מגמות מתפתחות בפתרונות עיבוד מוצרי אלומיניום

אלומיניום היא המתכת הלא ברזלית הנפוצה ביותר, ומגוון היישומים שלה ממשיך להתרחב. ישנם למעלה מ-700,000 סוגים של מוצרי אלומיניום, הנותנים מענה לתעשיות שונות, לרבות בנייה, דקורציה, תחבורה ותעופה וחלל. בדיון זה, נחקור את טכנולוגיית העיבוד של מוצרי אלומיניום וכיצד למנוע דפורמציה במהלך העיבוד.

היתרונות והמאפיינים של האלומיניום כוללים:

- צפיפות נמוכה: לאלומיניום יש צפיפות של כ-2.7 גרם/ס"מ³, שזה בערך שליש מזה של ברזל או נחושת.

- פלסטיות גבוהה:לאלומיניום יש גמישות מצוינת, המאפשרת ליצור ממנו מוצרים שונים באמצעות שיטות עיבוד בלחץ, כגון אקסטרוזיה ומתיחה.

- עמידות בפני קורוזיה:אלומיניום מפתח באופן טבעי סרט תחמוצת מגן על פני השטח שלו, בתנאים טבעיים או באמצעות אנודיזציה, המציע עמידות מעולה בפני קורוזיה בהשוואה לפלדה.

- קל לחיזוק:למרות שאלומיניום טהור יש רמת חוזק נמוכה, ניתן להגדיל את חוזקו באופן משמעותי באמצעות אילגון.

- מקל על טיפול פני השטח:טיפולי פני השטח יכולים לשפר או לשנות את תכונות האלומיניום. תהליך האנודיז הוא מבוסס היטב ונמצא בשימוש נרחב בעיבוד מוצרי אלומיניום.

- מוליכות טובה ומיחזור:האלומיניום הוא מוליך חשמל מצוין וקל למיחזור.

טכנולוגיית עיבוד מוצרי אלומיניום

הטבעת מוצר אלומיניום

1. הטבעה קרה

החומר המשמש הוא כדורי אלומיניום. כדורים אלו מעוצבים בשלב אחד באמצעות מכונת אקסטרוזיה ותבנית. תהליך זה אידיאלי ליצירת מוצרים עמודים או צורות שקשה להשיג באמצעות מתיחה, כגון צורות אליפטיות, מרובעות ומלבניות. (כפי שמוצג באיור 1, המכונה; איור 2, כדורי האלומיניום; ואיור 3, המוצר)

הטונאז' של המכונה שבה נעשה שימוש קשור לשטח החתך של המוצר. הפער בין האגרוף העליון לתבנית התחתון עשוי פלדת טונגסטן קובע את עובי הדופן של המוצר. לאחר השלמת הלחיצה, הרווח האנכי מהאגרוף העליון לתבנית התחתון מציין את העובי העליון של המוצר.(כפי שמוצג באיור 4)

יתרונות: מחזור פתיחת תבנית קצר, עלות פיתוח נמוכה יותר מאשר עובש מתיחה. חסרונות: תהליך ייצור ארוך, תנודה גדולה בגודל המוצר במהלך התהליך, עלות עבודה גבוהה.

2. מתיחות

חומר בשימוש: יריעת אלומיניום. השתמש במכונת תבנית רציפה ובתבנית לביצוע עיוותים מרובים כדי לעמוד בדרישות הצורה, מתאים לגופים שאינם עמודים (מוצרים עם אלומיניום מעוקל). (כפי שמוצג באיור 5, מכונה, איור 6, תבנית ואיור 7, מוצר)

יתרונות:הממדים של מוצרים מורכבים ורב-עיוותים נשלטים ביציבות במהלך תהליך הייצור, ומשטח המוצר חלק יותר.

חסרונות:עלות עובש גבוהה, מחזור פיתוח ארוך יחסית ודרישות גבוהות לבחירת מכונות ודיוק.

טיפול פני השטח של מוצרי אלומיניום

1. התזת חול (התזת חול)

תהליך הניקוי והחיספוס של משטח המתכת על ידי השפעת זרימת חול במהירות גבוהה.

שיטה זו של טיפול משטח אלומיניום משפרת את הניקיון והחספוס של משטח העבודה. כתוצאה מכך, התכונות המכניות של פני השטח משתפרות, מה שמוביל לעמידות טובה יותר בפני עייפות. שיפור זה מגביר את ההדבקה בין המשטח לכל הציפוי המיושם, ומאריך את עמידות הציפוי. בנוסף, זה מקל על הרמה והמראה האסתטי של הציפוי. תהליך זה נפוץ במוצרי אפל שונים.

