Et af de mest populære metaller i den moderne verden er aluminium. Det findes på fly- og bilkarosserier, vinduesrammer og køkkenredskaber, og der er brug for store mængder aluminium i industrien og i hjemmet. Det er let i vægt, korroderer ikke, har gode ledende elektrisk og varmeegenskaber og er meget formbart; det er nogle af dets mest værdifulde egenskaber, og det er derfor, det bruges i en række industrier.
Ikke desto mindre er der også visse problemer forbundet med at arbejde med aluminium, især med skæring. Aluminium er mere duktilt og blødere end de fleste metaller, og derfor kan det deformeres under varme eller stress, hvis det ikke håndteres med den rigtige skæreprocedure. Derfor er processen med at vælge en korrekt måde at skære på ekstremt vigtig for at opnå præcision, sikkerhed, effektivitet og overfladekvalitet.
Denne artikel handler om de almindeligt anvendte procedurer til skæring i aluminium. Disse er mekaniske, termiske, slibende og computerstyrede. Vi vil se, hvordan hver proces udføres, hvornår den bør anvendes, og hvilke fordele og ulemper der er ved dem.
Hvad betyder det at skære i aluminium?
Aluminiumsskæring refererer til processen med at adskille, forme eller ændre størrelsen på aluminium gennem brug af forskellige værktøjer eller metoder. Det er en proces, hvor der skæres i en del af aluminiummet, som kan være i form af et ark, en stang, en plade eller en ekstrudering, for at opnå en passende størrelse, form eller design til en bestemt anvendelse.
Hvad er betydningen af aluminiumsskæring?
Der bruges aluminium:
- Konstruktion (vinduer og døre)
- Biler (bilrammer, dele)
- Luft- og rumfart (flydele)
- Elektronik (radiatorer, kabinetter osv.)
- Møbler, redskaber (møbler, redskaber)
For at kunne bruges i de nævnte processer skal aluminium skæres præcist og pænt i henhold til kravene i designet.
Formerne for aluminiumsskæring er:
- Sakse/mekaniske skæresave
- Termisk skæring - laser eller plasma kan bruges
- Abrasiv skæring - vandstråle eller slibeskive. Abrasiv skæring involverer vandstråler eller slibeskiver.
- CNC-bearbejdning - Computerstyret udstyr, såsom fræsning, boring
Skæring af aluminium sker gennem følgende hovedtrin:
- Aluminium er bøjeligt og kan blive overophedet.
- De har måske brug for særlige knive eller kølere.
- Skæringstypen skal være i overensstemmelse med tykkelsen og designspecifikationen.
Kort sagt:
Vi omdanner aluminium til stykker, som vi rent faktisk kan bruge, ved at skære i det ved hjælp af maskiner, varme eller endda vand. Det er som at bruge en kniv eller laser til at skære i papir, men her er det i metal.
1. Mekaniske former for skæring
Fysisk adskillelse af materiale sker ved hjælp af mekanisk skæring. Det er gamle, men gode metoder, især til lige eller enkle snit. Nogle af de almindelige mekaniske skæreteknikker er:
A. Savning
En af de enkleste og mest populære måder at skære aluminium på er at save. De mest populære typer af save er som følger:
- Båndsav: En båndsav er en type sav, der har en lang, kontinuerlig klinge, og som bevæger sig i én retning langs remskiver. Den er især god til at skære i store aluminiumsstænger, rør og uregelmæssige former. Båndsave giver jævne snit, og der er mulighed for fleksible vinkler.
- Cirkelsav: Denne sav har en roterende cirkulær klinge, og den bruges normalt til at skære lige sider på en aluminiumsplade, profiler og ekstruderinger. Cirkelsave har hurtige skærehastigheder, men de producerer meget varme og kræver samtidig køle- eller smøremiddel, som forhindrer tilstopning af klingen.
- Kold sav: Koldsave har tandede klinger og kører koldt, men bruger et kølemiddel og bruges i langsomt tempo. På den måde undgår man varmeakkumulering, hvilket er vigtigt, når man bruger bløde, bearbejdelige metaller som aluminium. Resultatet er en kantløs, gratfri finish og mindre forvrængning.
Klipning
Klipning er en proces, hvor man bruger et skæreblad med en lige kant, der bevæger sig på en fast kant, til at klippe aluminiumplader. Det er som at klippe metal med en saks.
- Guillotinesaks: Den bruges i vid udstrækning på værksteder, og den skærer pladerne rene med bare et enkelt strøg. Den fungerer godt, skærer rene, lige linjer og giver ikke meget spild.
