Jedním z nejoblíbenějších kovů v současném světě je hliník. Najdeme ho na karoseriích letadel a automobilů, na rámech oken a kuchyňském nářadí a hliník je ve velkém množství potřebný v průmyslu i v domácnostech. Je lehký, nekoroduje, má dobré vlastnosti, je odolný proti korozi a má vodivé elektrické a tepelné vlastnosti a je vysoce kujný; to jsou jedny z jeho nejcennějších vlastností, a proto se používá v řadě průmyslových odvětví.
Nicméně s prací s hliníkem jsou spojeny i určité problémy, zejména při řezání. Hliník je tvárnější a měkčí než většina kovů, a proto se může při nesprávném postupu řezání deformovat vlivem tepla nebo napětí. Proto je proces volby správného způsobu řezání nesmírně důležitý pro dosažení přesnosti, bezpečnosti, účinnosti a kvality povrchu.
Tento článek se zabývá běžně používanými postupy řezání hliníku. Jedná se o mechanické, tepelné, abrazivní a počítačem řízené. Podíváme se, jak se jednotlivé postupy provádějí, kdy by se měly používat a jaké jsou jejich výhody a nevýhody.
Co znamená řezat hliník?
Řezání hliníku je proces rozdělování, tvarování nebo změny velikosti hliníku pomocí různých nástrojů nebo metod. Jedná se o proces řezání části hliníku, která může mít podobu plechu, tyče, desky nebo výlisku, za účelem dosažení vhodné velikosti, tvaru nebo provedení pro danou aplikaci.
Jaký je význam řezání hliníku?
Používá se hliník:
- Konstrukce (okna a dveře)
- Automobily (rámy automobilů, díly)
- Letectví a kosmonautika (součásti letadel)
- Elektronika (chladiče, skříně atd.)
- Nábytek, nádobí (nábytek, nádobí)
Pro použití ve zmíněných procesech je třeba hliník přesně a úhledně řezat podle požadavků konstrukce.
Formy řezání hliníku jsou:
- Nůžky/mechanické řezací pily
- Thermal Cutting – Laser or plasma can be used
- Abrasive Cutting – Water jet or grinding wheel. Abrasive cutting involves water jets or grinding wheels.
- CNC obrábění - počítačem řízená zařízení, jako je frézování, vrtání a další.
Řezání hliníku se provádí v následujících hlavních krocích:
- Hliník se dá ohýbat a může se přehřát.
- Mohou potřebovat speciální nože nebo chladicí nádoby.
- Typ řezání by měl odpovídat specifikaci tloušťky a provedení.
Jednoduše řečeno:
Pomocí strojů, tepla nebo dokonce vody přeměňujeme hliník na kusy, které můžeme skutečně použít. Je to podobné, jako když nožem nebo laserem řežeme papír, jenže tady je to na kov.
1. Mechanické formy řezání
Fyzická separace materiálu se provádí mechanickým řezáním. Jedná se o staré, ale dobré způsoby, zejména o přímé nebo jednoduché řezy. Mezi běžné mechanické způsoby řezání patří:
A. Řezání
Jedním z nejjednodušších a nejoblíbenějších způsobů řezání hliníku je řezání pilou. Nejoblíbenější typy pil jsou následující:
- Pásová pila: Pásová pila je typ pily s dlouhým souvislým kotoučem, který se pohybuje v jednom směru po kladkách. Hodí se zejména k řezání velkých hliníkových tyčí, trubek a nepravidelných tvarů. Pomocí pásových pil jsou zadávány hladké řezy a jsou možné flexibilní úhly.
- Kotoučová pila: Tato pila má rotující kruhový kotouč a obvykle se používá k řezání rovných stran hliníkového plechu, profilů a výlisků. Kotoučové pily mají rychlou řeznou rychlost, ale produkují velké množství tepla a zároveň vyžadují chladicí kapalinu nebo mazivo, které zabraňuje ucpání kotouče.
- Studená pila: Pily za studena mají ozubené kotouče a pracují za studena, ale používají chladicí kapalinu a používají se při pomalém tempu. Tím se zamezí akumulaci tepla, což je nezbytné při použití měkkých a zpracovatelných kovů, jako je hliník. Výsledkem je povrchová úprava bez hran a otřepů a menší deformace.
Stříhání
Stříhání je proces, při kterém se k řezání hliníkových plechů používá řezací nůž s přímým ostřím pohybujícím se po pevném ostří. Je to jako stříhání kovu nůžkami.
- Gilotinové nůžky: Tento nástroj se hojně používá ve výrobních dílnách a čistí plechy pouhým jedním tahem. Pracuje dobře, řeže čisté rovné linie a neztrácí mnoho času.
- Ruční a hydraulické nůžky: Ruční nůžky se používají při lehkých pracích a na plechy. Hydraulické modely lze použít na těžké nebo průmyslové hliníkové plechy.
