Obróbka aluminium

Obróbka aluminium pozwala wykonywać takie elementy jak: różnego rodzaju blachy, pręty, rury, druty, profile, kształtowniki, płaskowniki, kątowniki, koła zębate, łożyska, gwinty, frezy, płyty i formatki, śruby, nakrętki, podkładki, podzespoły elektroniczne, elementy maszyn i urządzeń. Wykorzystuje się je przy produkcji elementów budowlanych (od profili aluminiowych po elementy dachowe, okapy, rynny, dachówki, kanały klimatyzacyjne), w konstrukcji maszyn dla przemysłu samochodowego, lotniczego, kosmicznego i stoczniowego (karoserie, felgi, rury katalizatorowe i wydechowe, kadłuby silników, napędy, głowice, elementy łodzi i statków, podzespoły do budowy samolotów), w przemyśle spożywczym i gastronomicznym (folie spożywcze, puszki, kapsle, foremki, blaszki, patelnie, garnki, elementy urządzeń kuchennych), kosmetycznym (opakowania aerozoli), chemicznym (zbiorniki, menzurki, rury, suszarki próżniowe), elektrycznym, elektronicznym i elektrotechnicznym (linie, kable, przewody, silniki, urządzenia i systemy energetyczne, anteny, niektóre żarówki LED), systemów chłodzenia i ogrzewania (obudowy klimatyzatorów i wymienników ciepła wraz z orurowaniem), medycznym (sprzęt dentystyczny i chirurgiczny), zbrojeniowym. Aluminium często wykorzystywane jest w towarach (sprzęt AGD, armatura łazienkowa i kuchenna, sprzęt sportowy, smartfony, tablety, laptopy, płaskie telewizory, stoły, krzesła, lampy, żaluzje, obrazy, panele dekoracyjne itd.).

Czym jest aluminium?

Czyste aluminium dla celów komercyjnych uzyskiwane jest w wyniku ekstrakcji glinu z boksytu.

Glin, znany także pod nazwą aluminium, w przemyśle stosowany jest jednak głównie w postaci stopów z innymi pierwiastkami (jak: żelazo, miedź, krzem, magnez, mangan), co poprawia jego właściwości użytkowe, w tym wytrzymałość. Jest uniwersalnym tworzywem konstrukcyjnym o wszechstronnym zastosowaniu. Wyróżniamy stopy odlewnicze oraz stopy wykorzystywane do obróbki plastycznej.

Aluminium jest metalem lekkim; dzięki niskiej gęstości jest prawie trzy razy lżejsze niż żelazo. Jest podstawowym składnikiem niektórych materiałów magnetycznych.

Rodzaje stopów aluminium.

Obróbka aluminium wykorzystuje różne stopy aluminium.

Czyste aluminium jest miękkie – stosowane więc może być do wytwarzania folii aluminiowej czy przewodów elektrycznych. Aby poprawić jego wytrzymałość, parametry mechaniczne, obrabialność, odporność na korozję, używa się dodatków i tworzy stopy. Chodzi o to, by otrzymać stop odpowiedni dla wymaganych przez użytkownika zastosowań, dlatego, aby było wiadomo, jakie są właściwości danego stopu, stosowane są oznaczenia określające ich charakterystykę.

Systemy oznaczania i identyfikacji wykorzystywać mogą oznaczenia symbolami chemicznymi, numerycznymi bądź sygnaturą stosowaną przez instytucje międzynarodowe.

Oto jedne z oznaczeń:

• A1 (Al. 99,5) – czyste aluminium,
• PA2 i PA11 – stopy aluminium z magnezem,
• PA13 – stopy aluminium z magnezem i manganem,
• PA38, PA4 – stopy aluminium z magnezem i krzemem,
• PA6 – stopy aluminium z magnezem i miedzią,
• PA9 – stopy aluminium z cynkiem, magnezem i miedzią.

Inne to:

• Seria 1000: aluminium o wysokiej czystości; obejmuje materiały o niskiej wytrzymałości i dużej plastyczności; wykorzystywane jest głównie w przemyśle spożywczym, transporcie, architekturze.
• Seria 2000: stopy aluminium z kilkuprocentową zawartością miedzi oraz dodatkiem manganu i magnezu; obejmuje materiały o wysokiej wytrzymałości i średniej odporności na rdzę; wykorzystywane do produkcji części maszyn.
• Seria 3000: stopy aluminium z manganem; obejmuje materiały o niskiej wytrzymałości i znakomitej odporności na korozję; wykorzystywane w przemyśle chemicznym, spożywczym, przy produkcji elementów wykończeniowych i dekoracyjnych.
• Seria 4000: stopy aluminium z krzemem; obejmuje materiały o znakomitej odporności na korozję i wysokiej wytrzymałości; wykorzystywane do produkcji narzędzi czy felg.
• Seria 5000: stopy aluminium z magnezem; obejmuje materiały o średniej wytrzymałości i wysokiej odporności; można poddawać je anodowaniu bądź spawaniu; wykorzystywane w przemyśle spożywczym, budowlanym, chemicznym, w produkcji sprzętu AGD.
• Seria 6000: stopy aluminium z magnezem i krzemem; obejmuje materiały o doskonałej plastyczności i odporności na korozję; wykorzystywane w przemyśle spożywczym, chemicznym, górniczym, stoczniowym, a także meblarstwie, budownictwie, elektronice, oświetleniu, elementach wyposażenia wnętrz oraz elementach nośnych mostów, barier, dźwigów, wagonów, statków, ciężarówek, autobusów.
• Seria 7000: stopy aluminium z cynkiem i magnezem; obejmuje materiały o średniej odporności na korozję, które podczas obróbki cieplnej zyskują bardzo wysoki poziom wytrzymałości; można je poddać obróbce skrawaniem i spawaniu; wykorzystywane w elementach maszyn, obciążonych elementach konstrukcji, częściach samolotów, sprzęcie sportowym.
• Seria 8000: wszystkie pozostałe stopy aluminium; ich własności i podatność na obróbkę mechaniczną zależą od składu chemicznego.

