Jednym z najpopularniejszych metali we współczesnym świecie jest aluminium. Można je znaleźć na karoseriach samolotów i samochodów, ramach okien i narzędziach kuchennych, a aluminium w dużych ilościach jest wymagane w sektorach przemysłowych i domowych. Jest lekkie, nie ulega korozji, ma dobre właściwości przewodzący prąd elektryczny i właściwości cieplne, a także jest wysoce plastyczny; są to jedne z jego najcenniejszych cech i dlatego jest stosowany w wielu gałęziach przemysłu.
Niemniej jednak, istnieją również pewne kwestie związane z pracą z aluminium, zwłaszcza z cięciem. Aluminium jest bardziej plastyczne i miękkie niż większość metali, a zatem może odkształcać się pod wpływem ciepła lub naprężeń, jeśli nie zostanie poddane odpowiedniej procedurze cięcia. Dlatego też proces wyboru właściwego sposobu cięcia jest niezwykle ważny dla osiągnięcia precyzji, bezpieczeństwa, wydajności i jakości powierzchni.
W tym artykule omówione zostaną powszechnie stosowane procedury cięcia aluminium. Są to cięcia mechaniczne, termiczne, ścierne i sterowane komputerowo. Zobaczymy, jak przebiega każdy z tych procesów, kiedy należy je stosować oraz jakie są ich wady i zalety.
Co to znaczy ciąć aluminium?
Cięcie aluminium odnosi się do procesu usuwania, kształtowania lub zmiany rozmiaru aluminium poprzez zastosowanie różnych narzędzi lub metod. Jest to proces cięcia części aluminium, która może mieć postać arkusza, pręta, płyty lub wytłoczki, w celu uzyskania odpowiedniego rozmiaru, kształtu lub projektu w celu zastosowania.
Jakie znaczenie ma cięcie aluminium?
Używane jest aluminium:
- Konstrukcja (okna i drzwi)
- Samochody (ramy samochodowe, części)
- Lotnictwo i kosmonautyka (części do samolotów)
- Elektronika (grzejniki, obudowy itp.)
- Meble, przybory kuchenne (meble, przybory kuchenne)
Aby aluminium mogło być wykorzystywane we wspomnianych procesach, musi być cięte precyzyjnie i starannie, zgodnie z wymaganiami projektu.
Formy cięcia aluminium są następujące:
- Nożyce / piły mechaniczne do cięcia
- Thermal Cutting – Laser or plasma can be used
- Abrasive Cutting – Water jet or grinding wheel. Abrasive cutting involves water jets or grinding wheels.
- Obróbka CNC - sprzęt sterowany komputerowo, taki jak frezowanie, wiercenie
Cięcie aluminium odbywa się w następujących głównych krokach:
- Aluminium jest podatne na zginanie i może ulec przegrzaniu.
- Mogą potrzebować specjalnych noży lub chłodziarek.
- Rodzaj cięcia powinien być zgodny ze specyfikacją grubości i projektu.
Mówiąc najprościej:
Przekształcamy aluminium w kawałki, które możemy faktycznie wykorzystać, tnąc je za pomocą maszyn, ciepła, a nawet wody. To tak, jakby używać noża lub lasera do cięcia papieru, tylko że tutaj jest to na metalu.
1. Mechaniczne formy cięcia
Fizyczne oddzielanie materiału odbywa się za pomocą mechanicznych środków tnących. Są to stare, ale dobre sposoby, szczególnie w przypadku prostych lub prostych cięć. Niektóre z powszechnych technik cięcia mechanicznego to:
A. Piłowanie
Jednym z najprostszych i najpopularniejszych sposobów cięcia aluminium jest piłowanie. Najpopularniejsze rodzaje pił są następujące:
- Piła taśmowa: Piła taśmowa to rodzaj piły z długim, ciągłym ostrzem, które porusza się w jednym kierunku wzdłuż kół pasowych. Szczególnie dobrze nadaje się do cięcia dużych prętów aluminiowych, rur i nieregularnych kształtów. Piły taśmowe umożliwiają wykonywanie gładkich cięć, a także cięcie pod różnymi kątami.
- Piła tarczowa: Piła ta ma obrotową tarczę i jest zwykle używana do cięcia prostych boków arkuszy aluminium, profili i profili wytłaczanych. Piły tarczowe charakteryzują się szybkim tempem cięcia, ale wytwarzają dużo ciepła i wymagają chłodziwa lub smaru, które zapobiegają zatykaniu się ostrza.
