Aluminium er et av de mest populære metallene i vår moderne verden. Det finnes på fly- og bilkarosserier, vindusrammer og kjøkkenredskaper, og det er behov for store mengder aluminium i industrien og i husholdningene. Det er lett i vekt, korroderer ikke, har gode ledende elektrisk og varmeegenskaper, og er svært formbart; dette er noen av de mest verdifulle egenskapene, og det er grunnen til at det brukes i en rekke bransjer.

Likevel er det også visse problemer forbundet med å arbeide med aluminium, spesielt når det gjelder skjæring. Aluminium er mer duktilt og mykere enn de fleste metaller, og kan derfor deformeres under varme eller stress når det ikke håndteres med riktig skjæreprosedyre. Derfor er det ekstremt viktig å velge riktig skjæremåte for å oppnå presisjon, sikkerhet, effektivitet og overflatekvalitet.

Denne artikkelen tar for seg de vanligste prosedyrene for skjæring av aluminium. Disse er mekaniske, termiske, slipende og datastyrte. Vi skal se hvordan hver prosess utføres, når den bør brukes, og hvilke fordeler og ulemper de har.

Hva betyr det å kutte aluminium?

Aluminiumskjæring refererer til prosessen med å dele opp, forme eller endre størrelsen på aluminium gjennom bruk av ulike verktøy eller metoder. Det er en prosess der man skjærer i en del av aluminiumet, som kan være i form av et ark, en stang, en plate eller en ekstrudering, for å oppnå en passende størrelse, form eller design som passer til en bestemt anvendelse.

Hva er betydningen av aluminiumskjæring?

Aluminium brukes:

• Konstruksjon (vinduer og dører)
• Bil (bilrammer, deler)
• Luft- og romfart (flydeler)
• Elektronikk (radiatorer, kabinetter osv.)
• Møbler, kjøkkenutstyr (møbler, kjøkkenutstyr)

For å kunne brukes i de nevnte prosessene må aluminium kuttes nøyaktig og pent, i henhold til kravene i designet.

 Formene for aluminiumskjæring er:

• Sakser/mekaniske skjæresager
• Termisk skjæring - laser eller plasma kan brukes
• Slipende skjæring - vannstråle eller slipeskive. Slipende skjæring innebærer vannstråler eller slipeskiver.
• CNC-maskinering - Datastyrt utstyr, for eksempel fresing, boring

Kutting av aluminium gjøres gjennom følgende hovedtrinn:

• Aluminium er bøyelig og kan bli overopphetet.
• De kan trenge spesielle kniver eller kjølebokser.
• Type skjæring skal være i henhold til tykkelsen og designspesifikasjonen.

For å si det enkelt:

Vi forvandler aluminium til biter som vi faktisk kan bruke ved å skjære i det ved hjelp av maskiner, varme eller til og med vann. Det er som å bruke en kniv eller laser til å skjære i papir, bare at her er det i metall.

1. Mekaniske former for skjæring

Fysisk separasjon av materiale gjøres ved hjelp av mekaniske skjæremidler. Dette er gamle, men gode metoder, særlig for rette eller enkle kutt. Noen av de vanligste mekaniske skjæreteknikkene er:

A. Saging

En av de enkleste og mest populære måtene å skjære aluminium på er saging. De mest populære typene sager er som følger:

• Båndsag: En båndsag er en type sag som har et langt, sammenhengende blad som beveger seg i én retning langs trinser. Den egner seg spesielt godt til kapping av store aluminiumsstenger, rør og uregelmessige former. Båndsager gir jevne kutt, og det er mulig med fleksible vinkler.
• Sirkelsag: Denne sagen har et roterende sirkulært blad, og den brukes vanligvis til å skjære rette sider på aluminiumsplater, profiler og ekstruderte profiler. Sirkelsager har høy skjærehastighet, men de produserer mye varme og krever samtidig kjøle- eller smøremiddel for å hindre tilstopping av bladet.
• Cold Saw: Kaldsager har tannede blader og går kaldt, men bruker kjølevæske og brukes i sakte tempo. På den måten unngår man varmeakkumulering, noe som er avgjørende når man bruker myke, bearbeidbare metaller som aluminium. Resultatet er en kantløs, gratfri finish og mindre forvrengning.

Klipping

Skjæring refererer til prosessen som benytter et skjæreblad med en rett kant som beveger seg på en fast kant for å kutte aluminiumsplater. Det er som å klippe metall med en saks.

• Giljotinsaks: Denne er mye brukt i verksteder, og den kutter arkene rene med bare ett enkelt slag. Den fungerer godt, skjærer rene, rette linjer og sløser ikke mye.
• Manuelle og hydrauliske sakser: Manuelle sakser brukes til lettere arbeid og til plater. Hydrauliske modeller kan brukes på tunge aluminiumsplater eller aluminiumsplater i industriell størrelse.