Właściwości aluminium.

Glin reaguje z tlenem, czego efektem jest warstwa pasywna odpowiadająca za jego wysoką odporność na korozję. Aluminium jest odporne także na wiele innych czynników, jak np.: promienie słoneczne, uszkodzenia, kwasy i większość substancji chemicznych. Ponadto ma wiele innych cech: jest bezwonne, malowalne, niepalne, lekkie, miękkie, elastyczne i plastyczne, a jednocześnie trwałe, wytrzymałe, nie matowieje, dobrze przewodzi elektryczność, jest łatwe do obróbki, konserwacji i utrzymania w czystości, poddaje się recyklingowi, ma estetyczny wygląd oraz właściwości ochronne przed promieniowaniem rentgenowskim. Elementy aluminiowe łatwo można łączyć w większe konstrukcje.

Obróbka aluminum z powodzeniem wykorzystuje te właściwości.

Jakie technologie wykorzystujemy do obróbki aluminium?

Obróbka aluminium to szereg różnorodnych procesów. Wykonujemy na zlecenie: cięcie, frezowanie, toczenie i spawanie aluminium.

Cięcie aluminium.

Do cięcia aluminium używane są lasery CO₂ oraz fibrowe, zapewniające optymalne wykorzystanie materiałów. Cięcie laserowe zapewnia osiąganie stosunkowo krótkiego czasu produkcji oraz ekonomiczność metody. Gładka struktura, dowolne kształty, staranne profilowanie, krawędzie niewymagające dodatkowej obróbki, stuprocentowa powtarzalność – wszystko od przygotowania projektu po całościowe wykonanie.

Obróbka aluminium poprzez cięcie wykorzystywać może także plazmę bądź wodę.

Frezowanie aluminium.

Frezowanie aluminium pozwala na szybką i efektywną produkcję elementów zarówno o prostej formie, jak i o zaawansowanej geometrii, wysokim poziomie złożoności. Wytwarzać można w ten sposób przedmioty o najróżniejszych profilach i wymiarach, wykonywać obróbkę płaszczyzn i powierzchni kształtowych.

Ważną kwestią jest dobór odpowiedniego gatunku materiału oraz wykorzystywanych narzędzi (w tym również frezów i parametrów skrawania), inaczej mogłoby dojść do uszkodzenia obrabianego materiału bądź narzędzia skrawającego. Jak już wspomnieliśmy, lepiej sprawdzą się stopy aluminium, których wybór jest naprawdę różnorodny, niż czyste aluminium, które jest plastyczne, miękkie, ciągliwe i ma niską wytrzymałość na rozciąganie.

Niskie prędkości skrawania czystego aluminium czy miękkich stopów mogą skutkować powstawaniem narostu, negatywnie wpływającego na jakość powierzchni. Najlepszymi właściwościami skrawalnymi wykazują się utwardzane materiały przeznaczone do obróbki plastycznej i stopy odlewnicze o zawartości krzemu do 12%, a najtrudniej obrabia się stopy o zawartości krzemu powyżej 12%, które powodują szybkie zużywanie się freza.

Materiały dobrze skrawalne pozwalają na używanie wysokich prędkości obrotowych bez odkształcania powierzchni. To dosyć trudne, ponieważ wysokie prędkości z reguły oznaczają wysoką chropowatość, najważniejsze jest jednak zachowanie optymalnych proporcji. Ponadto im wyższa wytrzymałość materiału, tym skrawanie przebiega sprawniej.

Frezowanie aluminium odbywa się poprzez frezowanie kształtowe i walcowe, a różnica polega na pozycji narzędzi skrawających – mocowanie na powierzchni walcowej bądź na bryle obrotowej.

Toczenie aluminium.

Aby toczenie aluminium było opłacalne i efektywne, należy wybrać odpowiedni rodzaj materiału. W innym razie istnieje ryzyko, że nawet 90% materiału mogłoby zostać zamienione we wióry. Czyste aluminium (99% zawartości Al) i stopy zawierające małą ilość dodatków stopowych nie nadają się do tego z uwagi na swoje właściwości mechaniczne. Znacznie lepiej poradzą sobie stopy odlewnicze z zawartością od 5 do 25% pierwiastków stopowych. Skrawalność można polepszyć także poprzez takie metody obróbki jak: formowanie na zimno czy utwardzanie wydzieleniowe.

Dzięki nowoczesnym maszynom elementy można obrabiać na zewnątrz, wewnątrz, w pionie, w poziomie. Obecna technologia pozwala na mniejsze wartości tolerancji i wykonywanie nawet cienkich przedmiotów o najróżniejszych kształtach.

Spawanie aluminium.

Spawanie aluminium wymaga doświadczenia i wprawy. Metale nieżelazne, jak aluminium, dobrze przewodzą ciepło i posiadają dużą pojemność cieplną, niską temperaturę topnienia i wrzenia, wchodzą w reakcje z tlenem (a powstające tlenki są trudnotopliwe i mogą zanieczyszczać tworzoną spoinę). Aluminium topnieje w temperaturze 660^oC.

Spawanie aluminium można przeprowadzać metodą MIG lub TIG.

Obróbka aluminium? Zapraszamy do współpracy!