- Piła na zimno: Piły do cięcia na zimno mają ostrza zębate i pracują na zimno, ale wykorzystują chłodziwo i są używane w wolnym tempie. Pozwala to uniknąć akumulacji ciepła, co jest niezbędne w przypadku miękkich, podatnych na obróbkę metali, takich jak aluminium. Rezultatem jest wykończenie bez krawędzi i zadziorów oraz mniejsze zniekształcenia.
Strzyżenie
Ścinanie odnosi się do procesu, który wykorzystuje działanie ostrza tnącego z prostą krawędzią poruszającą się po nieruchomej krawędzi do cięcia blachy aluminiowej. Przypomina to cięcie metalu nożyczkami.
- Nożyce gilotynowe: Jest ona powszechnie używana w warsztatach produkcyjnych i tnie arkusze do czysta za jednym pociągnięciem. Działa dobrze, tnąc czyste proste linie i nie marnując zbyt wiele.
- Nożyce ręczne i hydrauliczne: Nożyce ręczne są stosowane w lekkich pracach i do cięcia arkuszy. Modele hydrauliczne mogą być używane do ciężkich lub przemysłowych blach aluminiowych.
Zalety cięcia mechanicznego
- Opłacalność
- Podstawowe wyposażenie
- Proste cięcia są dobre.
Wady
- Liczby niezłożone nie mają do niego zastosowania
- Możliwe jest pojawienie się zadziorów i kłaczków, które mogą powodować powstawanie zadziorów i kłaczków
- Może nie działać zbyt dobrze w produkcji na dużą skalę
2. Procesy cięcia termicznego
Ciepło jest wykorzystywane w procesach cięcia termicznego, które topi lub odparowuje aluminium. Są to szybkie i dokładne metody stosowane w zakładach produkcyjnych i wytwórczych.
A. Cięcie laserowe
Cięcie laserowe polega na skupianiu światła przez wiązkę, co umożliwia cięcie aluminium. Praca nad wiązką jest wykonywana za pomocą systemów CNC, aby zapewnić ogromną dokładność.
- Mechanizm działania: Po wystrzeleniu lasera aluminium jest topione lub odparowywane w punkcie styku, a gazy nadmuchowe, takie jak azot lub tlen, są używane do odsuwania stopionego metalu na bok.
- Zastosowania: Doskonały na cienkim aluminium (zazwyczaj do 10 mm) i łatwy w użyciu, dzięki czemu łatwo uzyskać wykwintne szczegóły.
Plusy
- Jest tańszy niż laser,
- Występują bardzo niewielkie zniekształcenia
- Powtarzalność sterowana komputerowo
Ograniczenia:
- Aluminium odbija promienie lasera, co wymaga zastosowania specjalnych laserów światłowodowych
- Kosztowny sprzęt
- niepodpisane papiery o większej wadze
B. Cięcie plazmowe
Cięcie plazmowe polega na stapianiu i rozdmuchiwaniu metalu za pomocą strumienia zjonizowanego gazu o wysokiej temperaturze.
Odpowiedni dla: Gruba płyta aluminiowa (do 10 mm)
Plusy
- W przypadku grubych materiałów jest on zawsze szybszy niż laser
- Brak ważnej wersji papierowej, takiej jak laserowa
Wady
- Nośnik bardziej szorstkich linii rejsowych
- większa ilość żużlu do oczyszczenia
- Wyprodukowany przez strumień wody
3. Systemy cięcia ściernego
Procesy te są stosowane do usuwania materiału poprzez tarcie lub erozję zamiast stosowania ostrych ostrzy lub ciepła.
A. Cięcie strumieniem wody
Cięcie strumieniem wody to proces wykorzystujący strumień wody pod wysokim ciśnieniem, który może być połączony z materiałem ściernym, takim jak granat, w celu przebicia aluminium.
Kluczowe cechy:
- Brak strefy grzewczej, a więc brak ryzyka odkształceń
- Może ciąć gruby materiał, nawet o grubości kilku cali
- Statki powietrzne i towary medyczne
Plusy
- Nie, krzepka Ayster; nie, szybsza niż lasery; nie, szybsza niż miecze ognia
- Nie ma wpływu na właściwości materiału
- Kompozycje Croitentes
B. Kosztowne działania
W tej technice kruszenie aluminium odbywa się za pomocą obracającego się koła ściernego.