Výhody mechanického řezání
- Nákladově efektivní
- Základní vybavení
- Rovné řezy jsou dobré.
Nevýhody
- Neplatí pro něj nekomplexní údaje
- Mohou se vyskytnout otřepy a otřepy, které se mohou vyskytnout otřepy a otřepy.
- Ve velkovýrobě to nemusí dobře fungovat.
2. Procesy tepelného řezání
Při tepelných procesech řezání se používá teplo, které taví nebo odpařuje hliník. Jedná se o rychlé a přesné metody, které se používají ve výrobních a manufakturních závodech.
A. Řezání laserem
Laserové řezání funguje tak, že se světlo soustředí prostřednictvím paprsku, a tím se řeže hliník. Práce s paprskem se provádí pomocí systémů CNC, které zajišťují obrovskou přesnost.
- Mechanismus fungování: Při výstřelu laseru se hliník v místě dotyku roztaví nebo odpaří a roztavený kov se pomocí dmýchacích plynů, jako je dusík nebo kyslík, vytlačí stranou.
- Aplikace: Snadné použití: Vynikající na tenkém hliníku (obecně do 10 mm) a snadné dosažení vynikajících detailů.
Klady
- Je levnější než laser,
- Zkreslení je velmi malé
- Opakovatelnost řízená počítačem
Omezení:
- Hliník je pro laserové paprsky reflexní, což vyžaduje speciální vláknové lasery.
- Nákladné vybavení
- nepodepsané papíry větší hmotnosti
B. Řezání plazmou
Při plazmovém řezání dochází k řezání roztaveného a vyfouknutého kovu pomocí proudu vysokoteplotního ionizovaného plynu.
Vhodné pro: Silný hliníkový plech (od 10 mm výše)
Klady
- U silných materiálů je vždy rychlejší než laser.
- Žádná tištěná kopie není platná jako laserová
Nevýhody
- Nositel drsnějších výletních linek
- větší množství strusky nebo strusky k čištění
- Vyrobeno vodním paprskem
3. Abrazivní řezné systémy
Tyto procesy se používají k odstranění materiálu třením nebo erozí namísto použití ostrých nožů nebo tepla.
A.Řezání vodním paprskem
Řezání vodním paprskem je proces, který využívá vysokotlaký proud vody, který může být kombinován s abrazivním materiálem, například granátem, za účelem proražení hliníku.
Klíčové vlastnosti:
- Žádná tepelná zóna, tudíž žádná možnost deformace
- Lze řezat silný materiál o tloušťce až několika centimetrů.
- Letadla a zdravotnické zboží
Klady
- Ne, houževnatý Ayster; ne, rychlejší než lasery; ne, rychlejší než ohnivé meče.
- Nemá žádný vliv na vlastnosti materiálu
- Složení Croitentes
B. Nákladné práce
Při této technice se hliník drtí pomocí otáčejícího se brusného kotouče.
Aplikace: řezání tyčí, trubek a úhelníků z hliníku.
Výhody:
- Rychle a bez nudného efektu
- Levné hrubé řezy
Nevýhody:
- vzniklé teplo a jiskry
- Následně může být nutné provést práce na hranách
4. CNC obrábění hliníku
Řezání pomocí CNC (Computer Numerical Control) je forma digitálně řízeného procesu, při kterém se k řízení řezných nástrojů používá programovatelný počítačový software.
A. CNC frézování
Rotující nástroj se pohybuje po povrchu hliníkového materiálu a odebírá jej podél os X, Y a Z. Existují aplikace ve formě více dílů, tj. dílů motorů nebo elektronických skříní.
B. Zapnutí CNC
Hliníkový vzorek se roztočí a pomocí stacionární frézy se vytvaruje. Používá se na součásti, které mají válcový tvar, jako jsou hřídele a pouzdra.
C. CNC vrtání
Používal se k velmi přesnému vrtání otvorů do hliníku. Přesná hloubka každého otvoru, jeho poloha a průměr se řídí soubory CAD.
Výhody
- Velmi přesné
- Je praktické vypracovat návrhy
- Používejte nehořlavé prostředky/krývání očí/chrániče sluchu.
- Doplněk k velkoobjemové výrobě
Nevýhody
- Nákupy zařízení s vysokými náklady
- Bude zapotřebí profesionální obsluha.
5. Ruční a automatizované řezání
Při rozhodování mezi ruční a automatizovanou metodou řezání je třeba zvážit několik bodů:
- Řezání v ručním režimu, automatické řezání Kritéria
- Na jedné straně jsou počáteční náklady nízké. Na druhou stranu je vysoká počáteční investice ze své podstaty
- Odbornost, Obyčejná dovednost, Technické znalosti všeho druhu
- Svazek Malosériová výroba Hromadná výroba
Ruční řezání (např. ručními pilami nebo ručními nůžkami) může být vhodné pro hobby uživatele nebo pro drobnou výrobu. Naopak výroba v průmyslovém měřítku vyžaduje automatizované stroje, jako jsou CNC, laser nebo plazma.
