Frezowanie aluminium

Zastosowanie aluminium w przemyśle.

Aluminium ma duże znaczenie techniczne, dlatego szeroko wykorzystywane jest w wielu gałęziach przemysłu. Szczególnie upodobały sobie ten surowiec branże, gdzie waga ma istotne znaczenie, a więc przykładowo przemysł samochodowy, lotniczy, stoczniowy, ale nie tylko. Metal ten wykorzystywany jest również w przemyśle spożywczym, budownictwie, artykułach AGD czy w produkcji kabli i przewodów. Wykonuje się z niego różne detale i przedmioty, jak na przykład: koła zębate, gwinty, frezy i inne złożone struktury, elementy maszyn i urządzeń, elementy konstrukcyjne, balustrady, poręcze, obudowy, odboje, parapety, listwy wykończeniowe, matryce, tablice, znaki firmowe, logo, tabliczki przemysłowe, systemy oznakowania.

Jakie aluminium do frezowania?

Niewłaściwy dobór materiału może grozić uszkodzeniem zarówno materiału obrabianego, jak i narzędzia skrawającego, dlatego bardzo ważną kwestią jest wybranie odpowiedniego gatunku materiału oraz wykorzystywanych narzędzi (w tym także frezów i parametrów skrawania). 

Co do kwestii materiału bardzo często czyste aluminium może okazać się nieodpowiednie z uwagi na plastyczność, miękkość i ciągliwość oraz niską wytrzymałość na rozciąganie. Sprawdzą się wtedy stopy aluminium, których wybór jest naprawdę różnorodny. Ich właściwości zależne są od danego składu i domieszki innych metali, mogą to być zatem stopy: utwardzalne, nieutwardzalne, odlewnicze, do obróbki plastycznej, odporne na wodę morską itd. Dodatek innych metali – typu: krzem (główny pierwiastek wpływający na skrawalność stopów aluminium), miedź, magnez, cynk, mangan, a także: ołów, kadm, antymon, bizmut – ma na celu podwyższenie właściwości mechanicznych danego stopu, w tym skrawalności, czyli podatności materiału na obróbkę skrawaniem.

Przy niskich prędkościach skrawania podczas obróbki czystego aluminium oraz miękkich stopów do przeróbki plastycznej, może powstawać narost, negatywnie wpływający na jakość uzyskanej powierzchni.

Najlepsze właściwości skrawalne wykazują utwardzane materiały przeznaczone do obróbki plastycznej oraz stopy odlewnicze o zawartości krzemu do 12%. Najtrudniej obrabia się stopy odlewnicze o zawartości krzemu powyżej 12%, gdyż wytrącenia krzemu powodują szybkie zużywanie się freza.

Należy przyjąć, że obróbka aluminium musi uwzględniać właściwości stopów takie jak: duży współczynnik rozszerzalności liniowej (szczególnie w kontekście chłodzenia), niewielki współczynnik sprężystości wzdłużnej, ponadprzeciętną przewodność cieplną.

Wskaźniki skrawalności aluminium.

Skrawalność jest głównym kryterium branym pod uwagę przy wyborze odpowiedniego do danego zastosowania stopu aluminium przeznaczonego do frezowania. Parametr ten zależy między innymi od: rodzaju zastosowanego materiału oraz narzędzia skrawającego, geometrii ostrza, cieczy chłodzącej itd.

Materiałami dobrze skrawalnymi są te, które pozwalają na obróbkę przy użyciu wysokich prędkości obrotowych, a po niej mają nieodkształconą powierzchnię, o małej chropowatości. To nie jest prosta sprawa, gdyż z zasady kryteria te wykluczają się, czyli wysoką chropowatość uzyskuje się podczas wysokich prędkości, a spada ona wraz ze zmniejszaniem prędkości. Najważniejsze w tym wszystkim jest zachowanie optymalnych proporcji. Wskaźnik odnoszący się do prędkości skrawania nazywany jest trwałościowym, a dotyczący chropowatości powierzchni – gładkościowym.

Warto tu także dodać, że im wyższa jest wytrzymałość materiału, tym sprawniej przebiega skrawanie. Materiały wysoko odporne na obciążenia zewnętrzne lepiej poddają się działaniu sił skrawających, lepiej je znoszą, co w rezultacie daje lepszy wynik. Stosuje się przy tym naprawdę wysokie prędkości obrotowe.

Frezowanie z aluminium odbywać się może na dwa sposoby i jest to frezowanie kształtowe i walcowe. Różnica pomiędzy nimi polega na pozycji narzędzi skrawających – i jak nazwa wskazuje, w przypadku frezowania walcowego mamy do czynienia z mocowaniem na powierzchni walcowej, a przy frezowaniu kształtowym – na bryle obrotowej.

Jaki frez do aluminium?

Bardzo dobrze sprawdzą się wyjątkowo twarde frezy diamentowe, które bez względu na szybkość obróbki i moc działania maszyny nie będą negatywnie oddziaływały na budowę aluminium.