Zastosowania: cięcie prętów, rur i kątowników aluminiowych
Korzyści:
- Szybko i bez nudnego efektu
- Tanie cięcia wstępne
Wady:
- wytwarzane ciepło i iskry
- Późniejsze prace mogą wymagać wykonania krawędzi
4. Obróbka CNC aluminium
Komputerowe sterowanie numeryczne (CNC) to forma cyfrowo sterowanego procesu, w którym programowalne oprogramowanie komputerowe służy do sterowania narzędziami tnącymi.
A. Frezowanie CNC
Obracające się narzędzie przesuwa się po powierzchni materiału aluminiowego i usuwa go wzdłuż osi X, Y i Z. Zastosowania są wieloczęściowe, np. części silnika lub obudowy elektroniczne.
B. Włączanie CNC
Próbka aluminium jest obracana, a do jej formowania używany jest stacjonarny frez. Jest on stosowany w przypadku elementów cylindrycznych, takich jak wały i tuleje.
C. Wiercenie CNC
Została ona wykorzystana do bardzo precyzyjnego wiercenia otworów w aluminium. Dokładna głębokość każdego otworu, jego położenie i średnica są regulowane przez pliki CAD.
Zalety
- Niezwykła precyzja
- Praktyczne jest opracowanie projektów
- Używać środków zmniejszających palność / zasłaniających oczy / nauszników.
- Uzupełnienie produkcji wielkoseryjnej
Wady
- Zakupy zakładów o wysokich kosztach
- Wymagani będą profesjonalni operatorzy.
5. Cięcie ręczne i automatyczne
Istnieje kilka punktów, które należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji między ręczną a automatyczną metodą cięcia:
- Cięcie w trybie ręcznym, automatyczne cięcie Kryteria
- Z jednej strony koszt początkowy jest niski. Z drugiej strony, wysoka inwestycja początkowa jest z natury
- Wiedza specjalistyczna, Zwykłe umiejętności, Wszelkiego rodzaju wiedza techniczna
- Objętość Produkcja na małą skalę Produkcja masowa
Cięcie ręczne (np. przy użyciu pił ręcznych lub nożyc ręcznych) może być odpowiednie dla hobbystów lub produkcji na małą skalę. Z drugiej strony, produkcja na skalę przemysłową wymaga zautomatyzowanych maszyn, takich jak CNC, laser lub plazma.
6. Kwestie bezpieczeństwa
Aluminium może być niebezpiecznym materiałem do cięcia, w zależności od środków bezpieczeństwa:
- Ostre krawędzie: Po przecięciu krawędzie są ostre i mogą skaleczyć użytkownika. Zawsze usuwaj zadziory.
- Latające odłamki: Pociski mogą być konstruowane metodami mechanicznymi i ściernymi. Oczy muszą być chronione.
- Ciepło i iskry: Istnieje proces termiczny generujący wysokie temperatury i promieniowanie ultrafioletowe. Wydechy i maski.
- Pył i opary: Cięcie ścierne i plazmowe może powodować emisję pyłu lub trujących oparów. Palacze i maski.
- Należy zawsze przestrzegać prawidłowej wentylacji i używać sprzętu z osłonami, a także regularnie przeprowadzać inspekcje narzędzi.
7. Właściwa metoda cięcia
Konieczność wyboru odpowiedniej metody zależy od kilku kwestii:
- Grubość materiału: Strumień wody lub plazma są używane, gdy grubość aluminium jest duża, a laser lub piłowanie są używane, gdy blacha jest cienka.
- Preferowane wykończenie: Laser i CNC tworzą najlepsze wykończenie; atrybuty mechaniczne i plazmowe mogą wymagać wykończenia po pracy.
- Poziom produkcji: Niska skala produkcji, spersonalizowana produkcja jednostkowa odbywa się przy użyciu sprzętu ręcznego. Roboty.
- Budżet: Cena narzędzi ręcznych i mechanicznych jest tania, ale niedokładna. Cena laserów i CNC jest wyższa, ale bardziej efektywna.
