Aluminiumbearbeitung:So bearbeiten Sie Aluminiumlegierungen effektiv

In diesem Artikel erfahren Sie, wie die Aluminiumbearbeitung funktioniert. und wie man Aluminiumlegierungen effektiv bearbeitet, erklärt alles mit praktischen Tipps.

Aluminiumbearbeitung

Aluminiumlegierungen sind eines der bequemsten Materialien, mit denen man arbeiten kann, und machen es zum gebräuchlichsten Material für viele Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen.

Neben seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit bietet Aluminium eine Vielzahl von Legierungen und Güten, die den unterschiedlichen Anforderungen perfekt gerecht werden, von schnellen Prototypen bis hin zu Präzisionsanwendungen. Die CNC-Aluminiumbearbeitung bietet viele umfangreiche Vorteile, sei es aus Sicht der Kosten und der Materialintegrität.

Sicher, die Bearbeitung dieses Materials ist einfacher als die meisten Metalle da draußen, aber das ist nicht immer der Fall. Eine Reihe von Maschinenwerkstätten stehen vor Problemen bei der Aufrechterhaltung der Effizienz ihres Prozesses bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen.

Einige würden sich immer noch schwer tun, darüber nachzudenken, was auf dem Weg schief gelaufen ist und Probleme verursacht haben könnte. Bei der Arbeit mit Aluminium sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen, die sich von anderen Metallen unterscheiden.

Warum sich viele für die Bearbeitung mit Aluminium entscheiden

Leicht

Aluminiumlegierungen sind eines der leichtesten Metalle, die zerspanbar sind. Mit einem Dichtebereich von 2600–2750 kg pro Kubikmeter sind Aluminiumlegierungen etwa 2,5-mal weniger dicht als Stahl.

Langlebig

Ein Grund, warum Automobil- und Flugzeughersteller Aluminiumlegierungen als Material wählen, ist das vielversprechende Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Legierungen der Serie 7000 haben eine Festigkeit von bis zu 72.000 Pfund pro Quadratzoll.

Wissenswertes über Aluminiumlegierungen:Theoretisch kann ein 300-Zoll-Durchmesser Aluminiumdraht für Legierungen der 7000er-Serie einen mittelgroßen SUV aufhängen.

Hoher Bearbeitbarkeitsindex

Aluminium ist eines der Metalle mit dem höchsten Zerspanbarkeitsindex, wodurch es etwa drei- bis zehnmal besser zerspanbar ist als Stahl. Mit einem hohen Bearbeitbarkeitsindex ist es einfacher, die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen, ohne weitere Schritte der zusätzlichen Verarbeitung wie bei härteren Metallen durchlaufen zu müssen.

Korrosionsbeständig

Eine Sache an Aluminium ist, dass es kein Eisen enthält, was bedeutet, dass dieses Metall vor Schäden geschützt ist, die durch die Oxidation von Metallen entstehen könnten. Einige Aluminiumlegierungen können korrodieren, aber meistens schadet diese Korrosion dem Metall selbst nicht.

Anodisierbarkeit

Aluminium ist eines der wenigen Metalle, die eloxiert werden können. Das Eloxieren solcher Materialien würde zu einer verbesserten Oberflächenbeschaffenheit, einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit, einer längeren Lebensdauer und einer einzigartigen Farbpalette führen.

Kostengünstig

Aluminiumlegierungen sind im Vergleich zu anderen Metallen mit ähnlichen Eigenschaften günstiger. Aluminium ist das am häufigsten vorkommende Metall der Welt, was es zugänglich und billig macht. Außerdem ist dieses Material im Vergleich zu Stahl nicht so schwer zu verarbeiten, was es zum wirtschaftlichsten Material macht, mit dem man arbeiten kann.

Praktische Tipps zur effektiven Bearbeitung von Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen haben im Allgemeinen die höchste Bearbeitbarkeitsrate, aber viele Fertigungsbetriebe bearbeiten Aluminium auf eine Weise, die sich nachteilig auf die Werkzeugstandzeit und das fertige Teil als Ganzes auswirken kann.

Es ist entscheidend, die richtigen Werkzeuge, Parameter und Einstellungen auszuwählen, um den Nutzen der Verarbeitung dieses Metalls zu maximieren und maximale Effizienz zu erreichen. Hier finden Sie häufig auftretende Probleme und praktische Tipps, um die Effizienz bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen zu erreichen.

Probleme im Zusammenhang mit der CNC-Bearbeitung von Aluminium:

Der Versuch, den schlanksten Prozess bei der Bearbeitung von Aluminium zu erreichen, könnte ziemlich schwierig sein, da dies bedeutet, die Maschine und die Werkzeuge auf ihre Höchstleistung zu bringen, ohne diese zu beschädigen.

Einige Verarbeiter sind oft frustriert, wenn sie die optimalen Parameter für ihren Prozess erreichen, weil inmitten des Erreichens der Spitzenleistung unzählige Fehler auftreten, darunter Werkzeughochziehen, Werkzeugablenkung, Werkzeugbruch, Rattern und Spindelstopps.