Fordeler med mekanisk skjæring

• Kostnadseffektivt
• Grunnleggende utstyr
• Rette kutt er bra.

Ulemper

• Ikke-komplekse tall gjelder ikke for den
• Det er mulig at det oppstår grater og ujevnheter, som kan oppstå grater og ujevnheter
• Det fungerer kanskje ikke så godt i storskalaproduksjon

2. Termiske skjæreprosesser

Varme brukes i de termiske skjæreprosessene, som smelter eller fordamper aluminiumet. Dette er raske og nøyaktige metoder som brukes i produksjons- og fabrikasjonsfabrikker.

A. Laserskjæring

Laserskjæring fungerer ved å fokusere lyset gjennom en stråle og dermed skjære i aluminium. Arbeidet med strålen gjøres med CNC-systemer for å gi enorm nøyaktighet.

• Funksjonsmekanisme: Når laseren avfyres, smeltes eller fordampes aluminiumet ved kontaktpunktet, og blåsegasser som nitrogen eller oksygen brukes til å skyve det smeltede metallet til side.
• Bruksområder: Utmerket på tynn aluminium (vanligvis opptil 10 mm) og enkel å bruke, noe som gjør det lett å oppnå utsøkte detaljer.

Fordeler

• Det er billigere enn en laser,
• Det finnes svært lite forvrengning
• Datastyrt repeterbarhet

Begrensninger:

• Aluminium reflekterer laserstråler, og dette krever spesielle fiberlasere
• Kostbart utstyr
• usignerte papirer av større vekt

B. Skjæring ved hjelp av plasma

Ved plasmaskjæring smeltes og blåses metall ved hjelp av en stråle av ionisert gass med høy temperatur.

Egnet for: Tykk aluminiumsplate (opp mot 10 mm)

Fordeler

• På tykke materialer er den alltid raskere enn en laser
• Ingen papirkopi gyldig som laser 

Ulemper

• Bærer av røffere cruiselinjer
• større slagg eller slaggrester å rense
• Produsert med vannstråle

3. Slipende skjæresystemer

Disse prosessene brukes til å fjerne materialet ved hjelp av friksjon eller erosjon i stedet for bruk av skarpe kniver eller varme.

A. Vannstråleskjæring

Vannstråleskjæring er en prosess som benytter en høytrykksvannstråle som kan kombineres med slipende materiale, for eksempel granat, for å skjære hull i aluminium.

Nøkkelfunksjoner:

• Ingen varmesone, og dermed ingen risiko for deformasjon
• Kan skjære tykt materiale, som er så tykt som flere centimeter
• Fly og medisinske varer

Fordeler

• Nei, kraftig Ayster; nei, raskere enn lasere; nei, raskere enn ildsverd
• Har ingen innvirkning på materialegenskapene
• Croitentes komposisjoner

B. Det kostbare arbeidet

I denne teknikken knuses aluminium gjennom et slipende hjul som roterer.

Bruksområder: kutting av stenger, rør og vinkelstenger av aluminium

Fordeler:

• Rask og uten kjedelig effekt
• Billige, grove kutt

Ulemper:

• varme og gnister som produseres
• Det kan være behov for kantarbeid i etterkant

4. CNC-bearbeiding av aluminium

CNC-skjæring (Computer Numerical Control) er en form for digitalt styrt prosess der en programmerbar dataprogramvare brukes til å styre skjæreverktøyene.

A. CNC-fresing

Et roterende verktøy beveger seg over overflaten av aluminiumsmaterialet og fjerner det langs X-, Y- og Z-aksen. Bruksområder finnes i flere deler, f.eks. motordeler eller elektroniske hus.

B. Slå på CNC-maskinen

Aluminiumsprøven spinnes, og en stasjonær kutter brukes til å forme den. Den brukes på komponenter som er sylindriske, for eksempel aksler og gjennomføringer.

C. CNC-boring

Den ble brukt til å bore hull i aluminium med stor presisjon. Den nøyaktige dybden på hvert hull, dets posisjon og diameter styres av CAD-filer.

Fordeler

• Ultrapresis
• Det er praktisk å utdype design
• Bruk flammehemmende middel/skjul av øyne/øreklokker.
• Et supplement til produksjon av store kvanta

Ulemper

• Kjøp av høykostnadsetableringer
• Det vil være behov for profesjonelle operatører.