Materiały do cięcia aluminium
Chociaż aluminium jest głównym elementem, który ma być cięty, proces ten zależy jednak od różnych materiałów pomocniczych, w tym narzędzi tnących, chłodziw, materiałów ściernych i części maszyn. Wybór tych materiałów ma kluczowe znaczenie dla uzyskania gładkich cięć, długiej żywotności narzędzi i wysokiej jakości wykończenia.
1. Narzędzia i ostrza do cięcia laserowego
Do cięcia mechanicznego preferowane są ostrza z węglików spiekanych i stali szybkotnącej (HSS), a także narzędzia z powłoką diamentową. Węgliki spiekane są bardzo wytrzymałe i nadają się do pracy z dużymi prędkościami, podczas gdy stal HSS jest elastyczna i ekonomiczna w użyciu, gdy wymagane jest bardzo podstawowe cięcie. Frezy pełnowęglikowe są stosowane we frezowaniu CNC, ponieważ są precyzyjne i wytrzymałe. Narzędzia z powłoką diamentową są używane tylko do bardzo precyzyjnych prac, w których wszystko musi być gładkie i z bardzo wąskimi tolerancjami.
2. Chłodziwa i smary
Materiał aluminiowy może mieć tendencję do przegrzewania się i przywierania do narzędzi; aby temu zapobiec, stosuje się płyny chłodzące i smarujące podczas procesu cięcia. Są to syntetyczne płyny chłodzące, rozpuszczalne oleje i mgiełki, które minimalizują tarcie, zatykanie narzędzi i zwiększają wykończenie powierzchni. Aby zapobiec odkształceniom termicznym przy dużych prędkościach, stosuje się chłodziwa na bazie mgły lub powietrza.
3. Materiały ścierne
W procesie cięcia strumieniem wody, strumień wody jest umieszczany pod wysokim ciśnieniem, a następnie łączony z materiałem ściernym - zazwyczaj granatem, który poddawany jest procesowi cięcia grubego lub warstwowego aluminium. Granat jest również używany, ponieważ jest ostry, twardy i nieszkodliwy dla środowiska. Ściernice z tlenku glinu lub węglika krzemu mogą być stosowane do szlifowania i piaskowania w celu uzyskania czystej krawędzi lub polerowania po przecięciu czegoś.
4. Laserowe urządzenia wspomagające cięcie gazowe
Do cięcia laserowego aluminium stosuje się gazy pomocnicze, takie jak azot lub tlen. Azot jest zwykle wybierany w celu uzyskania czystej, wolnej od tlenków krawędzi, szczególnie w przypadku obróbki, która powinna być spawalna lub powlekana. Tlen, choć szybszy i tańszy, może powodować przypalone krawędzie, dlatego nie jest powszechnie stosowany w przypadku krzywych o wysokiej precyzji; jest regularnie stosowany w przypadku tych o bardziej zgrubnej naturze.
5. Uchwyty robocze i materiały mocujące
Miękkie szczęki, imadła, a nawet stoły próżniowe wykorzystujące materiały takie jak nylon, guma lub uretan są wykorzystywane do łączenia aluminium podczas cięcia. Eliminuje to możliwość zadrapań lub wgnieceń na miękkiej powierzchni aluminium i stabilizuje procedurę cięcia.
Przyszłość cięcia aluminium
Można dyskutować o lepszej przyszłości cięcia aluminium, ponieważ jest to szybko rozwijający się obszar, wspomagany przez postęp automatyzacjiCyfrowa produkcja i zrównoważony rozwój. Wraz z presją wywieraną na branżę w celu zwiększenia zarówno szybkości, jak i dokładności oraz zminimalizowania ilości odpadów, konwencjonalne cięcie zostanie ulepszone, aby uzupełnić je, a nawet zastąpić w niektórych klasyfikacjach, inteligentnymi, adaptacyjnymi technologiami.
CNC i cięcie laserowe stają się coraz bardziej inteligentne i są połączone ze sztuczną inteligencją i szkolone w zakresie uczenia maszynowego, aby automatycznie zmieniać parametry cięcia w celu zmiany gatunku aluminium i grubości. Systemy te zwiększają dokładność, redukują błędy i marnotrawstwo materiałów.
