Si vous êtes un spécialiste des achats ou un ingénieur produit, Choisir le bon matériau pour l'usinage CNC peut vous faire gagner du temps, réduire les coûts, Et assurez-vous que vos pièces répondent aux normes de l'industrie. Aluminium est l'un des choix les plus populaires - une seconde uniquement à l'acier dans la fréquence d'usinage CNC - grâce à son mélange unique de résistance, poids léger, et facilité de traitement. Ce guide décompose les caractéristiques clés de l'aluminium, Top alliages pour le travail CNC, Les meilleures pratiques d'usinage, et applications du monde réel, Vous pouvez donc prendre des décisions confiantes pour vos projets.
1. Ce qui fait que l'aluminium se démarque de l'usinage CNC?
L'aluminium pur est doux, argenté, et non magnétique - mais il est rarement utilisé seul. Plutôt, Les fabricants le mélangent avec des éléments comme manganèse, cuivre, et magnésium pour créer alliages en aluminium avec des propriétés améliorées. Même avec ces variations, Tous les alliages en aluminium partagent des traits de base qui les rendent idéaux pour l'usinage CNC:
Caractéristiques clés de l'aluminium pour l'usinage CNC
- Machinabilité supérieure: L'aluminium est doux et facile à couper, exigeant 50% Moins de force que l'acier. Cela permet aux machines CNC fonctionne plus rapidement (jusqu'à 3,000 RPM) et produire des pièces avec des tolérances serrées (aussi bas que 0.025 MM) sans déformation. Par exemple, Un fournisseur d'usinage des supports en aluminium a réduit le temps de production par 40% par rapport aux supports en acier.
- Force spécifique élevée: La densité de l'aluminium n'est qu'un tiers de l'acier, Les pièces sont donc légères. Pourtant, il offre toujours une force impressionnante - parfait pour des industries comme l'aérospatiale, où les économies de poids comptent. Un composant plan en aluminium pèse 60% moins que la même partie en acier, Amélioration de l'efficacité énergétique.
- Forte résistance à la corrosion: L'aluminium résiste naturellement à la rouille dans les environnements aériens et marins, Et cela peut être stimulé avec Anodisation. Un fabricant d'équipements marins a constaté que les pièces en aluminium anodisées ont duré 3 fois plus longue dans l'eau salée que les pièces en acier non enrobées.
- Excellentes performances à basse température: Contrairement à l'acier ou au caoutchouc (qui deviennent cassants en dessous de zéro), L'aluminium maintient sa douceur, ductilité, et force dans un froid extrême. Cela le rend idéal pour l'équipement cryogénique, Comme les réservoirs de stockage liquide d'azote.
- Bonne conductivité: L'aluminium pur a une conductivité de 37.7 millions de siemens / m à température ambiante. Tandis que les alliages sont moins conducteurs, Ils travaillent toujours pour des composants électroniques, comme les dissipateurs de chaleur dans les smartphones.
- Recyclabilité élevée: L'usinage CNC est soustractif, Donc ça crée beaucoup de ferraille. L'aluminium est 100% recyclable, et le recyclage qu'il utilise 95% Moins d'énergie que de faire un nouvel aluminium. Un fabricant de meubles recyclé 200 kg de jetons en aluminium par an, réduire les coûts des matériaux de 15%.
- Capacités d'anodisation: Anodisation (un processus électrochimique) ajoute un dur, Couche colorée aux pièces en aluminium. Cela améliore la résistance à l'usure et vous permet de faire correspondre les couleurs de la marque - grand pour les biens de consommation comme les boîtiers d'ordinateur portable.
