNC-bewerking veel voordelen heeft, is het voor sommige toepassingen niet de meest economische keuze. Bij de keuze voor de beste bewerkingsmethode moet je rekening houden met diverse factoren, zoals geometrie, volume, materiaal en kosten. Als CNC-bewerking niet de juiste keuze voor je is, zijn er ook veel kosteneffectieve, eenvoudige en betrouwbaardere alternatieven beschikbaar, afhankelijk van je behoeften.

• spuitgieten – Een goede keuze voor massaproductie van complexe vormen. Maar in de meeste gevallen is nabewerking nodig voor verfijningen.
• Extrusie – De beste optie voor lange profielen en onderdelen met een uniforme doorsnede. Indien nodig kunt u vervolgens functionele kenmerken bewerken met CNC-bewerking van aluminium.
• Fabricage van plaatwerk Voor dunne onderdelen is plaatbewerking in combinatie met lasersnijden veel sneller en effectiever dan CNC-bewerking. 
• Additieve productie (3D-printen) Deze methode kan werken voor gespecialiseerde geometrieën, maar voor een perfecte oppervlakteafwerking zul je vaak terug moeten grijpen naar CNC-bewerking. 

In de praktijk van productieplanning vertrouw je niet op één enkele methode. Veel industrieën gebruiken een mix van de bovengenoemde methoden om producten van hoge kwaliteit te leveren met maximale tijd- en kostenefficiëntie. 

Toepassingen van CNC-bewerking van aluminium onderdelen

Bewerkte aluminium blok

CNC-bewerking van aluminium onderdelen CNC-bewerking van aluminium is zeer populair in diverse industrieën, zozeer zelfs dat je zelden een industrie zult vinden die er geen gebruik van maakt. De meest voorkomende toepassingen zijn onder andere:

• Beugels, fittingen en behuizingen die worden gebruikt in de ruimtevaart en luchtvaart industrieën
• Veel consumentenelektronica-componenten, zoals frames, camerabevestigingen en hoogwaardige behuizingen. Nauwkeurige aluminiumbewerking wordt hier veelvuldig toegepast voor hoogwaardige toepassingen.
• Montageplaten, frames en behuizingen zijn nodig voor robotica en automatisering industrieën.
• Medische apparatuur, zoals bevestigingsmaterialen, op maat gemaakte beugels en chirurgische instrumenten, met precieze afmetingen.
• Lichtgewicht onderdelen in de auto-industriezoals adapterplaten, beugels en behuizingen (CNC-aluminium prototypes worden veel gebruikt tijdens de eerste ontwerpfases in deze industrie).

In de meeste van deze sectoren vragen klanten doorgaans om een ​​CNC-gefreesd aluminium prototype wanneer ze een functionele interface, een nauwsluitende assemblage of een onderdeel nodig hebben dat exact overeenkomt met het CAD-ontwerp.

Op maat gemaakte aluminiumbewerking bij Proleantech

Proleantech levert hoogwaardige, op maat gemaakte bewerkingen voor alle aluminiumlegeringen, aluminium gietstukken en metaalbewerkingsdiensten. We bieden ook nabewerkingsdiensten aan, zoals het verbeteren van oppervlakteafwerkingen door middel van mechanische behandelingen. Beschikbare afwerkingen zijn onder andere: 

• Geborstelde afwerking
• Gepolijste afwerking
• Satijnen afwerking
• Geanodiseerde afwerking
• Hard geanodiseerd

De standaard toleranties voor CNC-bewerking van alle aluminium onderdelen liggen rond de 0.025 mm, waarbij precisiefrezen van aluminium zelfs nog lagere toleranties mogelijk maakt. Verzoek om een gratis offerte bereiken van jouw doelen

Conclusie 

CNC-bewerking van aluminium biedt vaak een snelle, nauwkeurige en schaalbare productie van componenten. Als u de juiste legering, de juiste methode (frezen, draaien, boren, enz.) en het juiste ontwerp kiest, krijgt u altijd betrouwbare CNC-bewerkte aluminium onderdelen met uitstekende prestaties en kwaliteit. Soms is CNC-bewerking echter niet de beste keuze, afhankelijk van uw behoeften. In dat geval moet u ook alternatieve methoden overwegen.