Lasery włóknowe stają się modne dzięki swojej wydajności i możliwości wykonywania nietermicznego, zniekształcającego cięcia na niektórych metalach odblaskowych, takich jak aluminium. Tymczasem systemy hybrydowe, które wykorzystują kombinację lasera, strumienia wody i mechaniki, stają się coraz popularniejsze, dzięki czemu producenci mogą wykorzystać mocne strony dwóch dyscyplin w ramach jednej ścieżki przetwarzania.
GC Precision Mould: Twój niezawodny producent form
Jesteśmy bardziej niż szczęśliwi, że możemy stać się zaufanym partnerem sieciowym w produkcji precyzyjnej w GC Precision Mold. Pod sztandarem jakości, innowacyjności i satysfakcji klienta w projektowaniu i produkcji precyzyjnych form, które spełniają wymagania obecnych konkurencyjnych branż, udowodniliśmy, że jesteśmy mistrzem w tej dziedzinie. W przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym i innych dziedzinach nasz profesjonalny personel zadba o to, aby każda forma charakteryzowała się nienaganną dokładnością, trwałością i wydajnością. GC Precision Mold zapewni niezawodne wyniki, satysfakcjonujące produkty w odpowiednim tempie i w ramach budżetu, gdy potrzebujesz nowego produktu lub chcesz ulepszyć określoną procedurę. Dokładność jest naszą pasją, ale także naszą gwarancją.
Wnioski
Cięcie aluminium jest jednym z najważniejszych procesów w branży produkcyjnej, budowlanej, motoryzacyjnej, lotniczej i wielu innych. Ponieważ aluminium jest lekkie, miękkie i odporne na korozję, należy wybrać odpowiednią metodę cięcia, aby uniknąć deformacji, przegrzania lub fatalnego wykończenia. Niezależnie od tego, czy są to stare mechaniczne formy cięcia, ścinania, czy też nowoczesne, zaawansowane technologicznie cięcie laserowe, strumieniem wody, plazmą lub CNC, każda z nich ma określone zastosowanie w zależności od grubości ciętego materiału, wymaganej dokładności, szybkości i budżetu.
Cięcie mechaniczne jest niedrogie i powszechnie stosowane do cięcia w poprzek arkuszy, a także w poprzek profili. Laser i plazma to metody cięcia termicznego, które nadają się do szybszych prac o dużej objętości. Metody ścierne wykonują cięcia na zimno, nie modyfikując właściwości materiału, dzięki czemu mogą być stosowane w przypadku delikatnych lub grubych materiałów. W międzyczasie, obróbka CNC pozwala na bardzo wysoką dokładność i jest idealna do zarządzania skomplikowanymi formami i procesami sterowanymi komputerowo.
Aby wybrać odpowiednią technikę cięcia aluminium, należy pogodzić parametry takie jak dokładność, wydajność, koszt i cechy materiału. Procedury bezpieczeństwa, odpowiednie oprzyrządowanie i wiedza operatora są niezbędne niezależnie od zastosowanych środków. Wraz ze stale rosnącymi wymaganiami przemysłu (pod względem wydajności i zgodności z tolerancjami), technologie cięcia aluminium stale ewoluują, aby zapewnić wyższą jakość, zrównoważony rozwój i produktywność w obecnym środowisku produkcyjnym.
Najczęściej zadawane pytania
1. Jak ciąć arkusze aluminium?
Najczystsze i najdokładniejsze cięcie uzyskuje się poprzez cięcie laserem lub piłą tarczową cienkich arkuszy. Lasery najlepiej sprawdzają się przy bardzo szczegółowych pracach, a piły przy szybkich i prostych cięciach.
2. Czy możliwe jest cięcie aluminium za pomocą zwykłej piły?
Tak, ale z ostrzem z węglików spiekanych do cięcia metali nieżelaznych. Zwykłe ostrza do drewna mogą się zacinać lub zapewniać szarpane, niepewne cięcia.
3. Czy cięcie strumieniem wody działa na aluminium?
Tak, strumień wody doskonale sprawdza się w przypadku aluminium. Wykonuje czyste, dokładne cięcia bez nagrzewania metalu i nie przypala go, dzięki czemu nie wypacza się.
4. Czy do cięcia aluminium lepszy jest laser czy plazma?
To zależy. Cięcie laserowe jest dokładniejsze i ma gładkie krawędzie w przypadku cienkich materiałów. Cięcie plazmowe jest bardziej opłacalne i odpowiednie w przypadku grubszych płyt aluminiowych.