2. פוליש

שיטת העיבוד משתמשת בטכניקות מכניות, כימיות או אלקטרוכימיות כדי להפחית את חספוס פני השטח של חומר עבודה, וכתוצאה מכך משטח חלק ומבריק. ניתן לחלק את תהליך הפוליש לשלושה סוגים עיקריים: ליטוש מכני, ליטוש כימי וליטוש אלקטרוליטי. על ידי שילוב של ליטוש מכני עם ליטוש אלקטרוליטי, חלקי אלומיניום יכולים להגיע לגימור דמוי מראה הדומה לזה של נירוסטה. תהליך זה מעניק תחושה של פשטות ברמה גבוהה, אופנה ומשיכה עתידני.

3. ציור תיל

שרטוט חוטי מתכת הוא תהליך ייצור שבו קווים מגורדים שוב ושוב מלוחות אלומיניום עם נייר זכוכית. ניתן לחלק את ציור החוטים לציור חוט ישר, ציור חוט אקראי, ציור חוט ספירלי וציור חוט חוט. תהליך ציור חוטי מתכת יכול להראות בבירור כל סימן משי עדין כך שלמתכת המט יש ברק שיער עדין, ולמוצר יש גם אופנה וגם טכנולוגיה.

4. חיתוך קל גבוה

חיתוך גולת הכותרת משתמש במכונת חריטה מדויקת כדי לחזק את סכין היהלום על ציר מכונת החריטה המדויקת המסתובבת במהירות גבוהה (בדרך כלל 20,000 סל"ד) כדי לחתוך חלקים ולייצר אזורי הדגשה מקומיים על פני המוצר. הבהירות של דגשים החיתוך מושפעת ממהירות מקדחת הכרסום. ככל שמהירות הקידוח מהירה יותר, כך מדגישי החיתוך בהירים יותר. לעומת זאת, ככל שדגישי החיתוך כהים יותר, כך גדל הסיכוי שהם יפיקו סימני סכין. חיתוך מבריק נפוץ במיוחד בטלפונים ניידים, כמו אייפון 5. בשנים האחרונות, כמה מסגרות מתכת לטלוויזיה יוקרתיות אימצו מבריקכרסום CNCטכנולוגיה, ותהליכי האנודיז והצחצוח הופכים את הטלוויזיה למלאת אופנה וחדות טכנולוגית.

5. אנודיזציה
אנודיזציה היא תהליך אלקטרוכימי המחמצן מתכות או סגסוגות. במהלך תהליך זה, אלומיניום וסגסוגותיו מפתחים סרט תחמוצת כאשר מופעל זרם חשמלי באלקטרוליט ספציפי בתנאים מסוימים. האנודיז משפר את קשיות פני השטח ואת עמידות הבלאי של האלומיניום, מאריך את חיי השירות שלו ומשפר את המשיכה האסתטית שלו. תהליך זה הפך למרכיב חיוני בטיפול במשטח אלומיניום והוא כיום אחת השיטות הנפוצות והמצליחות ביותר שיש.

6. אנודה בשני צבעים
אנודה בשני צבעים מתייחסת לתהליך של אילגון מוצר להחלת צבעים שונים על אזורים ספציפיים. אף על פי שטכניקת אילגון דו-צבע זו לעתים רחוקות מופעלת בתעשיית הטלוויזיה בשל מורכבותה ועלותה הגבוהה, הניגוד בין שני הצבעים משפר את המראה היוקרתי והייחודי של המוצר.

ישנם מספר גורמים התורמים לעיוות העיבוד של חלקי אלומיניום, כולל תכונות החומר, צורת החלק ותנאי הייצור. הגורמים העיקריים לעיוותים כוללים: מתח פנימי הקיים בחסר, כוחות חיתוך וחום הנוצרים במהלך העיבוד, וכוחות המופעלים במהלך ההידוק. כדי למזער את העיוותים הללו, ניתן ליישם אמצעי תהליכים ספציפיים וכישורי הפעלה.