5. Manuell skjæring og automatisert skjæring

Det er flere punkter å ta hensyn til når man skal velge mellom manuell og automatisert skjæring:

• Skjæring i manuell modus, automatisert skjæring Kriterier
• På den ene siden er startkostnaden lav. På den annen side er en høy startinvestering av natur
• Ekspertise, Vanlig ferdighet, Teknisk ekspertise av noe slag
• Volum Produksjon i liten skala Masseproduksjon

Håndskjæring (f.eks. med håndsag eller manuell saks) kan være hensiktsmessig for hobbyister eller småskalaproduksjon. Industriell produksjon krever derimot automatiserte maskiner som CNC, laser eller plasma.

6. Sikkerhetshensyn

Aluminium kan være et farlig materiale å skjære i, avhengig av sikkerhetstiltakene:

• Skarpe kanter: Når den er kuttet, er kantene ofte skarpe og kan skjære brukeren. Avgrat alltid.
• Flygende vrakrester: Mekaniske og slipende metoder for prosjektiler kan konstrueres. Øynene må beskyttes.
• Varme og gnister: Det er den termiske prosessen med å generere høye temperaturer og ultrafiolett stråling. Eksos og masker.
• Støv og røyk: Sliping og plasmaskjæring kan forårsake utslipp av støv eller giftige gasser. Røykere og masker.
• Det bør alltid sørges for god ventilasjon, og utstyret bør brukes med vern, og det bør utarbeides en tidsplan for regelmessig inspeksjon av verktøyet.

7. Den riktige skjæremetoden

Behovet for å velge en egnet metode er avhengig av flere forhold:

• tykkelsen på materialet: Vannstråle eller plasma brukes når tykkelsen på aluminiumet er stor, og laser eller saging brukes når platen er tynn.
• Foretrukket finish: Laser og CNC gir den beste finishen, mens mekaniske og plasmamaskiner kan ha behov for etterbehandling etter arbeidet.
• Produksjonsnivået: Produksjon i liten skala, persontilpasset stykkgodsproduksjon utføres ved hjelp av manuelt utstyr. Roboter.
• Budsjett: Prisen på manuelle og mekaniske verktøy er billig, men ikke nøyaktig. Prisen på lasere og CNC er høyere, men mer effektiv.

Skjærematerialer i aluminium

Selv om aluminium er den viktigste komponenten som skal skjæres, er prosessen avhengig av en rekke støttematerialer, inkludert skjæreverktøy, kjølevæsker, slipemidler og maskindeler. Valget av disse materialene er avgjørende for å oppnå jevne kutt, lang levetid på foringsverktøyet og høy finish.

1. Laserskjæreverktøy og -blader

Til mekanisk skjæring foretrekkes hardmetallblader og høyhastighetsstål (HSS), samt diamantbelagte verktøy. Karbid er svært slitesterkt og egner seg for høyhastighetsbruk, mens HSS er fleksibelt og økonomisk å bruke når det er behov for svært enkel skjæring. Pendefreser i massivkarbid brukes til CNC-fresing fordi de er presise og robuste. De diamantbelagte verktøyene brukes kun til ultrafine arbeider der alt må være glatt og med svært små toleranser.

2. Kjølevæsker og smøremidler

Aluminium kan ha en tendens til å bli overopphetet og feste seg til verktøyene. For å sikre at dette ikke skjer, brukes det skjærevæsker for å kjøle ned og smøre under skjæreprosessen. Dette er syntetiske kjølevæsker, oppløselige oljer og tåkespray, som minimerer friksjon og tilstopping av verktøyene og øker overflatefinishen. For å forhindre termisk deformasjon i høyhastighetsoperasjoner brukes tåke- eller luftbaserte kjølevæsker.

3. Slipende materialer

Ved vannstråleskjæring settes en vannstråle under høyt trykk og kombineres deretter med et slipende materiale - vanligvis granat - som gjennomgår en prosess der det tykke eller lagdelte aluminiumet skjæres. Granat brukes også fordi det er skarpt, hardt og ufarlig for miljøet. Aluminiumoksid- eller silisiumkarbidskiver kan brukes til sliping og pussing for å få en ren kant eller politisere etter at noe er kuttet.

4. Hjelpemidler for laserskjæring med gass

For laserskjæring av aluminium bruker de assisterende gasser som nitrogen eller oksy. Nitrogen velges vanligvis for å oppnå en ren, oksidfri kant, spesielt i prosesser der det er behov for sveising eller overflatebehandling. Selv om oksygen er raskere og mer kostnadseffektivt, kan det føre til brente kanter, og brukes derfor ikke ofte i kurver med høy presisjon; det brukes regelmessig på kurver av grovere karakter.

5. Arbeidsoppspenning og fikseringsmaterialer

Myke kjever, skruestikker og til og med vakuumbord med materialer som nylon, gummi eller uretan brukes for å binde aluminium under skjæring. Disse fjerner muligheten for å få riper eller bulker i den myke aluminiumsoverflaten og stabiliserer skjæreprosedyren.