6. Bezpečnostní aspekty
Řezání hliníku může být v závislosti na bezpečnostních opatřeních nebezpečným materiálem:
- Ostré hrany: Po rozříznutí bývají hrany ostré a mohou uživatele pořezat. Vždy odstraňte otřepy.
- Létající trosky: Lze konstruovat mechanické a abrazivní metody projektilů. Je třeba chránit oči.
- Žár a jiskry: Existuje tepelný proces generování vysokých teplot a ultrafialového záření. Výfuky a masky.
- Prach a výpary: Abrazivní a plazmové řezání může způsobit emise prachu nebo jedovatých výparů. Kuřáci a masky.
- Vždy je třeba dbát na správné větrání, používat zařízení s ochrannými kryty a pravidelně provádět kontrolu nářadí.
7. Správná metoda řezání
Potřeba zvolit vhodnou metodu závisí na několika otázkách:
- tloušťka materiálu: Vodní paprsek nebo plazma se používají, když je tloušťka hliníku vysoká, a laser nebo řezání se používá, když je plech tenký.
- Preferovaná povrchová úprava: Laser a CNC vytvářejí nejlepší povrchovou úpravu; atributy mechanického a plazmového obrábění mohou vyžadovat dodatečnou úpravu.
- Úroveň výroby: Nízký rozsah výroby, individuální kusová výroba se provádí pomocí ručního zařízení. Roboti.
- Rozpočet: Cena ručního a mechanického nářadí je levná, ale nepřesná. Cena laserů a CNC je vyšší, ale efektivnější.
Hliníkové řezné materiály
I když je hlavní řezanou součástí hliník, proces je závislý na řadě podpůrných materiálů, včetně řezných nástrojů, chladicích kapalin, brusiva a strojních součástí. Výběr těchto materiálů je zásadní pro dosažení hladkých řezů, dlouhé životnosti linerových nástrojů a vysoce kvalitních povrchových úprav.
1. Laserové řezací nástroje a nože
Pro mechanické řezání se upřednostňují břity s karbidovými hroty, rychlořezná ocel (HSS) a nástroje s diamantovým povlakem. Karbidy jsou velmi odolné a vhodné pro použití při vysokých rychlostech, zatímco HSS je flexibilní a ekonomicky výhodné pro použití při velmi jednoduchém řezání. Plně tvrdokovové frézy se používají při CNC frézování, protože jsou přesné a robustní. Nástroje s diamantovým povlakem se používají pouze na velmi jemné práce, kde musí být vše hladké a s velmi malými tolerancemi.
2. Chladicí a mazací prostředky
Hliníkový materiál má tendenci se přehřívat a lepit na nástroje; aby k tomu nedocházelo, používají se řezné kapaliny, které se během řezání ochlazují a mažou. Jedná se o syntetické chladicí kapaliny, rozpustné oleje a mlžné spreje, které minimalizují tření, zanášení nástrojů a zvyšují kvalitu povrchu. Aby se zabránilo tepelným deformacím při vysokorychlostních operacích, používají se mlhová nebo vzduchová chladicí média.
3. Abrazivní materiály
Při řezání vodním paprskem se proud vody dostává pod vysoký tlak a poté se kombinuje s abrazivním materiálem - obvykle granátem, který prochází procesem řezání tlustého nebo vrstveného hliníku. Granát se používá také proto, že je ostrý, tvrdý a není nebezpečný pro životní prostředí. Kotouče z oxidu hlinitého nebo karbidu křemíku mohou být použity při broušení a broušení, aby se dosáhlo čistého ostří nebo politury po tom, co se něco rozřízlo.
4. Pomůcky pro řezání laserem
Pro řezání hliníku laserem se používají asistenční plyny, jako je dusík nebo kyslíkový plyn. Dusík se obvykle volí k dosažení čistých hran bez oxidů, zejména při zpracování, kdy by měly být potřeby svařitelné nebo by měly být potaženy. Kyslík je sice rychlejší a cenově výhodnější, ale může způsobit spálení hran, proto se běžně nepoužívá u vysoce přesných křivek; pravidelně se používá u křivek hrubšího charakteru.
5. Obráběcí a upínací materiály
K lepení hliníku při řezání se používají měkké čelisti, svěráky a dokonce vakuové stoly z materiálů, jako je nylon, guma nebo uretan. Ty odstraňují možnost poškrábání nebo promáčknutí měkkého hliníkového povrchu a stabilizují postup řezání.
