รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องจักร CNC อลูมิเนียม

มีสารเพียงไม่กี่ชนิดที่สามารถเทียบเคียงกับความอเนกประสงค์อันน่าทึ่งของอะลูมิเนียมได้อลูมิเนียมเป็น สามารถแปรรูปได้สูง และ ค่อนข้างถูกทำให้สมบูรณ์แบบสำหรับการตัดเฉือน CNCผู้ผลิตสามารถตัดเฉือนได้เร็วกว่าวัสดุตัดเฉือนทั่วไปอื่นๆ เช่น เหล็กกล้าและไทเทเนียมถึงสามหรือสี่เท่า

ของมัน ความยืดหยุ่น และ อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่น่าประทับใจ ทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นแผงผิวด้านนอกของการขนส่งทุกรูปแบบ ตั้งแต่รถยนต์และรถไฟไปจนถึงเครื่องบินและเรือ

การให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงมากขึ้นและ 'น้ำหนักเบา' มากขึ้น ทำให้อะลูมิเนียมเข้ามาแทนที่โลหะที่หนักกว่าซึ่งแต่เดิมใช้ในการผลิตส่วนประกอบและโครงสร้างภายในของมัน ความต้านทานการกัดกร่อนสูง ยังหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนที่หนักและมีราคาแพงซึ่งมักต้องใช้กับวัสดุอื่น

นอกจากนี้อะลูมิเนียมยังเป็น ปลอดสารพิษอ่อนได้ และ รีไซเคิลได้ 100%.นี่คือเหตุผลว่าทำไมโลหะจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับภาชนะบรรจุอาหารและเครื่องดื่ม ถาด ฝาปิด ซอง กระเป๋า และกระดาษห่อ

ขอบคุณมัน พื้นผิวสีเงินเงางามและยังเหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น สมาร์ทโฟน แล็ปท็อป แท็บเล็ต และทีวีจอแบนอีกด้วยสามารถพบได้ในโครงการก่อสร้างทั้งในลักษณะการออกแบบและการให้การสนับสนุนโครงสร้าง

เมื่อรวมคุณลักษณะเหล่านี้ทั้งหมดเข้าด้วยกันแล้วคุณจะได้วัสดุที่เบากว่าเหล็ก แข็งแรงและเชื่อถือได้มากกว่าพลาสติก ราคาไม่แพงพร้อมใช้งาน และ ปรับตัวได้อย่างไม่สิ้นสุด

คู่มือนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจ:

• อลูมิเนียมมาจากไหน?

• เครื่องจักร CNC คืออะไร?

• อลูมิเนียมประเภทใดที่ใช้ในการกลึง CNC?

• การตัดเฉือน CNC แบบเหล็กกับอะลูมิเนียม?

• กระบวนการตัดเฉือนอลูมิเนียม CNC ที่พบบ่อยที่สุดคืออะไร?

อลูมิเนียมมาจากไหน?

อลูมิเนียม เป็นธาตุโลหะที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกอุตสาหกรรมโลหะมีการถลุงแร่มากกว่า 40 ล้านตันในแต่ละปี และผู้ผลิตก็ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย

เช่นเดียวกับโลหะส่วนใหญ่ อลูมิเนียมมีอยู่ในหินทั่วเปลือกโลกในรูปของแร่บริษัทเหมืองแร่สกัดโลหะอะลูมิเนียมเกือบทั้งหมดจากแร่บอกไซต์ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีอะลูมิเนียมออกไซด์ (หรืออลูมินา) อยู่ 30% ถึง 60%ส่วนที่เหลือเป็นส่วนผสมของซิลิกา เหล็กออกไซด์ต่างๆ และไทเทเนียมไดออกไซด์

กระบวนการสองขั้นตอนเปลี่ยนอลูมินาให้เป็นโลหะอะลูมิเนียม:

1. การแยกอลูมินาจากบอกไซต์

อุปทานอลูมินาเกือบทั้งหมดของโลก มีการผลิต โดยใช้กระบวนการของไบเออร์นักเคมีชาวออสเตรีย คาร์ล โจเซฟ ไบเออร์ พัฒนาเทคนิคนี้ในปลายศตวรรษที่ 19