תהליכי תהליך להפחתת דפורמציה בעיבוד

1. הפחת את הלחץ הפנימי של הריק
הזדקנות טבעית או מלאכותית, יחד עם טיפול ברטט, יכולים לעזור להפחית את הלחץ הפנימי של ריק. עיבוד מקדים הוא גם שיטה יעילה למטרה זו. עבור ריק עם ראש שמן ואוזניים גדולות, עיוות משמעותי יכול להתרחש במהלך העיבוד עקב השוליים המשמעותיים. על ידי עיבוד מקדים של החלקים העודפים של הריק והקטנת השוליים בכל אזור, נוכל לא רק למזער את העיוות המתרחש במהלך העיבוד שלאחר מכן, אלא גם להקל חלק מהלחץ הפנימי הקיים לאחר עיבוד מוקדם.

2. שפר את יכולת החיתוך של הכלי
החומר והפרמטרים הגיאומטריים של הכלי משפיעים באופן משמעותי על כוח החיתוך והחום. בחירת כלי נכון חיונית כדי למזער את עיוות העיבוד של החלקים.

1) בחירה סבירה של פרמטרים גיאומטריים של הכלי.

① זווית גריפה:בתנאי של שמירה על חוזק הלהב, זווית הגריפה נבחרה כראוי להיות גדולה יותר. מצד אחד, הוא יכול לטחון קצה חד, ומצד שני, הוא יכול להפחית עיוות חיתוך, להפוך את הסרת השבבים לחלקה ובכך להפחית את כוח החיתוך וטמפרטורת החיתוך. הימנע משימוש בכלי זווית גריפה שלילית.

② זווית גב:לגודל זווית הגב יש השפעה ישירה על הבלאי של פני הכלי האחורי ועל איכות המשטח המעובד. עובי החיתוך הוא תנאי חשוב לבחירת זווית הגב. במהלך כרסום גס, בשל קצב ההזנה הגדול, עומס החיתוך הרב ויצירת חום גבוה, נדרשים תנאי פיזור החום של הכלי להיות טובים. לכן, יש לבחור את זווית הגב להיות קטנה יותר. במהלך כרסום עדין, הקצה נדרש להיות חד, יש להפחית את החיכוך בין פנים הכלי האחורי למשטח המעובד, ולהפחית עיוות אלסטי. לכן, יש לבחור את זווית הגב להיות גדולה יותר.

③ זווית סליל:על מנת להפוך את הכרסום לחלק ולהפחית את כוח הכרסום, יש לבחור את זווית הסליל בגדול ככל האפשר.

④ זווית הסטייה ראשית:צמצום הולם של זווית הסטייה הראשית יכול לשפר את תנאי פיזור החום ולהפחית את הטמפרטורה הממוצעת של אזור העיבוד.

2) שיפור מבנה הכלי.

צמצם את מספר שיני חותך כרסום והגדל את מרווח השבב:
מכיוון שחומרי אלומיניום מפגינים פלסטיות גבוהה ועיוות חיתוך משמעותי במהלך העיבוד, חיוני ליצור חלל שבב גדול יותר. המשמעות היא שהרדיוס של חריץ השבב התחתון צריך להיות גדול יותר, ויש להפחית את מספר השיניים על חותך הכרסום.

שחיקה עדינה של שיני חותך:
ערך החספוס של קצוות החיתוך של שיני החותך צריך להיות פחות מ-Ra = 0.4 מיקרומטר. לפני השימוש בחותך חדש, רצוי לטחון בעדינות את החלק הקדמי והאחורי של שיני החותך באבן שמן עדינה מספר פעמים על מנת להסיר כתמים או דפוסי מסור קלים שנותרו מתהליך ההשחזה. זה לא רק עוזר בהפחתת חום החיתוך אלא גם ממזער עיוות חיתוך.

בקרה קפדנית על תקני בלאי הכלים:
ככל שהכלים נשחקים, החספוס של חומר העבודה גדל, טמפרטורת החיתוך עולה, וחומר העבודה עלול לסבול מעיוות מוגבר. לכן, יש חשיבות מכרעת לבחור בחומרי כלי עבודה בעלי עמידות בפני שחיקה מצוינת, ולוודא שהבלאי של הכלים לא יעלה על 0.2 מ"מ. אם הבלאי חורג מהמגבלה הזו, זה יכול להוביל להיווצרות שבבים. במהלך החיתוך, יש לשמור על הטמפרטורה של חומר העבודה מתחת ל-100 מעלות צלזיוס כדי למנוע עיוות.

