CNC加工: アルミニウム材料の特性と用途

調達スペシャリストまたは製品エンジニアの場合, CNC加工に適した材料を選択すると、時間を節約できます, コストを削減します, そして、あなたの部品が業界の基準を満たしていることを確認してください. アルミニウム 最も人気のある選択肢の1つです。これは、CNC加工周波数で鋼鉄のみに依存しますが、そのユニークな強度の組み合わせに感謝します, 軽量, 処理の容易さ. このガイドは、アルミニウムの重要な特性を分類します, CNC作業用のトップ合金, ベストプラクティスの機械加工, および実際のアプリケーション, したがって、プロジェクトに対して自信を持って決定を下すことができます.

1. CNC加工のアルミニウムを際立たせるもの?

純粋なアルミニウムは柔らかいです, 銀白, 非磁気 - ただし、単独で使用されることはめったにありません. その代わり, メーカーはそれをような要素とブレンドします マンガン, 銅, そして マグネシウム 作成する アルミニウム合金 強化されたプロパティ付き. これらのバリエーションでも, すべてのアルミニウム合金は、CNCの機械加工に最適なコア特性を共有しています:

CNC加工のためのアルミニウムの重要な特性

優れた加工性: アルミニウムは柔らかくてカットしやすいです, 必要です 50% 鋼よりも少ない力. これにより、CNCマシンの動作が速くなります (まで 3,000 RPM) 緊密な許容範囲を持つ部品を生成します (ASと同じくらい 0.025 mm) 変形なし. 例えば, サプライヤーの機械加工アルミニウムブラケットは、生産時間を短縮しました 40% スチールブラケットと比較して.
高い特定の強度: アルミニウムの密度は、スチールの3分の1に過ぎません, したがって、部品は軽量です. それでもそれはまだ印象的な強さを提供します - 航空宇宙のような産業に最適, 体重の節約が重要です. アルミニウムから作られた平面成分の重量 60% スチールの同じ部分未満, 燃料効率の向上.
強い腐食抵抗: アルミニウムは、空気や海洋環境で自然に錆に耐えます, そして、これはブーストすることができます 陽極酸化. 海洋機器メーカーは、陽極酸化されたアルミニウム部品が、塩水のない鋼部品よりも3倍長く持続することを発見しました.
優れた低温性能: スチールやゴムとは異なります (ゼロ以下に脆くなります), アルミニウムはその柔らかさを保ちます, 延性, 極寒の強さ. これにより、凍結装置に最適です, 液体窒素貯蔵タンクのように.
良好な導電性: 純粋なアルミニウムには導電率があります 37.7 室温で100万個のシーメン/m. 合金は導電性が低くなりますが, 彼らはまだ電子コンポーネントで働いています - ヒートがスマートフォンで沈むように.
高いリサイクル性: CNC加工は減算です, したがって、それはたくさんのスクラップを作成します. アルミニウムはです 100% リサイクル可能, 使用するリサイクル 95% 新しいアルミニウムを作るよりも少ないエネルギー. 家具メーカーがリサイクルされました 200 毎年アルミニウムチップのkg, 材料費を削減します 15%.
陽極酸化機能: 陽極酸化 (電気化学プロセス) ハードを追加します, アルミニウム部品へのカラフルな層. これにより、耐摩耗性が向上し、ブランドの色を一致させることができます。.

2. CNC加工用のトップアルミニウム合金 (ユースケースで)

すべてのアルミニウム合金が同じではありません. 最良の選択は、あなたの部分の目的に依存します。, 耐食性, または溶接性. 以下は、CNC加工で使用される最も一般的な合金です, 重要な詳細と実際のアプリケーションを使用しています:

合金グレード	主な要素	キープロパティ	に最適です	許容範囲 (mm)	kgあたりのコスト
およびAW-6061 / 3.3211	マグネシウム, シリコン	高強度 (180 MPA引張強度), 溶接可能	足場, 航空コンポーネント, 鉄道車両	0.03	$2.50
およびAW-7075 / 3.4365	亜鉛, マグネシウム, 銅	最高の特異的強度, 一部の鋼よりも優れています	グライダーを掛けます, クライミングギア, 金型作り	0.025	$4.00
およびAW-5083 / 3.3547	マグネシウム, マンガン	優れた腐食抵抗, 低温で動作します	海洋部品, 極低温機器	0.04	$3.20
およびAW-6060 / 3.3206	マグネシウム, シリコン	中程度の強度, 陽極酸化するのは簡単です	建設フレーム, 医療機器	0.035	$2.30
およびAW-5754 / 3.3535	マグネシウム	素晴らしい溶接性, フードセーフ	食品加工装置, 車両の体	0.045	$2.80

実世界の合金の例: 自動車製造におけるEN AW-6061

自動車メーカーは強い必要がありました, 軽量ドライブシャフト. 彼らは、その張力強度と溶接性が高いため、AW-6061を選びました. CNCマシンのシャフトの重量がありました 30% スチールバージョンよりも少ない, 車の燃費を改善します 5%. プラス, 合金の腐食抵抗は、シャフトが余分なコーティングを必要としなかったことを意味します - 節約 $2 パーツごと.