โดยบดแร่บอกไซต์ให้เป็นผงละเอียด ผสมกับน้ำ และอุ่นส่วนผสมด้วยโซดาไฟโซดาไฟจะละลายอลูมินาและผ่านตัวกรองได้

ผู้ผลิตเติมผลึกอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ลงในสารละลายอลูมินา จากนั้นให้ความร้อนและทำให้ส่วนผสมแห้งเพื่อผลิตอะลูมิเนียม

2. การถลุงอลูมินาเพื่อผลิตโลหะอะลูมิเนียม

ที่จะหลอมละลาย อลูมิเนียมโรงกลั่นจะละลายอลูมินาในอ่างฟลูออริเนต และใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อแยกอลูมินาออกเป็นอะลูมิเนียมโลหะและออกซิเจนผ่านกระบวนการที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิสจากนั้นพวกเขาก็รวบรวมอะลูมิเนียมและนำไปเผาในเตาเผา ซึ่งจะรวมกับวัสดุอะลูมิเนียมรีไซเคิลและให้ความร้อนจนหลอมละลาย

จากนั้นจึงเทลงในแม่พิมพ์หรืออัดขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรในรูปแบบต่างๆที่พบมากที่สุดคือแผ่น บิลเล็ต แท่ง ท่อ แผ่น แท่ง และสายไฟจากนั้นจึงตัดเป็นรูปทรงและขนาดต่างๆ แล้วจัดส่งไปยังบริษัทหรือผู้ผลิตรายอื่นเพื่อนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์จำนวนนับไม่ถ้วน

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีคืออะไร?

A เครื่องซีเอ็นซี ผสมผสานเทคนิคการผลิตแบบดั้งเดิมเข้ากับระบบควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC)ช่วยให้สามารถตัดและจัดรูปร่างวัสดุสต็อกให้เป็นวัตถุที่เป็นไปไม่ได้หรือใช้เวลานานเกินไปและมีค่าใช้จ่ายสูงในการทำสำเร็จด้วยตนเอง

การควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้มีความแม่นยำในระดับที่สูงมากสิ่งนี้แปลไปสู่ความแม่นยำ ความสม่ำเสมอ ความสามารถในการผลิต การควบคุม และอิสระในการออกแบบที่มากขึ้นโดยสิ้นเปลืองน้อยลง

เครื่องจักรควบคุมด้วยตัวเลขเครื่องแรกได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษ 1940 โดยการเพิ่มมอเตอร์ให้กับอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่แล้วการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์ในทศวรรษ 1960 นำไปสู่การพัฒนาเครื่องจักร CNC ที่ทันสมัย

ที่ใช้บ่อยที่สุด เครื่องซีเอ็นซี ได้แก่เครื่องกัดและเจาะ เครื่องกลึง และเครื่องตัดพลาสม่า เลเซอร์ และน้ำ

เครื่องจักรเหล่านี้ล้วนดำเนินการสิ่งที่เรียกว่าวิธีการผลิตแบบ 'ลบ'ซึ่งหมายความว่าวัสดุจะถูกเอาออก (ลบออก) ออกจากชิ้นงานในระหว่างกระบวนการ

อลูมิเนียมชนิดใดที่ใช้ในการกลึง CNC?

ในรูปแบบบริสุทธิ์ อลูมิเนียมสามารถอ่อนตัวได้ ทนทานต่อการกัดกร่อนเกือบทุกรูปแบบ ไม่เป็นแม่เหล็ก และเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมอย่างไรก็ตาม มันอ่อนแอเกินไปสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่

ความแข็งแกร่งที่มากขึ้นทำได้โดยการรวมอลูมิเนียมหลอมเหลวเข้ากับองค์ประกอบอื่นๆ เช่น ทองแดง ลิเธียม แมกนีเซียม แมงกานีส ซิลิคอน และสังกะสี เพื่อสร้างโลหะผสมโลหะผสมเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางธรรมชาติอื่นๆ ของอะลูมิเนียมอีกด้วย