- Manuelle og hydrauliske sakse: Manuelle sakse bruges til let arbejde og til plader. Hydrauliske modeller kan bruges til tunge eller industrielle aluminiumsplader.
Fordele ved mekanisk skæring
- Omkostningseffektiv
- Grundlæggende udstyr
- Lige snit er godt.
Ulemper
- Ikke-komplekse tal gælder ikke for den
- Det er muligt, at der opstår grater og skægstubbe, som kan Grater og skægstubbe opstår
- Det fungerer måske ikke så godt i storskalaproduktion
2. Termiske skæreprocesser
Der anvendes varme i de termiske skæreprocesser, som smelter eller fordamper aluminiummet. Det er hurtige og præcise metoder, som anvendes i produktions- og fabrikationsvirksomheder.
A. Laserskæring
Laserskæring fungerer ved at fokusere lyset gennem en stråle og dermed skære i aluminium. Arbejdet med strålen udføres med CNC-systemer for at give en enorm nøjagtighed.
- Mekanisme for drift: Når laseren affyres, smeltes eller fordampes aluminiumet ved kontaktpunktet, og blæsende gasser som nitrogen eller oxygen bruges til at skubbe det smeltede metal til side.
- Anvendelsesområder: Fremragende på tyndt aluminium (generelt op til 10 mm) og let at bruge, hvilket gør det nemt at opnå udsøgte detaljer.
Fordele
- Det er billigere end en laser,
- Der findes meget lidt forvrængning
- Repeterbarhed computerstyret
Begrænsninger:
- Aluminium er reflekterende over for laserstråler, og det kræver særlige fiberlasere
- Dyrt udstyr
- usignerede papirer af større vægt
B. Skæring med plasma
Ved plasmaskæring smeltes og blæses metal ved hjælp af en stråle af ioniseret gas med høj temperatur.
Velegnet til: Tyk aluminiumsplade (op til 10 mm)
Fordele
- På tykke materialer er den altid hurtigere end en laser
- Ingen gyldig papirkopi som laser
Ulemper
- Bærer af mere barske krydstogtslinjer
- større slagger eller slagger til udrensning
- Fremstillet med vandstråle
3. Slibende skæresystemer
Disse processer bruges til at fjerne materialet ved friktion eller erosion i stedet for brug af skarpe knive eller varme.
A. Vandstråleskæring
Vandstråleskæring er en proces, der anvender en højtryksvandstråle, som kan kombineres med slibende materiale, f.eks. granat, for at gennembore aluminium.
Vigtige funktioner:
- Ingen varmezone, derfor ingen risiko for forvrængning
- Kan skære tykt materiale, som er så tykt som flere centimeter
- Fly og medicinske varer
Fordele
- Nej, kraftige Ayster; nej, hurtigere end lasere; nej, hurtigere end sværd af ild
- Har ingen indflydelse på materialets egenskaber
- Croitentes-kompositioner
B. Det dyre arbejde
I denne teknik sker knusningen af aluminium gennem et slibehjul, der roterer.
Applikationer: skære stænger, rør og vinkeljern af aluminium
Fordele:
- Hurtig og uden kedelig effekt
- Billige udskæringer
Ulemper:
- varme og gnister produceret
- Det kan være nødvendigt at arbejde med kanter bagefter
4. CNC-bearbejdning af aluminium
CNC-skæring (Computer Numerical Control) er en form for digitalt styret proces, hvor en programmerbar computersoftware bruges til at styre skæreværktøjer.
A. CNC-fræsning
Et roterende værktøj bevæger sig hen over aluminiumsmaterialets overflade og fjerner det langs X-, Y- og Z-akserne. Der findes anvendelser i flere dele, f.eks. motordele eller elektroniske huse.
B. Drejning på CNC'en
Aluminiumsprøven spindes, og en stationær fræser bruges til at forme den. Det anvendes på komponenter, der er cylindriske, som f.eks. aksler og bøsninger.
C. CNC-boring
Den blev brugt til at bore huller i aluminium meget præcist. Den præcise dybde af hvert hul, dets position og diameter styres af CAD-filer.
Fordele
- Ultra-præcis
- Det er praktisk at uddybe design
- Brug flammehæmmende midler/skjul af øjne/øreværn.
- Supplerende til produktion af store mængder
Ulemper
- Køb af virksomheder med høje omkostninger
- Professionelle operatører vil være påkrævet.