Fremtiden for aluminiumsskjæring

Det kan diskuteres en lysere fremtid for aluminiumsskjæring, ettersom det er et område i rask utvikling, godt hjulpet av utviklingen av automatisering, digital produksjon og bærekraft. Presset på industrien for å øke både hastighet og nøyaktighet og minimere sløsing gjør at konvensjonell skjæring vil gjennomgå forbedringer for å utfylle, og til og med erstatte, den med smarte, adaptive teknologier.

CNC- og laserskjæring er i ferd med å bli smartere og kobles til kunstig intelligens og trenes opp i maskinlæring, slik at skjæreparametrene automatisk endres for å endre aluminiumkvalitet og tykkelse. Systemene øker nøyaktigheten, reduserer feil og materialavfall.

Fiberlasere er i ferd med å bli trendy med sin effektivitet og evne til å produsere et ikke-termisk, forvrengende snitt på enkelte reflekterende metaller som aluminium. Samtidig er hybridsystemer, som kombinerer laser, vannstråle og mekanisk bearbeiding, på frammarsj, slik at produsentene kan dra nytte av styrken til to disipliner i én og samme bearbeidingsrute.

GC Precision Mould: Din pålitelige produsent av støpeformer

Vi er mer enn glade for å bli din pålitelige nettverkspartner innen presisjonsproduksjon hos GC Precision Mold. Under banneret av kvalitet, innovasjon og kundetilfredshet i design og produksjon av høypresisjonsformer som oppfyller kravene i dagens konkurransedyktige bransjer, har vi vist oss å være mesteren i denne kapasiteten og evnen. I bilindustrien, innen elektronikk og på andre felt vil vårt profesjonelle personale sørge for at hver form har upåklagelig nøyaktighet, holdbarhet og ytelse. GC Precision Mold vil gi deg pålitelige resultater, tilfredsstillende produkter til en dyktig hastighet og innenfor budsjettet når du trenger et nytt produkt eller ønsker å forbedre en bestemt prosedyre. Nøyaktighet er i vår na, men også vår garanti.

Konklusjon 

Skjæring i aluminium er en av de viktigste prosessene i industrien, bygg- og anleggsbransjen, bilindustrien, romfartsindustrien og utallige andre sektorer. Siden aluminium er lett, mykt og korrosjonsbestandig, må man velge riktig skjæremetode for å unngå deformasjon, overoppheting eller dårlig finish. Enten det dreier seg om de gamle mekaniske formene for saging og skjæring eller moderne høyteknologisk laser-, vannstråle-, plasma- eller CNC-kutting, har hver metode sitt formål, avhengig av tykkelsen på materialet som skal skjæres, nøyaktigheten som trengs, hastighet og budsjett.

Mekanisk skjæring er billig og utføres ofte når man skjærer rett over plater og også over profiler. Laser og plasma er termiske skjæremetoder som egner seg for raskere arbeid i store volumer. De abrasive metodene gir kalde kutt uten å endre materialets egenskaper, og de kan derfor brukes i ømfintlige eller tykke materialer. CNC-maskinering gir ekstra høy nøyaktighet og er perfekt til å håndtere sofistikerte former og datastyrte prosesser.

For å velge riktig skjæreteknikk for aluminium må parametere som nøyaktighet, effektivitet, kostnad og materialegenskaper forenes. Sikkerhetsprosedyrer, egnet verktøy og kunnskap hos operatøren er avgjørende, uansett metode. Med stadig økende krav til industrien (når det gjelder ytelse og toleranseinnfrielse), er skjæreteknologien i aluminium i stadig utvikling for å gi mer kvalitet, bærekraft og produktivitet i dagens produksjonsmiljø.

Vanlige spørsmål

1. Hvordan kutter du aluminiumsplater?

Den reneste og mest nøyaktige skjæringen oppnås ved laserskjæring eller sirkelsaging av tynne plater. Lasere fungerer best på svært detaljerte arbeider, mens sager fungerer best på raske og rette kutt.

2. Er det mulig å skjære aluminium med en vanlig sag?

Ja, men med et blad med hardmetallspiss for bruk i ikke-jernholdige metaller. De vanlige trebladene kan sette seg fast eller gi rykkete, usikre kutt.

3. Fungerer vannstråleskjæring på aluminium?

Ja, en vannstråle fungerer utmerket på aluminium. Den lager rene, nøyaktige kutt uten å varme opp metallet, og den brenner ikke opp metallet, slik at det ikke blir skjevt.

4. Er laser- eller plasmaskjæring av aluminium bedre?

Det kommer an på. Laserskjæring er mer nøyaktig og har glatte kanter på tynne materialer. Plasmaskjæring er mer kostnadseffektivt og egner seg bedre på tykkere aluminiumsplater.