โลหะผสมที่นิยมใช้กันมากที่สุด เครื่องจักรกลซีเอ็นซีอลูมิเนียม แบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

หล่อโลหะผสมอลูมิเนียม—หล่อ หมายถึง รูปร่างขณะหลอมเหลวหรือของเหลวผู้ผลิตสร้างโลหะผสมประเภทนี้โดยการเทอลูมิเนียมหลอมเหลวลงในแม่พิมพ์แล้วทำให้เย็นลงอลูมิเนียมหล่อมีราคาไม่แพง ใช้งานได้หลากหลาย น้ำหนักเบา ทนทาน และทำงานได้ดีภายใต้อุณหภูมิสูง

อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นผู้ใช้โลหะผสมหล่อรายใหญ่ที่สุด โดยคิดเป็นประมาณสองในสามของอะลูมิเนียมที่ใช้ในรถยนต์ชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมหล่อ ได้แก่ ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ โครง คอพวงมาลัย และส่วนรองรับโครงสร้างที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆการใช้งานทั่วไปอื่นๆ ได้แก่ เครื่องครัว ส่วนประกอบเครื่องจักร และเครื่องมือมือถือ

โลหะผสมแบบหล่อมีราคาถูกกว่าในการผลิตเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวต่ำ และสามารถผลิตรูปทรงได้หลากหลายขึ้นเนื่องจากความยืดหยุ่นของแม่พิมพ์แต่มีแนวโน้มที่จะมีความต้านทานแรงดึงต่ำกว่าโลหะผสมที่ขึ้นรูปแล้ว ไม่สามารถตัดเฉือนได้ง่าย และทนทานต่อเครื่องมือตัดมากกว่า

โลหะผสมอลูมิเนียมลิเธียม (Al-Li)—ลิเธียมเป็นโลหะธาตุที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุด ทำให้โลหะผสมประเภทนี้เบากว่าอะลูมิเนียมบริสุทธิ์หรือวัสดุอื่นๆ อย่างมากด้วยคุณลักษณะนี้ อุตสาหกรรมการบินและอวกาศจึงใช้โลหะผสมอัล-ลีเป็นหลักสำหรับผิวหนังส่วนล่าง โครงสร้างปีกด้านใน ลำตัว และใบพัดลมคุณยังสามารถพบพวกมันได้ในรถแข่งและจรวดอวกาศ

ข้อได้เปรียบด้านน้ำหนักที่นำเสนอโดยโลหะผสม Al-Li จะถูกชดเชยด้วยความสามารถในการขึ้นรูปที่ต่ำกว่าและความทนทานต่อการแตกหักที่ลดลง (ความสามารถของวัสดุที่มีรอยแตกร้าวในการต้านทานการแตกร้าวเพิ่มเติม)ผลิตในปริมาณค่อนข้างน้อยซึ่งหมายความว่ามีราคาแพงกว่าด้วย

อลูมิเนียมอัลลอยด์ดัด- Wrought หมายถึง มีรูปร่างในขณะที่อยู่ในสภาพที่มั่นคงโลหะผสมประเภทนี้ผลิตโดยการขึ้นรูปอะลูมิเนียมหลอมเหลวให้เป็นแท่งยาวหรือแผ่นคอนกรีตขนาดใหญ่ จากนั้นใช้เครื่องมือในการม้วน ปลอม ประทับตรา หรืออัดก้อนบล็อกเหล่านี้ให้เป็นรูปทรง

โลหะผสมดัดเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใน เครื่องจักรกลซีเอ็นซีอลูมิเนียม.เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่าและความสมบูรณ์ของโครงสร้างเมื่อเทียบกับโลหะผสมที่หล่อตัดเฉือนได้ง่ายกว่า มีผิวสำเร็จที่ดีกว่า และสึกหรอที่ขอบของเครื่องมือตัดน้อยลง