Budoucnost řezání hliníku
O lepší budoucnosti řezání hliníku lze hovořit, protože se jedná o rychle se rozvíjející oblast, k čemuž přispívá i pokrok v automatizaci, digitální výroba a udržitelnost. Vzhledem k tlaku na průmysl, aby zvýšil rychlost i přesnost a minimalizoval odpad, projde konvenční řezání vylepšeními, která ho doplní, a v některých klasifikacích dokonce nahradí, inteligentními, adaptivními technologiemi.
CNC a laserové řezání se stávají chytřejšími a jsou napojeny na umělou inteligenci a trénovány ve strojovém učení, aby automaticky měnily parametry řezání a měnily třídu hliníku a tloušťku. Tyto systémy zvyšují přesnost, snižují počet chyb a plýtvání materiálem.
Vláknové lasery se stávají módními díky své účinnosti a schopnosti vytvářet netermální, deformující řez na některých reflexních kovech, jako je hliník. Mezitím jsou na vzestupu hybridní systémy, které využívají kombinaci laseru, vodního paprsku a mechanického řezání, takže výrobci mohou využít předností dvou oborů v rámci jedné cesty zpracování.
GC Precision Mould: Váš spolehlivý výrobce forem
Ve společnosti GC Precision Mold se rádi staneme vaším důvěryhodným síťovým partnerem v oblasti přesné výroby. Pod heslem kvality, inovací a spokojenosti zákazníků při navrhování a výrobě vysoce přesných forem, které splňují požadavky současných konkurenčních průmyslových odvětví, jsme prokázali, že jsme mistrem v této kapacitě a schopnostech. V automobilovém průmyslu, v elektronice a v dalších oborech se naši profesionální pracovníci postarají o to, aby každá forma měla bezvadnou přesnost, trvanlivost a výkon. Když potřebujete nový výrobek nebo chcete vylepšit určitý postup, společnost GC Precision Mold vám přinese spolehlivé výsledky, uspokojivé výrobky za zdatnou cenu a v rámci rozpočtu. Přesnost je v našem na, ale také naší zárukou.
Závěr
Řezání hliníku je jedním z nejvýznamnějších procesů ve výrobě, stavebnictví, automobilovém a leteckém průmyslu a v mnoha dalších odvětvích. Vzhledem k tomu, že hliník je lehký, měkký a odolný vůči korozi, je třeba zvolit vhodnou metodu řezání, aby nedocházelo k deformacím, přehřívání nebo hrozným povrchovým úpravám. Ať už se jedná o staré mechanické formy řezání pilou, stříhání, nebo moderní high-tech laser, vodní paprsek, plazma nebo CNC řezání, každá z nich má určené použití v závislosti na tloušťce řezaného materiálu, potřebné přesnosti, rychlosti a rozpočtu.
Mechanické řezání je levné a běžně se provádí při rovném řezání napříč plechy a také napříč profily. Laser a plazma jsou tepelné metody řezání, které jsou vhodné pro rychlejší a velkoobjemové práce. Abrazivní přístupy provádějí řezy za studena tím, že nemění vlastnosti materiálu, a proto je lze použít u citlivých nebo silných materiálů. CNC obrábění mezitím umožňuje mimořádně vysokou přesnost a dokonale zvládá sofistikované formy a počítačem řízené procesy.
Pro výběr vhodné techniky řezání hliníku je třeba sladit parametry, jako je přesnost, účinnost, náklady a vlastnosti materiálu. Bez ohledu na prostředky jsou nezbytné bezpečnostní postupy, vhodné nástroje a znalosti obsluhy. S neustále se zvyšujícími požadavky průmyslu na průmyslová odvětví (z hlediska výkonu a blízkosti tolerancí) se technologie řezání hliníku neustále vyvíjejí, aby v současném výrobním prostředí poskytovaly vyšší kvalitu, udržitelnost a produktivitu.
Nejčastější dotazy
1. Jak se řežou hliníkové plechy?
Nejčistšího a nejpřesnějšího řezání se dosáhne při řezání tenkých plechů laserem nebo kotoučovou pilou. Lasery se nejlépe osvědčují při velmi detailní práci a pily při rychlých a rovných řezech.
2. Je možné řezat hliník běžnou pilou?
Ano, ale s ostřím s tvrdokovovými hroty, které se používá na neželezné kovy. Běžné čepele na dřevo se mohou zasekávat nebo poskytovat trhavé a nejisté řezy.
3. Funguje řezání vodním paprskem na hliník?
Ano, vodní paprsek funguje na hliník skvěle. Vytváří čisté a přesné řezy, aniž by kov zahříval, a kov se nespálí, takže se nedeformuje.
4. Je lepší řezání hliníku laserem nebo plazmou?
Záleží na tom. Řezání laserem je přesnější a má hladké hrany u tenkých materiálů. Plazmové řezání je úspornější a vhodnější při použití silnějších hliníkových plechů.