5. Manuel skæring og automatiseret skæring
Der er flere ting at tage hensyn til, når man skal vælge mellem den manuelle og den automatiserede skæremetode:
- Skæring i manuel tilstand, automatiseret skæring Kriterier
- På den ene side er startomkostningerne lave. På den anden side er en høj startinvestering i sagens natur
- Ekspertise, almindelige færdigheder, teknisk ekspertise af enhver art
- Volumen Produktion i lille skala Masseproduktion
Håndskæring (f.eks. ved hjælp af håndsave eller manuelle sakse) kan være passende for hobbyfolk eller fremstilling i mindre skala. Industriel fremstilling kræver derimod automatiserede maskiner som CNC, laser eller plasma.
6. Sikkerhedsovervejelser
Aluminium kan være et farligt materiale at skære i, afhængigt af sikkerhedsforanstaltningerne:
- Skarpe kanter: Når det er blevet skåret, er kanterne ofte skarpe og kan skære brugeren. Afgrat altid.
- Flyvende vragdele: Mekaniske og slibende metoder til projektiler kan konstrueres. Øjnene skal beskyttes.
- Varme og gnister: Der er den termiske proces, der genererer høje temperaturer og ultraviolet stråling. Udstødninger og masker.
- Støv og dampe: Slibning og plasmaskæring kan medføre udslip af støv eller giftige dampe. Rygere og masker.
- Der skal altid være ordentlig ventilation, og udstyret skal bruges med afskærmninger, og der skal laves en regelmæssig tidsplan for inspektion af værktøjet.
7. Den rigtige skæremetode
Behovet for at vælge en passende metode afhænger af flere ting:
- tykkelsen af materialet: Vandstråle eller plasma bruges, når aluminiumstykkelsen er stor, og laser eller savning bruges, når pladen er tynd.
- Foretrukket finish: Laser og CNC giver den bedste finish; mekaniske og plasma-egenskaber kan kræve efterbehandling efter arbejdet.
- Produktionsniveauet: Produktion i lav skala, personlig stykvareproduktion udføres ved hjælp af manuelt udstyr. Robotter.
- Budget: Prisen på manuelt og mekanisk værktøj er billig, men ikke præcis. Prisen på lasere og CNC er højere, men mere effektiv.
Skærematerialer i aluminium
Selv om aluminium er den vigtigste komponent, der skal skæres, er processen dog afhængig af en række hjælpematerialer, herunder skæreværktøjer, kølemidler, slibemidler og maskindele. Valget af disse materialer er afgørende for at opnå glatte snit, lang levetid på foringsværktøjet og finish af høj kvalitet.
1. Laserskæreværktøjer og -klinger
Til mekanisk skæring foretrækkes klinger med hårdmetalspids og højhastighedsstål (HSS) samt diamantbelagte værktøjer. Hårdmetal er meget slidstærkt og velegnet til højhastighedsbrug, mens HSS er fleksibelt og økonomisk at bruge, når der er brug for meget grundlæggende skæring. Solid carbide endefræsere bruges til CNC-fræsning, fordi de er præcise og robuste. De diamantbelagte værktøjer bruges kun til ultrafint arbejde, hvor alt skal være glat og med meget snævre tolerancer.
2. Køle- og smøremidler
Aluminiumsmateriale kan have tendens til at blive overophedet og klæbe til værktøjerne; for at sikre, at dette ikke sker, anvendes skærevæsker til at køle ned og smøre under skæreprocessen. Det er syntetiske kølemidler, opløselige olier og tågespray, som minimerer friktion, tilstopning af værktøjerne og øger overfladefinishen. For at forhindre termisk deformation i højhastighedsoperationer anvendes tåge- eller luftbaserede kølemidler.
3. Slibende materialer
Ved vandstråleskæring sættes en vandstråle under højt tryk og kombineres derefter med et slibemateriale - generelt granat, der gennemgår en proces med at skære det tykke eller lagdelte aluminium. Granat bruges også, fordi det er skarpt, hårdt og ufarligt for miljøet. Aluminiumoxid- eller siliciumkarbidskiver kan bruges til slibning og pudsning for at give en ren kant eller polere efter at have skåret noget.
4. Hjælpemidler til gaslaserskæring
Til laserskæring af aluminium bruger de assistentgasser som nitrogen eller oxy. Nitrogen vælges normalt for at opnå en ren oxidfri kant, især ved bearbejdning, hvor behovene skal kunne svejses eller belægges. Selvom det er hurtigere og mere omkostningseffektivt, kan oxygen forårsage brændte kanter, og derfor anvendes det ikke ofte i kurver med høj præcision; det anvendes regelmæssigt på kurver af mere grov karakter.
5. Materialer til opspænding og fastgørelse
Bløde kæber, skruestikker og endda vakuumborde, der bruger materialer som nylon, gummi eller urethan, bruges til at binde aluminium under skæring. De fjerner muligheden for at få ridser eller buler i den bløde aluminiumsoverflade og stabiliserer skæreproceduren.