3. שפר את שיטת ההידוק של חומר העבודה. עבור חלקי עבודה מאלומיניום דקים עם קשיחות ירודה, ניתן להשתמש בשיטות ההידוק הבאות כדי להפחית דפורמציה:

① עבור חלקי תותבים בעלי דופן דקה, שימוש בצ'אק בעל שלוש לסתות מרוכז בעצמו או בקולט קפיצי להידוק רדיאלי עלול להוביל לעיוות של חלק העבודה לאחר שחרורו לאחר העיבוד. כדי להימנע מבעיה זו, עדיף להשתמש בשיטת הידוק קצה צירית המציעה קשיחות רבה יותר. מקם את החור הפנימי של החלק, צור ציר מושחל והכנס אותו לחור הפנימי. לאחר מכן, השתמש בצלחת כיסוי כדי להדק את פני הקצה ולאבטח אותו בחוזקה עם אום. שיטה זו מסייעת במניעת עיוות הידוק בעת עיבוד המעגל החיצוני, ומבטיחה דיוק עיבוד משביע רצון.

② בעת עיבוד חלקי עבודה מפח דק עם דופן, רצוי להשתמש בכוס יניקה ואקום כדי להשיג כוח הידוק מפוזר אחיד. בנוסף, שימוש בכמות חיתוך קטנה יותר יכול לסייע במניעת דפורמציה של חומר העבודה.

שיטה יעילה נוספת היא למלא את החלק הפנימי של חומר העבודה בחומר כדי לשפר את קשיחות העיבוד שלו. לדוגמה, ניתן לשפוך לתוך חומר העבודה נמסת אוריאה המכילה 3% עד 6% אשלגן חנקתי. לאחר העיבוד, ניתן לטבול את חומר העבודה במים או אלכוהול כדי להמיס את חומר המילוי ולאחר מכן לשפוך אותו.

4. סידור תהליכים סביר

במהלך חיתוך מהיר, תהליך הכרסום יוצר לעתים קרובות רטט עקב קצבאות עיבוד גדולות וחיתוך לסירוגין. רטט זה יכול להשפיע לרעה על דיוק העיבוד ועל חספוס פני השטח. כתוצאה מכך, התהליך חיתוך CNC במהירות גבוההמחולק בדרך כלל למספר שלבים: חיספוס, גימור למחצה, ניקוי זווית וגימור. עבור חלקים הדורשים דיוק גבוה, ייתכן שיהיה צורך בגימור למחצה משני לפני הגימור.

לאחר שלב החספוס, רצוי לאפשר לחלקים להתקרר באופן טבעי. זה עוזר לבטל את הלחץ הפנימי שנוצר במהלך חיספוס ומפחית דפורמציה. קצבת העיבוד שנותרה לאחר חיספוס צריכה להיות גדולה מהעיוות הצפוי, בדרך כלל בין 1 ל-2 מ"מ. במהלך שלב הגימור, חשוב לשמור על קצבת עיבוד אחידה על פני השטח המוגמר, בדרך כלל בין 0.2 ל-0.5 מ"מ. אחידות זו מבטיחה שכלי החיתוך נשאר במצב יציב במהלך העיבוד, מה שמפחית משמעותית את עיוות החיתוך, משפר את איכות פני השטח ומבטיח דיוק המוצר.

מיומנויות תפעוליות להפחתת עיוות עיבוד

חלקי אלומיניום מתעוותים במהלך העיבוד. בנוסף לסיבות הנ"ל, שיטת הפעולה חשובה מאוד גם בפעולה בפועל.

1. לחלקים בעלי קצבאות עיבוד גדולות, מומלץ עיבוד סימטרי לשיפור פיזור החום במהלך העיבוד ולמניעת ריכוז חום. לדוגמה, בעת עיבוד יריעה בעובי 90 מ"מ עד ל-60 מ"מ, אם צד אחד נטחן מיד אחרי הצד השני, הממדים הסופיים עלולים לגרום לסובלנות שטוחות של 5 מ"מ. עם זאת, אם נעשה שימוש בגישת עיבוד סימטרי של הזנה חוזרת, שבה כל צד מעובד לגודלו הסופי פעמיים, ניתן לשפר את השטיחות ל-0.3 מ"מ.

2. כאשר ישנם מספר חללים על חלקי היריעות, לא כדאי להשתמש בשיטת העיבוד הרציף של התייחסות לחלל אחד בכל פעם. גישה זו עלולה להוביל לכוחות לא אחידים על החלקים, וכתוצאה מכך לעיוות. במקום זאת, השתמשו בשיטת עיבוד שכבתית שבה כל החללים בשכבה מעובדים בו זמנית לפני המעבר לשכבה הבאה. זה מבטיח פיזור מתח אחיד על החלקים וממזער את הסיכון לעיוותים.

