Uno dei metalli più diffusi nel mondo contemporaneo è l'alluminio. Si trova sulle carrozzerie di aerei e automobili, sui telai delle finestre e sugli utensili da cucina, e l'alluminio in grandi quantità è richiesto nei settori industriali e domestici. È leggero, non si corrode, ha un'ottima elettrico conduttivo Queste sono alcune delle sue caratteristiche più preziose, ed è per questo che viene utilizzato in diversi settori industriali.
Tuttavia, ci sono anche alcuni problemi legati alla lavorazione dell'alluminio, in particolare al taglio. L'alluminio è più duttile e più morbido della maggior parte dei metalli e quindi può deformarsi sotto il calore o lo stress se non viene trattato con la giusta procedura di taglio. Per questo motivo, il processo di selezione di un metodo di taglio corretto è estremamente importante per ottenere precisione, sicurezza, efficienza e qualità della superficie.
In questo articolo verranno discusse le procedure di taglio dell'alluminio comunemente utilizzate. Si tratta di procedimenti meccanici, termici, abrasivi e computerizzati. Vedremo come si svolge ogni processo, quando dovrebbe essere applicato e quali sono i pro e i contro.
Cosa significa tagliare l'alluminio?
Il taglio dell'alluminio si riferisce al processo di disunire, modellare o ridimensionare l'alluminio attraverso l'uso di vari strumenti o metodi. Si tratta di un processo che consiste nell'effettuare un taglio in una parte dell'alluminio, che può avere la forma di una lastra, di un tondino, di una piastra o di un'estrusione, al fine di ottenere una dimensione, una forma o un design adatti a un'applicazione.
Qual è il significato del taglio dell'alluminio?
Si utilizza l'alluminio:
- Costruzione (finestre e porte)
- Automobili (telai e parti di automobili)
- Aerospaziale (parti di aeroplani)
- Elettronica (radiatori, custodie, ecc.)
- Mobili, utensili (mobili, utensili)
Per essere utilizzato nei processi citati, l'alluminio deve essere tagliato in modo preciso e ordinato, secondo i requisiti del progetto.
Le forme di taglio dell'alluminio sono:
- Cesoie/Seghe da taglio meccaniche
- Thermal Cutting – Laser or plasma can be used
- Abrasive Cutting – Water jet or grinding wheel. Abrasive cutting involves water jets or grinding wheels.
- Lavorazioni CNC - Apparecchiature a controllo computerizzato, come la fresatura, la foratura e il taglio di metalli.
Il taglio dell'alluminio avviene attraverso le seguenti fasi principali:
- L'alluminio è pieghevole e può essere surriscaldato.
- Potrebbero essere necessari coltelli o refrigeratori speciali.
- Il tipo di taglio deve essere conforme allo spessore e alle specifiche di progetto.
In poche parole:
Trasformiamo l'alluminio in pezzi che possiamo utilizzare tagliandolo con l'aiuto di macchine, calore o addirittura acqua. È come usare un coltello o un laser per tagliare la carta, solo che in questo caso si tratta di metallo.
1. Forme meccaniche di taglio
La separazione fisica del materiale avviene attraverso mezzi di taglio meccanici. Si tratta di metodi vecchi ma validi, in particolare per tagli dritti o semplici. Alcune delle tecniche di taglio meccanico più comuni sono:
A. Segatura
Uno dei metodi più semplici e popolari per tagliare l'alluminio è la segatura. I tipi di seghe più diffusi sono i seguenti:
- Sega a nastro: La sega a nastro è un tipo di sega dotata di una lama lunga e continua che si muove in una direzione lungo delle pulegge. È particolarmente indicata per il taglio di grandi barre di alluminio, tubi e forme irregolari. Con le seghe a nastro si ottengono tagli uniformi e sono possibili angoli flessibili.
- Sega circolare: Questa sega è dotata di una lama circolare rotante e viene normalmente utilizzata per tagliare lati dritti su lastre di alluminio, profili ed estrusi. Le seghe circolari hanno velocità di taglio elevate, ma producono molto calore e necessitano di un refrigerante o di un lubrificante che impedisca l'intasamento della lama.
- Sega a freddo: Le seghe a freddo sono costituite da lame dentate e funzionano a freddo, ma utilizzano un refrigerante e sono utilizzate a ritmi lenti. In questo modo si evita l'accumulo di calore, indispensabile quando si utilizzano metalli morbidi e lavorabili come l'alluminio. Il risultato è una finitura senza bordi e senza bave e una minore distorsione.
Tosatura
La cesoiatura si riferisce al processo che impiega l'azione di una lama da taglio con un bordo dritto che si muove su uno fisso per tagliare la lamiera di alluminio. È come tagliare il metallo con le forbici.