2. Alliages d'aluminium supérieurs pour l'usinage CNC (Avec des cas d'utilisation)
Tous les alliages en aluminium ne sont pas les mêmes. Le meilleur choix dépend de l'objectif de votre part, qu'il ait besoin de forte force, résistance à la corrosion, ou soudabilité. Vous trouverez ci-dessous les alliages les plus courants utilisés dans l'usinage CNC, avec les détails clés et les applications réelles:
| Note d'alliage | Éléments principaux | Propriétés clés | Mieux pour | Tolérance (MM) | Coût par kg |
| Et AW-6061 / 3.3211 | Magnésium, Silicium | Forte résistance (180 Force de traction MPA), soudable | Échafaudage, composants aéronautiques, voitures de chemin de fer | 0.03 | $2.50 |
| Et AW-7075 / 3.4365 | Zinc, Magnésium, Cuivre | Force spécifique la plus élevée, Mieux que certains aciers | Croiser, équipement d'escalade, fabrication de moisissures | 0.025 | $4.00 |
| Et AW-5083 / 3.3547 | Magnésium, Manganèse | Excellente résistance à la corrosion, Fonctionne en basses températures | Parties marines, équipement cryogénique | 0.04 | $3.20 |
| Et AW-6060 / 3.3206 | Magnésium, Silicium | Résistance moyenne, facile à anoder | Cadres de construction, dispositifs médicaux | 0.035 | $2.30 |
| Et AW-5754 / 3.3535 | Magnésium | Grande soudabilité, à sa sécurité | Équipement de transformation des aliments, corps de véhicules | 0.045 | $2.80 |
Exemple d'alliage du monde réel: EN AW-6061 dans la fabrication automobile
Un constructeur automobile avait besoin, Arbres d'entraînement légers. Ils ont choisi en AW-6061 en raison de sa résistance à la traction élevée et de sa soudabilité à haute traction. Les arbres maachés à CNC pesaient 30% Versions moins que d'acier, Amélioration de l'économie de carburant de la voiture par 5%. Plus, La résistance à la corrosion de l'alliage signifiait que les arbres n'avaient pas besoin d'un revêtement supplémentaire - sauver $2 par pièce.
3. Comment machine en aluminium: Outils, Vitesses, et les fluides
Pour obtenir les meilleurs résultats avec l'aluminium, Vous avez besoin des bons outils, paramètres, et processus. Voici ce que vous devez savoir:
Outils essentiels pour l'usinage CNC en aluminium
- Conception d'outils: Utilisez 2 à 3 coupeurs de flûtes. Plus de flûtes (comme 4) Bloquer le flux de la puce, provoquant des confitures. Un outil à 2 flux est le meilleur pour la coupe à grande vitesse (où l'élimination des puces est critique), tandis qu'un outil à 3 flux équilibre le flux de puces et la résistance à l'outil.
- Angle de spirale: Pour l'usinage rugueux, Utilisez des angles de 35 à 40 ° pour réduire la chaleur. Pour finir, 45° Les angles nettoient les puces plus rapidement et améliorent la finition de surface. Un fournisseur d'usinage d'usinage en aluminium est passé à des outils d'angle en spirale 45 ° et une usure réduite de l'outil par 25%.
- Angle de dégagement: Gardez-le entre 6 et 10 °. Trop petit (sous 6 °) provoque la friction; trop grand (Plus de 10 °) fait en sorte que l'outil affronte et endommage la pièce.
- Matériau à outils: Carbure est le meilleur choix. Il reste tranchant à grande vitesse et résiste à l'usure. Recherchez des outils en carbure avec 2 à 20% de teneur en cobalt - cela empêche la réaction avec l'aluminium à des températures élevées (qui provoque une accumulation de puces). Revêtements comme carbone en forme de diamant (DLC) ou dioxyde de zirconium peut prolonger la durée de vie de l'outil par 30%.
Vitesses et flux de coupe critiques
| Type d'usinage | Vitesse de coupe (RPM) | Taux d'alimentation (MM / REV) |
| Coupure rugueuse | 2,000–3 000 | 0.15–2.03 |
| Coupe fine | 3,000–4 000 | 0.05–0.15 |
Pour la pointe: Utilisez toujours la vitesse la plus rapide que votre machine CNC peut gérer. Les vitesses plus rapides réduisent l'accumulation de puces, Température de partie inférieure, et améliorer la finition. Un fabricant d'électronique a augmenté la vitesse de coupe de 2,500 à 3,500 RPM pour les dissipateurs de chaleur en aluminium, Temps de cycle de coupe par 20%.
Les bons fluides de coupe
Ne jamais machine en aluminium sec - il provoque une accumulation de puces sur les outils. Plutôt, utiliser Émulsions solubles dans l'huile ou huiles minérales. Évitez les liquides avec du chlore ou du soufre - ils coloraient l'aluminium. Une boutique CNC est passée à une émulsion sans chlore et éliminé 90% des problèmes de coloration en aluminium.
4. Post-traitement pour les pièces CNC en aluminium
Après l'usinage, Vous pouvez améliorer les pièces en aluminium avec ces processus communs:
- Anodisation: Trempe les pièces dans l'acide sulfurique dilué et applique la tension pour créer un dur, couche de protection en alumine. Il vous permet également d'ajouter des couleurs - grand pour les produits de consommation. Une marque d'ordinateur portable a utilisé l'aluminium anodisé rouge pour son boîtier, Stimuler l'attrait du produit.