3. כדי להפחית את כוח החיתוך והחום, חשוב להתאים את כמות החיתוך. בין שלושת המרכיבים של כמות החיתוך, כמות החיתוך לאחור משפיעה באופן משמעותי על כוח החיתוך. אם קצבת העיבוד מוגזמת וכוח החיתוך במהלך מעבר בודד גבוה מדי, זה יכול להוביל לעיוות של החלקים, להשפיע לרעה על קשיחות ציר כלי המכונה ולהפחית את עמידות הכלי.

בעוד שהקטנת כמות החיתוך לאחור יכולה לשפר את אורך חיי הכלי, היא גם יכולה להפחית את יעילות הייצור. עם זאת, כרסום במהירות גבוהה בעיבוד CNC יכול לטפל ביעילות בבעיה זו. על ידי הפחתת כמות החיתוך לאחור והגדלת קצב ההזנה ומהירות כלי המכונה, ניתן להוריד את כוח החיתוך מבלי לפגוע ביעילות העיבוד.

4. רצף פעולות החיתוך חשוב. עיבוד גס מתמקד במקסום יעילות העיבוד והגדלת קצב הסרת החומרים ליחידת זמן. בדרך כלל, כרסום הפוך משמש לשלב זה. בכרסום הפוך, חומר עודף משטח הריק מוסר במהירות הגבוהה ביותר ובזמן הקצר ביותר האפשרי, ויוצר למעשה פרופיל גיאומטרי בסיסי לשלב הגימור.

מצד שני, הגימור נותן עדיפות לדיוק ואיכות גבוהים, מה שהופך את כרסום הפלטה לטכניקה המועדפת. בכרסום למטה, עובי החיתוך יורד בהדרגה מהמקסימום לאפס. גישה זו מפחיתה באופן משמעותי את התקשות העבודה וממזערת את העיוות של החלקים המעובדים.

5. חלקי עבודה בעלי קירות דקים חווים לעתים קרובות דפורמציה עקב הידוק במהלך העיבוד, אתגר שנמשך גם בשלב הגימור. כדי למזער עיוות זה, רצוי לשחרר את התקן ההידוק לפני השגת הגודל הסופי במהלך הגימור. זה מאפשר לחומר לחזור לצורתו המקורית, ולאחר מכן ניתן להדק אותו בעדינות מחדש - מספיק רק כדי להחזיק את חומר העבודה במקום - בהתבסס על תחושת המפעיל. שיטה זו עוזרת להשיג את תוצאות העיבוד האידיאליות.

לסיכום, יש להפעיל את כוח ההידוק קרוב ככל האפשר למשטח התומך ולכוון לאורך הציר הקשיח החזק ביותר של חומר העבודה. אמנם חיוני למנוע את שחרור חלק העבודה, אך יש לצמצם את כוח ההידוק למינימום כדי להבטיח תוצאות מיטביות.

6. בעת עיבוד חלקים עם חללים, הימנע מלאפשר לחותך הכרסום לחדור ישירות לתוך החומר כפי שמקדח היה עושה. גישה זו עלולה להוביל לחוסר מקום בשבבים עבור חותך הכרסום, ולגרום לבעיות כמו הסרת שבבים לא חלקה, התחממות יתר, התרחבות ופוטנציאל קריסת שבב או שבירה של הרכיבים.

במקום זאת, ראשית, השתמש במקדחה באותו גודל או גדול יותר מחותך הכרסום כדי ליצור את חור החותך הראשוני. לאחר מכן, חותך הכרסום משמש לפעולות כרסום. לחלופין, אתה יכול להשתמש בתוכנת CAM כדי ליצור תוכנית חיתוך ספירלה עבור המשימה.

אם אתה רוצה לדעת יותר או חקירה, אנא אל תהסס לפנותinfo@anebon.com

המומחיות ותודעת השירות של צוות Anebon סייעו לחברה לצבור מוניטין מצוין בקרב לקוחות ברחבי העולם על כך שהיא מציעה במחיר סבירחלקי עיבוד CNC, חלקי חיתוך CNC, ומחרטת CNCחלקי עיבוד שבבי. המטרה העיקרית של Anebon היא לעזור ללקוחות להשיג את מטרותיהם. החברה עושה מאמצים אדירים ליצור מצב של win-win לכולם ומזמינה אותך להצטרף אליהם.