- Cesoia a ghigliottina: È molto utilizzata nelle officine di fabbricazione e taglia i fogli in modo netto con un solo colpo. Funziona bene, taglia linee rette e pulite e non spreca molto.
- Cesoie manuali e idrauliche: Le cesoie manuali sono utilizzate per lavori leggeri e per le lamiere. I modelli idraulici possono essere utilizzati per lamiere di alluminio pesanti o di dimensioni industriali.
I vantaggi del taglio meccanico
- Economicamente vantaggioso
- Attrezzatura di base
- I tagli dritti sono buoni.
Contro
- Le figure non complesse non si applicano ad esso
- È possibile che si verifichino bave e arruffianamenti.
- Potrebbe non funzionare bene nella produzione su larga scala.
2. Processi di taglio termico
Il calore viene impiegato nei processi termici di taglio, che fondono o fanno evaporare l'alluminio. Si tratta di metodi rapidi e precisi che vengono impiegati nelle fabbriche di produzione e fabbricazione.
A. Taglio laser
Il taglio laser funziona focalizzando la luce attraverso un raggio, tagliando così l'alluminio. Il lavoro sul raggio viene eseguito con sistemi CNC per garantire un'immensa precisione.
- Meccanismo di funzionamento: Quando il laser viene sparato, l'alluminio viene fuso o vaporizzato nel punto di contatto e i gas di soffiaggio, come l'azoto o l'ossigeno, vengono utilizzati per spingere il metallo fuso.
- Applicazioni: Eccellente su alluminio sottile (in genere fino a 10 mm) e facile da usare, che consente di ottenere con facilità dettagli squisiti.
Pro
- È più economico di un laser,
- La distorsione è minima
- Ripetibilità controllata dal computer
Limitazioni:
- L'alluminio è riflettente per i raggi laser e questo richiede speciali laser a fibra.
- Attrezzature costose
- carte non firmate di peso maggiore
B. Taglio al plasma
Nel taglio al plasma, il metallo viene fuso e soffiato con un getto di gas ionizzato ad alta temperatura.
Adatto per: Piastra di alluminio spessa (fino a 10 mm)
Pro
- Sui materiali spessi è sempre più veloce di un laser
- Nessuna copia cartacea valida come il laser
Contro
- Portatore di linee di crociera più difficili
- maggiori scorie o scorie da spurgare
- Realizzato con getto d'acqua
3. Sistemi di taglio abrasivo
Questi processi vengono utilizzati per rimuovere il materiale per attrito o erosione, invece di utilizzare lame affilate o calore.
A.Taglio a getto d'acqua
Il taglio a getto d'acqua è un processo che utilizza un getto d'acqua ad alta pressione che può essere combinato con materiale abrasivo, come il granato, per perforare l'alluminio.
Caratteristiche principali:
- Nessuna zona di calore, quindi nessuna possibilità di distorsione
- Può tagliare materiali spessi fino a diversi centimetri.
- Aeromobili e prodotti medicali
Pro
- No, corpulento Ayster; no, più veloce dei laser; no, più veloce delle spade di fuoco.
- Non ha alcuna influenza sulle proprietà del materiale
- Composizioni Croitentes
B. Le costose lavorazioni
In questa tecnica, la frantumazione dell'alluminio avviene attraverso una ruota abrasiva che ruota.
Applicazioni: taglio di aste, tubi e angolari di alluminio
Vantaggi:
- Rapido e senza effetto opaco
- Tagli grezzi economici
Svantaggi:
- calore e scintille prodotte
- In seguito potrebbero essere necessari dei bordi
4. Lavorazione CNC dell'alluminio
Il taglio a controllo numerico computerizzato (CNC) è una forma di processo a controllo digitale in cui viene utilizzato un software programmabile per controllare gli utensili da taglio.
A. Fresatura CNC
Un utensile rotante si muove sulla superficie del materiale di alluminio e lo rimuove lungo gli assi X, Y e Z. Esistono applicazioni in forma multiparte, ad esempio parti di motore o alloggiamenti elettronici.
B. Accensione del CNC
Il campione di alluminio viene fatto ruotare e una fresa fissa lo forma. Si applica a componenti di forma cilindrica, come alberi e boccole.
C. Foratura CNC
È stato utilizzato per praticare fori nell'alluminio con estrema precisione. La profondità precisa di ogni foro, la sua posizione e il suo diametro sono regolati da file CAD.
Vantaggi
- Ultra-preciso
- È pratico elaborare i disegni
- Usare protezioni ignifughe/contenimento degli occhi/silenziosi auricolari.
- Integrazione della produzione di grandi quantità
Svantaggi
- Acquisti di stabilimenti ad alto costo
- Saranno necessari operatori professionali.