- Traitement de sable: Utilise de l'air haute pression pour faire exploser des perles de sable ou de verre sur des pièces. Cela crée une finition lisse ou mate. Traitement nacré (avec des perles de verre) est idéal pour les pièces décoratives, comme des poignées de meubles, mais n'est pas recommandé pour les pièces avec des tolérances serrées.
- Revêtement en poudre: Pulvérisation de la poudre de polymère coloré sur les pièces et les cuit à 200 ° C. Cela améliore la résistance aux rayures et à la corrosion. Un fabricant d'outils de jardin a trouvé des poignées en aluminium à revêtement en poudre a duré 2x plus longtemps que les peints.
- Traitement thermique: Pour les alliages de traitement thermiquement (chose et aw-6061), Le chauffage et le refroidissement renforcent les pièces. Un fournisseur aérospatial des lames de turbine en aluminium traité à la chaleur, augmenter leur force de traction par 30%.
5. Où est l'aluminium utilisé dans l'usinage CNC?
La polyvalence de l'aluminium en fait un choix de premier plan dans les industries. Voici les applications les plus courantes:
- Aérospatial: Les avions utilisent l'aluminium pour les ailes, fuselages, et les pièces du moteur - son poids léger réduit les coûts de carburant. Une grande compagnie aérienne sauvée $1 millions par an sur le carburant en passant à des composants en aluminium.
- Automobile: Arbres d'entraînement, roues, et les supports de moteur sont souvent en aluminium. Un constructeur automobile a réduit le poids d'un véhicule par 150 kg utilisant des pièces en aluminium, Améliorer son mpg par 7%.
- Électronique: Chauffer, bobines de téléphone, et les cadres d'ordinateur portable reposent sur la conductivité et le poids léger de l'aluminium. Les dissipateurs de chaleur en aluminium d'une entreprise technologique ont conservé des processeurs 10 ° C plus frais que les plastiques.
- Nourriture / pharmaceutique: L'aluminium ne réagit pas avec les matières organiques, Il est donc utilisé pour des équipements comme les mélangeurs alimentaires et l'emballage de pilules. Une entreprise pharmaceutique a choisi l'aluminium pour les bouteilles de pilules car elle a maintenu des médicaments frais plus longtemps.
- Équipement sportif: Chauves-souris de baseball, cadres de vélos, et les poteaux de ski utilisent de l'aluminium pour la force et la légèreté. Les cadres en aluminium d'une marque de vélo pesaient 500 g de moins que les cadres en acier, Rendre les trajets plus faciles.
6. Perspective de la technologie YIGU sur l'aluminium pour l'usinage CNC
À la technologie Yigu, Nous recommandons en aluminium pour la plupart des projets CNC, surtout si le poids, vitesse, ou le coût est une priorité. Pour les pièces de haute charge (comme les composants de l'aviation), En aw-6061 or 7075 sont les meilleurs choix. Pour les applications marines ou alimentaires, En aw-5083 or 5754 Offrir une résistance à la corrosion imbattable. Nous conseillons également aux clients d'associer l'aluminium avec des outils en carbure et des liquides de coupe sans chlore pour éviter les problèmes. Pour les équipes d'approvisionnement, L'achat d'aluminium recyclé peut réduire les coûts des matériaux de 10 à 15% sans sacrifier la qualité.
FAQ
1. Quel alliage d'aluminium est le meilleur pour les pièces CNC à haute résistance?
EN AW-7075 est le premier choix. Il a une résistance spécifique plus élevée que certains aciers et fonctionne bien pour des pièces comme l'équipement d'escalade ou les composants aérospatiaux. Notez simplement qu'il n'est pas idéal pour le soudage - si vous avez besoin, aller avec en aw-6061.
2. Puis-je machine en aluminium sans couper du liquide?
Non, L'usinage sec provoque l'accumulation de puces sur les outils, qui ruine la finition de surface et réduit la vie de l'outil. Utilisez toujours des émulsions solubles à l'huile ou des huiles minérales (Évitez le chlore / soufre). Cette étape simple peut prolonger la durée de vie de l'outil par 50%.
3. Est l'anodisation nécessaire pour les pièces CNC en aluminium?
Cela dépend de l'application. Si les pièces sont exposées à l'humidité (comme l'équipement marin) ou besoin d'une finition colorée (Comme les biens de consommation), L'anodisation en vaut la peine - il améliore la résistance et la durabilité de la corrosion. Pour les pièces internes (comme les supports de moteur), il peut ne pas être nécessaire.