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีเหล็กกล้ากับอลูมิเนียม

อลูมิเนียมและเหล็กกล้าเป็นโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดเฉือน CNCการเลือกสิ่งที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยห้าประการ:

1. ค่าใช้จ่าย — เหล็กเหนียวและเหล็กกล้าคาร์บอนโดยทั่วไปมีราคาถูกกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เทียบเท่ากันในขณะที่สแตนเลสมีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงกว่าอย่างไรก็ตาม ราคาโลหะจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความต้องการทั่วโลกและราคาวัตถุดิบ พลังงาน และค่าขนส่ง

เมื่อพิจารณาถึงต้นทุน การพิจารณาความทนทานของวัสดุก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกันการตัดสินใจที่อาจประหยัดเงินในระยะสั้นอาจมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าในระยะยาว

2. ความต้านทานการกัดกร่อน — อลูมิเนียมและสแตนเลสมีทั้งความทนทานต่อสนิมและการกัดกร่อนสูงอย่างไรก็ตาม สแตนเลสเป็นตัวเลือกที่มีราคาแพงกว่าผู้ผลิตหรือผู้ใช้ปลายทางจะต้องทาสี เคลือบ หรือเคลือบเหล็กประเภทอื่นๆ ทุกประเภทเพื่อปกป้องเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากตั้งใจที่จะให้ชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วสัมผัสกับองค์ประกอบต่างๆการเคลือบเหล่านี้หมายถึงน้ำหนักและค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น และจำเป็นต้องเคลือบซ้ำเป็นประจำโดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม

3. น้ำหนัก — อลูมิเนียมเบากว่าเหล็กสองถึงสามเท่าเกือบทุกบริษัทต่างมุ่งหวังที่จะบรรลุถึงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เท่าเดิมหรือดีกว่าในขณะที่ใช้วัสดุที่เบากว่าแนวโน้ม 'น้ำหนักเบา' นี้ทำให้ผู้ผลิตเปลี่ยนชิ้นส่วนหลายชิ้นที่เคยกลึงจากเหล็กมาเปลี่ยนเป็นอะลูมิเนียม

4. ความแข็งแกร่ง — เหล็กอาจหนักกว่าอลูมิเนียม แต่ทำให้เป็นวัสดุที่ทนทานกว่ามากเหล็กมีความแข็งแรงอย่างไม่น่าเชื่อ และไม่น่าจะบิดเบี้ยว โค้งงอ หรือทำให้เสียรูปภายใต้แรง ความร้อน หรือน้ำหนักนอกจากนี้ พื้นผิวของอะลูมิเนียมยังมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยขีดข่วนและรอยบุบได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับเหล็ก

5. ความสามารถในการแปรรูป — การมีความหนาแน่นน้อยกว่าเหล็กทำให้สามารถตัดเฉือนอลูมิเนียมได้เร็วขึ้นสามหรือสี่เท่าอลูมิเนียมยังเย็นตัวเร็วกว่าเหล็กอีกด้วยซึ่งจะช่วยลดระยะเวลาที่ใช้ในการตัดเฉือนชิ้นส่วน (รอบเวลา) และปริมาณน้ำหล่อเย็นที่ต้องการ

เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กแล้ว อลูมิเนียมต้องใช้แรงตัดน้อยกว่ามากซึ่งจะช่วยลดการสึกหรอของเครื่องมือตัด ช่วยให้เครื่องมือมีความคมยิ่งขึ้นนอกจากนี้ยังสามารถใช้อะลูมิเนียม CNC ในเครื่องจักรขนาดเล็กกว่าและมีราคาถูกกว่าได้

กระบวนการตัดเฉือนอลูมิเนียม CNC ที่พบบ่อยที่สุดคืออะไร?