5. Taglio manuale e taglio automatizzato
Ci sono diversi punti da considerare quando si deve decidere tra il metodo di taglio manuale e quello automatizzato:
- Taglio in modalità manuale, Taglio automatizzato Criteri
- Da un lato, il costo iniziale è basso. D'altra parte, un investimento iniziale elevato è per natura
- Competenza, abilità ordinaria, competenza tecnica di qualsiasi tipo
- Volume Produzione su piccola scala Produzione di massa
Il taglio a mano (ad esempio, utilizzando seghe o cesoie manuali) può essere adatto per gli hobbisti o per la produzione su piccola scala. Al contrario, la produzione su scala industriale richiede macchine automatizzate come CNC, laser o plasma.
6. Considerazioni sulla sicurezza
L'alluminio può essere un materiale pericoloso da tagliare, a seconda delle misure di sicurezza:
- Bordi affilati: Una volta tagliati, i bordi tendono a essere affilati e possono tagliare l'utente. Sbavare sempre.
- Detriti volanti: È possibile costruire proiettili con metodi meccanici e abrasivi. Gli occhi devono essere protetti.
- Calore e scintille: Esiste un processo termico che genera alte temperature e radiazioni ultraviolette. Scarichi e maschere.
- Polvere e fumi: Il taglio con abrasivo e al plasma può causare l'emissione di polveri o fumi velenosi. Fumatori e maschere.
- È necessario osservare sempre una ventilazione adeguata, utilizzare le attrezzature con le protezioni e programmare regolarmente l'ispezione degli utensili.
7. Il giusto metodo di taglio
La necessità di scegliere un metodo adeguato si basa su diversi aspetti:
- spessore del materiale: Il getto d'acqua o il plasma vengono utilizzati quando lo spessore dell'alluminio è elevato, mentre il laser o la segatura vengono utilizzati quando la lamiera è sottile.
- Finitura preferita: Il laser e il CNC creano la finitura migliore; gli attributi della meccanica e del plasma possono richiedere una rifinitura dopo il lavoro.
- Il livello di produzione: La produzione su bassa scala, la produzione di pezzi personalizzati è realizzata con attrezzature manuali. Robot.
- Bilancio: Il prezzo degli strumenti manuali e meccanici è economico, ma non preciso. Il prezzo di laser e CNC è più alto, ma più efficace.
Materiali da taglio in alluminio
Anche se l'alluminio è il componente principale da tagliare, il processo dipende da una serie di materiali di supporto, tra cui utensili da taglio, refrigeranti, abrasivi e parti della macchina. La scelta di questi materiali è fondamentale per ottenere tagli uniformi, lunga durata degli utensili e finiture di alta qualità.
1. Strumenti e lame per il taglio laser
Per eseguire tagli meccanici, si preferiscono le lame in metallo duro e acciaio rapido (HSS), nonché gli utensili con rivestimento diamantato. I carburi sono molto resistenti e adatti all'uso ad alta velocità, mentre l'HSS è flessibile ed economico da usare quando è necessario un taglio molto semplice. Le frese in metallo duro sono utilizzate nella fresatura CNC perché sono precise e robuste. Gli utensili con rivestimento diamantato sono utilizzati solo per lavori ultra-fini in cui tutto deve essere liscio e con tolleranze molto strette.
2. Refrigeranti e lubrificanti
Il materiale in alluminio può tendere a surriscaldarsi e ad attaccarsi agli utensili; per garantire che ciò non accada, vengono applicati fluidi da taglio per raffreddare e lubrificare durante il processo di taglio. Si tratta di refrigeranti sintetici, oli solubili e nebulizzatori, che riducono al minimo l'attrito e l'intasamento degli utensili e aumentano la finitura superficiale. Per evitare la deformazione termica nelle operazioni ad alta velocità, si utilizzano refrigeranti a nebbia o ad aria.
3. Materiali abrasivi
Nel processo di taglio a getto d'acqua, un getto d'acqua viene messo ad alta pressione, quindi combinato con un materiale abrasivo, generalmente granato, che viene sottoposto a un processo di taglio dell'alluminio spesso o stratificato. Il granato viene utilizzato anche perché è tagliente, duro e non pericoloso per l'ambiente. Le mole in ossido di alluminio o in carburo di silicio possono essere impiegate nella smerigliatura e nella levigatura per ottenere un bordo pulito o per politicizzare dopo aver tagliato qualcosa.