Fremtiden for aluminiumsskæring
En lysere fremtid for aluminiumsskæring kan diskuteres, da det er et område i hurtig udvikling, hjulpet af Fremskridt inden for automatisering, digital fremstilling og bæredygtighed. Med presset på industrien for at øge både hastighed og nøjagtighed og for at minimere spild, vil konventionel skæring gennemgå forbedringer for at supplere den, og endda erstatte den i nogle klassifikationer, med smarte, adaptive teknologier.
CNC- og laserskæring arbejder på at blive smartere og bliver forbundet med AI og trænet i maskinlæring for automatisk at ændre skæreparametrene for at ændre aluminiumkvaliteten og tykkelsen. Systemerne øger nøjagtigheden, reducerer fejl og materialespild.
Fiberlasere er ved at blive trendy med deres effektivitet og evne til at producere et ikke-termisk, forvrængende snit på nogle reflekterende metaller som f.eks. aluminium. I mellemtiden er hybridsystemer, som er en kombination af laser, vandstråle og mekanisk, på vej frem, så producenterne kan drage fordel af styrkerne ved to discipliner inden for én bearbejdningsrute.
GC Precision Mould: Din pålidelige producent af støbeforme
Vi er mere end glade for at blive din betroede netværkspartner inden for præcisionsfremstilling hos GC Precision Mold. Under banneret af kvalitet, innovation og kundetilfredshed i design og fremstilling af højpræcisionsforme, der opfylder kravene i de nuværende konkurrencedygtige industrier, har vi vist os at være mesteren i denne kapacitet og evne. I bilindustrien, inden for elektronik og på andre områder vil vores professionelle personale sørge for, at hver form har upåklagelig nøjagtighed, holdbarhed og ydeevne. GC Precision Mold giver dig pålidelige resultater, tilfredsstillende produkter til en god pris og inden for budgettet, når du har brug for et nyt produkt eller ønsker at forbedre en bestemt procedure. Nøjagtighed er vores mål, men også vores garanti.
Konklusion
Aluminiumsskæring er en af de mest betydningsfulde processer inden for produktion, byggeri, bilindustri, rumfart og utallige andre sektorer. Da aluminium er let, blødt og korrosionsbestandigt, skal der vælges en passende skæremetode, så man undgår deformation, overophedning eller dårlig finish. Uanset om det er de gamle mekaniske former for savning og klipning eller den moderne højteknologiske laser-, vandstråle-, plasma- eller CNC-skæring, har de hver især en bestemt anvendelse afhængigt af tykkelsen af det materiale, der skal skæres, den nødvendige nøjagtighed, hastighed og budget.
Mekanisk skæring er billig og almindelig, når man skærer lige over plader og også over profiler. Laser og plasma er termiske skæremetoder, der egner sig til hurtigere arbejde i store mængder. De slibende tilgange laver kolde snit ved ikke at ændre materialets egenskaber, og de kan derfor bruges i følsomme eller tykke materialer. I mellemtiden giver CNC-bearbejdning mulighed for ekstra høj nøjagtighed og er perfekt til at styre sofistikerede former og computerstyrede processer.
For at vælge den rette skæreteknik til aluminium skal parametre som nøjagtighed, effektivitet, omkostninger og materialeegenskaber forenes. Sikkerhedsprocedurer, passende værktøj og viden fra operatørens side er afgørende uanset metode. Med konstant stigende krav til industrien (med hensyn til ydeevne og overholdelse af tolerancer) udvikler aluminiumsskæringsteknologier sig hele tiden for at give mere kvalitet, bæredygtighed og produktivitet i det nuværende produktionsmiljø.
Ofte stillede spørgsmål
1. Hvordan skærer man plader af aluminium?
Den reneste og mest præcise skæring opnås ved laserskæring eller cirkelsavning af tynde plader. Lasere fungerer bedst til meget detaljeret arbejde, og save fungerer bedst til hurtige og lige snit.
2. Er det muligt at skære i aluminium med en almindelig sav?
Ja, men med en klinge med karbidspids til brug i ikke-jernholdige metaller. De almindelige træklinger kan sætte sig fast eller give rykvise, usikre snit.
3. Fungerer en vandstråleskæring på aluminium?
Ja, en vandstråle fungerer fantastisk på aluminium. Den laver rene, præcise snit uden at opvarme metallet, og den brænder ikke metallet op, så det bliver ikke skævt.
4. Er laser- eller plasmaskæring af aluminium bedre?
Det kommer an på det. Laserskæring er mere præcis og har glatte kanter på tynde materialer. Plasmaskæring er mere omkostningseffektivt og passende, når man bruger tykkere plader af aluminium.