เครื่องกัดซีเอ็นซี เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปและหลากหลายที่สุด เครื่องจักรกลชิ้นส่วนอลูมิเนียม.เครื่องจักรใช้เครื่องมือตัดแบบหมุนเพื่อแกะสลักวัสดุจากบล็อกวัสดุที่อยู่นิ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ

เครื่องกัดแบบดั้งเดิมได้เปลี่ยนเป็น 'เครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์' ในทศวรรษ 1960 เนื่องจากการมาถึงของระบบควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) เครื่องเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ และชุดหมุนเครื่องมือเครื่องจักรเหล่านี้มีจำหน่ายในรูปแบบ 2 ถึง 12 แกน แม้ว่า 3 ถึง 5 แกนจะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายที่สุดก็ตาม

เครื่องกลึงโลหะซีเอ็นซี, หรือ ศูนย์กลึงโลหะ CNCให้จับและหมุนชิ้นงานอย่างมั่นคงในขณะที่หัวเครื่องมือจับเครื่องมือตัดหรือเจาะกับชิ้นงานเครื่องจักรเหล่านี้ช่วยให้สามารถขจัดวัสดุได้อย่างแม่นยำ และผู้ผลิตก็ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย

การทำงานของเครื่องกลึงโดยทั่วไป ได้แก่ การเจาะ การขึ้นรูป การทำร่อง การต๊าป การทำเกลียว และการเทเปอร์เครื่องกลึงโลหะ CNC กำลังเข้ามาแทนที่โมเดลการผลิตแบบแมนนวลรุ่นเก่าๆ อย่างรวดเร็ว เนื่องจากความง่ายในการตั้งค่า การทำงาน ความสามารถในการทำซ้ำ และความแม่นยำ

เครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี ความร้อนอัดอากาศจนถึงอุณหภูมิที่สูงมากเพื่อสร้าง 'อาร์คพลาสมา' ที่สามารถหลอมโลหะที่มีความหนาได้ถึงหกนิ้ววัสดุที่เป็นแผ่นจะถูกวางราบกับโต๊ะตัด และคอมพิวเตอร์จะควบคุมเส้นทางของหัวคบเพลิงลมอัดจะเป่าโลหะหลอมเหลวที่ร้อนออกไป และตัดผ่านวัสดุเครื่องตัดพลาสม่ามีความรวดเร็ว แม่นยำ ใช้งานง่ายและราคาไม่แพง และ ผู้ผลิตใช้พวกเขา iมีหลายอุตสาหกรรม

เครื่องเลเซอร์ซีเอ็นซี ละลาย เผา หรือระเหยวัสดุออกไปเพื่อสร้างขอบตัดเช่นเดียวกับเครื่องตัดพลาสม่า วัสดุแผ่นจะถูกวางราบกับโต๊ะตัด และคอมพิวเตอร์จะควบคุมเส้นทางของลำแสงเลเซอร์กำลังสูง

เครื่องตัดเลเซอร์ใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องตัดพลาสม่าและมีความแม่นยำมากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัดแผ่นบางอย่างไรก็ตาม มีเพียงเครื่องตัดเลเซอร์ที่ทรงพลังและมีราคาแพงที่สุดเท่านั้นที่สามารถตัดผ่านวัสดุที่มีความหนาหรือหนาแน่นได้

เครื่องตัดน้ำ CNC ใช้หัวฉีดน้ำแรงดันสูงฉีดผ่านหัวฉีดแคบเพื่อตัดผ่านวัสดุน้ำเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอที่จะตัดวัสดุอ่อนเช่นไม้หรือยางได้หากต้องการตัดผ่านวัสดุแข็ง เช่น โลหะหรือหิน ผู้ปฏิบัติงานมักจะผสมสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเข้าด้วยกัน ปัญญาน้ำ

เครื่องตัดน้ำไม่ให้ความร้อนกับวัสดุ เช่น เครื่องตัดพลาสม่าและเลเซอร์ซึ่งหมายความว่าการมีอุณหภูมิสูงจะไม่ไหม้ บิดเบี้ยว หรือเปลี่ยนแปลง โครงสร้าง.นอกจากนี้ยังช่วยลดของเสียและช่วยให้รูปร่างที่ตัดจากแผ่นงานสามารถวาง (หรือซ้อนกัน) ให้ชิดกันมากขึ้น