4. Ausili per il taglio laser a gas
Per il taglio laser dell'alluminio, si utilizzano gas di assistenza come l'azoto o l'ossitaglio. L'azoto viene normalmente scelto per ottenere un bordo pulito e privo di ossidi, in particolare nelle lavorazioni in cui le esigenze devono essere saldabili o rivestite. Sebbene sia più rapido ed economico, l'ossigeno può causare bordi bruciati, per cui non viene comunemente applicato nelle curve di alta precisione; viene invece regolarmente applicato su quelle di natura più grossolana.
5. Materiali per l'attrezzaggio e il fissaggio
Per incollare l'alluminio durante il taglio si utilizzano ganasce morbide, morse e persino tavoli a vuoto che utilizzano materiali come nylon, gomma o uretano. Questi materiali eliminano la possibilità di graffi o ammaccature sulla superficie morbida dell'alluminio e stabilizzano la procedura di taglio.
Il futuro del taglio dell'alluminio
Si può parlare di un futuro più roseo per il taglio dell'alluminio, in quanto si tratta di un settore in rapida evoluzione, aiutato dalla progressi dell'automazione, la produzione digitale e la sostenibilità. Con la pressione esercitata sul settore per aumentare la velocità e l'accuratezza e ridurre al minimo gli scarti, il taglio convenzionale subirà miglioramenti per essere integrato, e persino sostituito in alcune classificazioni, da tecnologie intelligenti e adattive.
Il taglio CNC e il taglio laser stanno lavorando per diventare più intelligenti e sono collegati all'intelligenza artificiale e addestrati all'apprendimento automatico, per modificare automaticamente i parametri di taglio in base al grado di alluminio e allo spessore. I sistemi aumentano la precisione, riducono gli errori e gli sprechi di materiale.
I laser a fibra stanno diventando di moda grazie alla loro efficienza e alla capacità di produrre un taglio non termico e distorsivo su alcuni metalli riflettenti come l'alluminio. Nel frattempo, sono in aumento i sistemi ibridi, che utilizzano una combinazione di laser, getto d'acqua e meccanica, in modo che i produttori possano sfruttare i punti di forza di due discipline in un unico percorso di lavorazione.
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Conclusione
Il taglio dell'alluminio è uno dei processi più importanti nei settori manifatturiero, edile, automobilistico, aerospaziale e in una miriade di altri settori. Poiché l'alluminio è leggero, morbido e resistente alla corrosione, è necessario scegliere il metodo di taglio più appropriato per evitare deformazioni, surriscaldamenti o finiture pessime. Sia che si tratti delle vecchie forme meccaniche di segatura e cesoiatura, sia che si tratti dei moderni tagli laser, a getto d'acqua, al plasma o a controllo numerico, ognuno di essi ha un uso specifico a seconda dello spessore del materiale da tagliare, della precisione necessaria, della velocità e del budget.
Il taglio meccanico è poco costoso e viene comunemente eseguito per tagliare lamiere e profili. Il laser e il plasma sono metodi di taglio termico adatti a lavori più rapidi e ad alto volume. Gli approcci abrasivi eseguono tagli freddi senza modificare le proprietà del materiale e quindi possono essere utilizzati per materiali delicati o spessi. La lavorazione CNC, invece, consente un'altissima precisione ed è perfetta per gestire forme sofisticate e processi controllati dal computer.
Per scegliere la tecnica di taglio dell'alluminio più appropriata, è necessario conciliare parametri quali l'accuratezza, l'efficienza, il costo e le caratteristiche del materiale. Le procedure di sicurezza, gli utensili appropriati e la conoscenza da parte dell'operatore sono essenziali a prescindere dal mezzo. Con l'aumento costante delle richieste dell'industria (in termini di prestazioni e vicinanza alle tolleranze), le tecnologie di taglio dell'alluminio sono in continua evoluzione per fornire maggiore qualità, sostenibilità e produttività nell'attuale ambiente produttivo.
Domande frequenti
1. Come si tagliano i fogli di alluminio?
Il taglio più pulito e preciso si ottiene con il taglio laser o con la sega circolare di lamiere sottili. I laser funzionano meglio per lavori molto dettagliati, mentre le seghe funzionano meglio per tagli rapidi e diritti.
2. È possibile tagliare l'alluminio con una normale sega?
Sì, ma con una lama in metallo duro da utilizzare con metalli non ferrosi. Le normali lame per legno possono incepparsi o produrre tagli a scatti e poco sicuri.
3. Il taglio a getto d'acqua funziona sull'alluminio?
Sì, il getto d'acqua funziona benissimo sull'alluminio. Esegue tagli puliti e precisi senza riscaldare il metallo e non lo brucia, quindi non si deforma.
4. È meglio il taglio laser o al plasma dell'alluminio?
Dipende. Il taglio laser è più preciso e presenta bordi lisci su materiali sottili. Il taglio al plasma è più economico e appropriato quando si utilizzano lastre di alluminio più spesse.