Przy obróbce aluminium doskonale radzą sobie też trzpieniowe frezy z węglika spiekanego (zawierające w składzie wolfram, tytan, kobalt, wanad), pozwalające uzyskiwać większą wydajność w procesie obróbki skrawaniem. Wykazują one wyższą żywotność niż narzędzia wykonane ze stali. Z uwagi na dużą twardość, odporność na ścieranie i zwiększoną temperaturę pozwalają na zastosowanie wyższych obrotów i większych posuwów.

Generalnie można stwierdzić, że frezowanie aluminium najlepiej wykonywać przy wykorzystaniu frezów jedno-, dwu- lub trzyostrzowych. Zwłaszcza trzyostrzowe zagwarantują dobrą jakość powierzchni, precyzję, wydajność i zapewnią efektywne odprowadzenie wióra. Przy czym należy mieć na uwadze, że geometria ostrza to nie jedyny ważny element, gdyż liczy się także konstrukcja kanału wiórowego.

Obecnie wybór narzędzi jest naprawdę duży i nabyć można frezy bądź płytki frezarskie pokryte różnymi powłokami, o odmiennej geometrii oraz liczbie krawędzi tnących, które muszą być dopasowane do odpowiedniego gatunku stopu. Wzięcie pod uwagę wszystkich tych czynników pozwala na efektywne i skuteczne frezowanie aluminium.

Od czego zależy efektywność frezowania aluminium?

Aluminium i jego stopy wymagają zastosowania odpowiednich warunków obróbki mechanicznej, ponieważ materiał jest elastyczny, przez co mogą wystąpić odkształcenia elementu obrabianego i zmiana jego wymiarów liniowych (pod wpływem temperatury). Frezowanie aluminium będzie skuteczne przy zachowaniu kilku warunków:

• aby uzyskać efektowną powierzchnię, do frezowania wykończeniowego zaleca się stosowanie dużych prędkości obrotowych (nawet do 25 000 na minutę) i nieco mniejszych posuwowych,
• grubość wióra (hex) 0,1–0,2 mm będzie zapobiegała przyklejaniu się wiórów do ostrzy i formowaniu się zadziorów,
• odprowadzanie nadmiaru ciepła poprzez stosowanie cieczy chłodzących (mgły olejowej lub emulsji) znacznie poprawi skuteczność procesu (chłodzenie powinno obejmować zarówno frez, jak i posuw roboczy),
• liczbę krawędzi tnących narzędzia skrawającego dobiera się pod wytrzymałość stopu aluminium (im więcej krawędzi tnących frezu, tym mniejsze obciążenie pojedynczej krawędzi tnącej),
• frez jest tym bardziej stabilny, im jest krótszy i grubszy,
• frez musi mieć ostre krawędzie,
• materiał powinien być odpowiednio ułożony w urządzeniu,
• aby zapobiec odkształceniom i zarysowaniu powierzchni należy pamiętać o kieszeniowaniu, czyli ograniczyć do minimum liczbę wejść i wyjść narzędzia w trakcie obróbki,
• trzeba kontrolować temperaturę – miejscowy wzrost mógłby spowodować zmiany w strukturze, topienie materiału lub zaklejenie i zniszczenie freza.

Jakie właściwości ma aluminium?

Cechy, które charakteryzują aluminium to przede wszystkim: lekkość (niski ciężar i relatywnie niska masa ostatecznego produktu), miękkość, elastyczność i plastyczność, a jednocześnie wysoka trwałość, wytrzymałość użytkowa, odporność na uszkodzenia i czynniki zewnętrzne. Elementy aluminiowe łatwo można ze sobą łączyć w większe konstrukcje. Aluminium jest także: odporne na wilgoć, korozję i promieniowanie słoneczne, niepalne, łatwe do konserwacji i utrzymania w czystość, dobrze przewodzi prąd, nie matowieje, ma estetyczny wygląd i poddaje się recyklingowi. Z uwagi na fakt, iż posiada trzy razy mniejszą gęstość od stali, często stosowane jest jako alternatywa elementów stalowych. Wytrzymałość aluminium wzrasta im niższe są temperatury. Można go wielokrotnie poddawać obróbce, bez uszkadzania jego struktury.

Frezowanie aluminium – przykłady.

Frezowanie CNC aluminium – cennik.

Frezowanie aluminium to proces, którego koszt zależny jest od różnych czynników, dlatego nie posiadamy sztywnego cennika, a każde zapytanie wyceniamy indywidualnie. 

Frezowanie aluminium – cena uzależniona jest między innymi od: rodzaju użytego materiału (pracujemy na materiale własnym lub powierzonym), wielkości i grubości frezowanych elementów, stopnia skomplikowania projektu i trudności obróbki, wielkości zamówienia, czasu wykonania itd. Jeżeli są Państwo zainteresowani naszą ofertą, prosimy o kontakt, celem uzgodnienia szczegółów.