3. アルミニウムの機械加工方法: ツール, 速度, および液体

アルミニウムで最高の結果を得るため, 適切なツールが必要です, 設定, およびプロセス. これがあなたが知っておくべきことです:

アルミニウムCNC加工に不可欠なツール

ツールデザイン: 2〜3フルートカッターを使用します. より多くのフルート (のように 4) チップフローをブロックします, ジャムを引き起こします. 2フルートのツールは、高速切削に最適です (チップの除去が重要です), 3 fluteツールのバランスがチップフローとツール強度のバランスをとる一方.
らせん角: 大まかな機械加工用, 35〜40°の角度を使用して熱を減らします. 仕上げのため, 45°アングルクリーンチップをより速くクリーニングし、表面仕上げを改善します. 45°のスパイラル角度ツールに切り替えられたサプライヤーの機械加工アルミニウムパネルと、 25%.
クリアランス角: 6〜10°の間に保ちます. 小さすぎる (6°未満) 摩擦を引き起こします; 大きすぎる (10°以上) ツールをガラガラにし、部品に損傷を与えます.
ツール材料: 炭化物 最良の選択です. それは高速で鋭いままで、摩耗に抵抗します. 2〜20％のコバルト含有量を持つ炭化物ツールを探してください。これは、高温でのアルミニウムとの反応を防ぎます (チップの蓄積を引き起こします). のようなコーティング ダイヤモンドのような炭素 (DLC) または 二酸化ジルコニウム ツールの寿命を延ばすことができます 30%.

重要な切断速度と飼料

加工タイプ	切断速度 (RPM)	フィードレート (MM/Rev)
荒い切断	2,000–3,000	0.15–2.03
細かい切断	3,000–4,000	0.05–0.15

ヒントの場合: CNCマシンが処理できる最速速度を常に使用してください. より速い速度により、チップの蓄積が減少します, 低い温度, フィニッシュを改善します. エレクトロニクスメーカーは、削減速度を向上させました 2,500 に 3,500 アルミニウムヒートシンクのRPM, サイクルタイムを切る 20%.

適切な切断液

アルミニウムを乾燥させないでください。ツールにチップの蓄積を引き起こします. その代わり, 使用 油溶性エマルジョン または ミネラルオイル. 塩素または硫黄を含む液体、染色アルミニウムを避けてください. CNCショップは塩素を含まないエマルジョンに切り替えて排除しました 90% アルミニウム染色の問題の.

4. アルミニウムCNC部品の後処理

機械加工後, これらの一般的なプロセスでアルミニウム部品を強化できます:

陽極酸化: 希薄硫酸に部品を浸し、電圧を適用してハードを作成します, 保護アルミナ層. また、消費者製品に大きな色を追加することができます. ラップトップブランドは、そのケーシングに赤陽極酸化アルミニウムを使用しました, 製品の魅力を後押しします.
サンドブラスト/真珠のセントトリートメント: 高圧空気を使用して、部品に砂またはガラスビーズを爆破します. これにより、滑らかまたはマット仕上げが作成されます. 真珠のセントトリートメント (ガラスビーズ付き) 装飾パーツに最適です, 家具のハンドルのように, ただし、寛容な部品にはお勧めしません.
パウダーコーティング: 色付きポリマーパウダーを部品にスプレーし、200°Cで焼きます. これにより、スクラッチと耐食性が向上します. 庭のツールメーカーが発見された粉末コーティングされたアルミニウムハンドルは、塗装されたものよりも2倍長く続きました.
熱処理: 熱処理可能な合金用 (AW-6061のこと), 加熱と冷却は部品を強化します. 航空宇宙のサプライヤー熱処理アルミニウムタービンブレード, 引張強度を増やします 30%.

5. CNC加工ではアルミニウムが使用されています?

アルミニウムの汎用性により、業界全体でトップピックがあります. これが最も一般的なアプリケーションです:

航空宇宙: 飛行機は翼にアルミニウムを使用します, 胴体, エンジン部品 - 軽量の軽量は燃料コストを削減します. 主要な航空会社が救われました $1 アルミニウム成分に切り替えることにより、燃料を毎年百万.
自動車: ドライブシャフト, ホイール, エンジンブラケットはしばしばアルミニウムです. 自動車メーカーは車両の体重を減らしました 150 アルミニウム部品を使用したKG, MPGを改善します 7%.
エレクトロニクス: ヒートシンク, 電話ケース, ラップトップフレームはアルミニウムの導電率と軽量に依存しています. ハイテク企業のアルミニウムヒートシンクは、プロセッサをプラスチックのものより10°Cクーラーに保ちました.
食品/医薬品: アルミニウムは有機材料と反応しません, そのため、フードミキサーやピルパッケージなどの機器に使用されています. 製薬会社は、薬物をより長く維持したため、ピルボトル用のアルミニウムを選びました.
スポーツ用品: 野球のバット, 自転車フレーム, スキーポールは、強度と軽さのためにアルミニウムを使用します. 自転車ブランドのアルミニウムフレームの重量は、スチールフレームより500g少ない重さでした, 乗り物を簡単にします.

6. CNC加工のためのアルミニウムに関するYiguテクノロジーの視点

Yiguテクノロジーで, ほとんどのCNCプロジェクトには、特に重量の場合はアルミニウムをお勧めします, スピード, またはコストが優先事項です. 高負荷部品用 (航空コンポーネントのように), en aw-6061ゴールド 7075 一番の選択です. 海洋または食品の用途向け, en aw-5083ゴールド 5754 無敵の腐食抵抗を提供します. また、問題を回避するために、クライアントにアルミニウムと炭化物のツールと塩素を含まない切断液をペアリングすることもアドバイスします. 調達チーム向け, リサイクルされたアルミニウムを購入すると、品質を犠牲にすることなく材料コストを10〜15％削減できます.