Das Hauptproblem, das häufig bei der Bearbeitung von Aluminium auftritt, ist das Anhaften von Spänen am Schneidwerkzeug, wenn mit hohen Geschwindigkeiten gearbeitet wird.

Aufgrund dieses Problems können Katastrophen auftreten:

Dies könnte das Werkzeug so stumpf machen, dass es das Metall nur reibt, anstatt es zu schneiden, und als Ergebnis könnte es schmelzen und das Werkstück zerstören und drastische Probleme für das Werkzeug und die Spindel verursachen, wenn es nicht beaufsichtigt wird.

Tipp Nr. 1:

Eine Sache, die zum Anhaften von Metall am Werkzeug führen kann, ist die Werkzeugauswahl. In der zerspanenden Industrie ist es eine Faustregel, beim Umgang mit Aluminium Hartmetall-Schneidwerkzeuge zu wählen.

Der Hauptgrund dafür ist, dass Aluminium zu „klebrig“ werden und Ablagerungen an der Kante des Schneidwerkzeugs verursachen kann. Es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle Hartmetallwerkzeuge perfekt für die Bearbeitung dieses Materials geeignet sind.

Werkzeuge mit hohen Kobaltkonzentrationen sind möglicherweise nicht für die Bearbeitung von Aluminium geeignet, da das Aluminium bei zu hohen Temperaturen seltsam mit dem freiliegenden Kobalt reagieren kann, wodurch es sich miteinander verbindet und sich an der Kante des Werkzeugs ablagert. Wählen Sie ein Schneidwerkzeug, das nicht leicht stumpf wird, und am besten sind Hartmetallwerkzeuge mit größeren Körnern, um höheren Kobaltgehalten auszuweichen.

Tipp Nr. 2:

Wählen Sie ein beschichtetes Schneidwerkzeug. Zu diesen Werkzeugbeschichtungen gehören Titannitrid, Titan-Carbo-Nitrid, Titan-Aluminium-Nitrid, Chrom-Nitrid und je nach Hersteller weitere Varianten. Werkzeugbeschichtungen tragen wesentlich zur Schneidleistung bei, indem sie zu verbesserter Härte, verbesserter Verschleißfestigkeit und längerer Werkzeuglebensdauer führen.

Tipp Nr. 3:

Beachten Sie kritisch die Spannuten des zu verwendenden Werkzeugs basierend auf dem Prozess, an dem es beteiligt sein wird. Beim Umgang mit dem Schruppprozess ist die Spanabfuhr eine wichtige Spezifikation, die berücksichtigt werden muss.

Es ist wichtig, das Verstopfen der Werkzeuge durch Späne zu vermeiden, um Materialanhäufungen zu vermeiden und zu vermeiden, dass unerwünschtes Finish auf dem Teil zurückbleibt. Schaftfräser mit 3 Schneiden sind eine gute Wahl, da sie die notwendige Härte und Spanfreiheit haben, die bei der Bearbeitung von Aluminium benötigt werden.

Tipp Nr. 4:

Berücksichtigen Sie den Steigungswinkel je nach Prozess. Beim Schruppen gilt als Faustregel, immer Werkzeuge mit bester Spanabfuhr und Kühlung einzusetzen.

Hierfür eignet sich ein Schrägungswinkel von 35 Grad. Bei der Endbearbeitung hingegen ist es wichtig, eine hervorragende Oberflächengüte und einen schönen Output zu erzielen. Dabei ist es schön, Werkzeuge mit einem 45-Grad-Spiralwinkel zu verwenden, dies garantiert Ihnen ein genaues Finish. Wenn andererseits geplant ist, das Werkzeug sowohl zum Schruppen als auch zum Schlichten zu verwenden, kann es sinnvoll sein, den 40-Grad-Spiralwinkel zu wählen.

Tipp Nr. 5:

Einige Verarbeiter gehen gerne an die Grenzen, um eine schnellere Bearbeitungszeit zu erreichen, und manchmal führt dieser Wunsch aufgrund der Aggression zu unangenehmen Ergebnissen. Zu schnelle Vorschübe können sich auf die Oberschwingungen und die Steifigkeit des Schneidwerkzeugs auswirken, sodass es mitten in der Bearbeitung versagt.

Andererseits sind zu langsame Vorschübe nicht effizient und es wäre Zeit- und Ressourcenverschwendung. Die Vorschubgeschwindigkeiten und die Spindeldrehzahl würden relativ zu den Werkzeugspezifikationen und den Teileabmessungen sein. Es ist wichtig, sich eng an die theoretisch erprobten Parameter für die CNC-Bearbeitung zu halten, die im Bearbeitungshandbuch festgelegt sind.

Wichtige Erkenntnisse zur Aluminiumbearbeitung

Die Aluminiumbearbeitung selbst ist ein recht wirtschaftlich effizienter Fertigungsprozess für verschiedene Zwecke, aber die Kosteneinsparungsrate wird noch höher, wenn sie auf die richtige Weise bearbeitet wird. Die Vermeidung der Probleme bei der CNC-Bearbeitung einer Aluminiumlegierung kann erheblich zur Kostenvermeidung beitragen, die durch eine effiziente Bearbeitung erreicht wird.

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