מגמות מתפתחות בפתרונות עיבוד מוצרי אלומיניום

אלומיניום הוא המתכת הלא-ברזלית הנפוצה ביותר, ומגוון היישומים שלה ממשיך להתרחב. ישנם מעל 700,000 סוגים של מוצרי אלומיניום, המשרתים תעשיות שונות, כולל בנייה, עיצוב, תחבורה ותעופה וחלל. בדיון זה נחקור את טכנולוגיית העיבוד של מוצרי אלומיניום וכיצד להימנע מעיוות במהלך העיבוד.

היתרונות והמאפיינים של אלומיניום כוללים:

- צפיפות נמוכהלאלומיניום יש צפיפות של כ-2.7 גרם/סמ"ק, שהיא בערך שליש מזו של ברזל או נחושת.

- פלסטיות גבוהה:לאלומיניום יש גמישות מצוינת, המאפשרת לעצב אותו למוצרים שונים באמצעות שיטות עיבוד בלחץ, כגון שיחול ומתיחה.

- עמידות בפני קורוזיה:אלומיניום מפתח באופן טבעי שכבת תחמוצת מגן על פני השטח שלו, בין אם בתנאים טבעיים ובין אם באמצעות אנודיזציה, ומציע עמידות מעולה בפני קורוזיה בהשוואה לפלדה.

- קל לחיזוק:למרות שלאלומיניום טהור יש רמת חוזק נמוכה, ניתן להגביר את חוזקו משמעותית באמצעות אנודייז.

- מקל על טיפול פני השטח:טיפולי פני השטח יכולים לשפר או לשנות את תכונות האלומיניום. תהליך האנודיזציה מבוסס היטב ונמצא בשימוש נרחב בעיבוד מוצרי אלומיניום.

- מוליכות טובה ויכולת מיחזור:אלומיניום הוא מוליך חשמל מצוין וקל למחזור.

טכנולוגיית עיבוד מוצרי אלומיניום

הטבעה של מוצרי אלומיניום

1. הטבעה קרה

החומר בו נעשה שימוש הוא פלטות אלומיניום. פלטות אלו מעוצבים בשלב אחד באמצעות מכונת שיחול ותבנית. תהליך זה אידיאלי ליצירת מוצרים או צורות עמודיות שקשה להשיג באמצעות מתיחה, כגון צורות אליפטיות, מרובעות ומלבניות. (כפי שמוצג באיור 1, המכונה; איור 2, פלטות האלומיניום; ואיור 3, המוצר)

משקל המכונה בה נעשה שימוש קשור לשטח החתך של המוצר. הפער בין חותך התבנית העליון לחותך התחתון העשוי מפלדת טונגסטן קובע את עובי הדופן של המוצר. לאחר השלמת הכבישה, הפער האנכי בין חותך התבנית העליון לחותך התחתון מציין את העובי העליון של המוצר (כפי שמוצג באיור 4).

יתרונות: מחזור פתיחת תבנית קצר, עלות פיתוח נמוכה יותר מאשר תבנית מתיחה. חסרונות: תהליך ייצור ארוך, תנודות גדולות בגודל המוצר במהלך התהליך, עלות עבודה גבוהה.

2. מתיחות

חומר בשימוש: יריעת אלומיניום. ניתן להשתמש במכונת יציקה רציפה ובתבנית לביצוע עיוותים מרובים כדי לעמוד בדרישות הצורה, מתאים לגופים שאינם עמודיים (מוצרים עם אלומיניום מעוקל). (כפי שמוצג באיור 5, מכונה, איור 6, תבנית, ואיור 7, מוצר)

יתרונות:מידותיהם של מוצרים מורכבים ורב-מעוותים נשלטות ביציבות במהלך תהליך הייצור, ומשטח המוצר חלק יותר.

חסרונות:עלות תבנית גבוהה, מחזור פיתוח ארוך יחסית ודרישות גבוהות לבחירת מכונה ודיוק.

טיפול פני השטח של מוצרי אלומיניום

1. התזת חול (התזת חול)

תהליך ניקוי וחספוס פני המתכת על ידי השפעת זרימת חול במהירות גבוהה.

שיטה זו של טיפול פני השטח של אלומיניום משפרת את ניקיון וחספוס פני השטח של חומר העבודה. כתוצאה מכך, התכונות המכניות של פני השטח משתפרות, מה שמוביל לעמידות טובה יותר בפני עייפות. שיפור זה מגביר את ההידבקות בין פני השטח לכל ציפוי המוחל, ומאריך את עמידות הציפוי. בנוסף, הוא מקל על יישור ומראה אסתטי של הציפוי. תהליך זה נפוץ במוצרי אפל שונים.

2. ליטוש

שיטת העיבוד משתמשת בטכניקות מכניות, כימיות או אלקטרוכימיות כדי להפחית את חספוס פני השטח של חומר העבודה, וכתוצאה מכך לקבל משטח חלק ומבריק. ניתן לסווג את תהליך הליטוש לשלושה סוגים עיקריים: ליטוש מכני, ליטוש כימי וליטוש אלקטרוליטי. על ידי שילוב של ליטוש מכני עם ליטוש אלקטרוליטי, חלקי אלומיניום יכולים להשיג גימור דמוי מראה בדומה לזה של נירוסטה. תהליך זה מקנה תחושה של פשטות יוקרתית, אופנה ומראה עתידני.

3. שרטוט תיל

שרטוט תיל מתכת הוא תהליך ייצור בו קווים מגורדים שוב ושוב מלוחות אלומיניום בעזרת נייר זכוכית. שרטוט תיל ניתן לחלק לשרטוט תיל ישר, שרטוט תיל אקראי, שרטוט תיל ספירלי ושרטוט תיל חוט. תהליך שרטוט תיל המתכת יכול להראות בבירור כל סימן משי עדין כך שלמתכת המט יש ברק שיער עדין, והמוצר כולל גם אופנה וגם טכנולוגיה.

4. חיתוך אור גבוה

חיתוך נקודות הבהרה משתמש במכונת חריטה מדויקת לחיזוק סכין היהלום על ציר מכונת החריטה המדויקת המסתובבת במהירות גבוהה (בדרך כלל 20,000 סל"ד) כדי לחתוך חלקים וליצור אזורי הבהרה מקומיים על פני המוצר. בהירות נקודות הבהרה של החיתוך מושפעת ממהירות מקדחת הכרסום. ככל שמהירות המקדחה גבוהה יותר, כך נקודות הבהרה של החיתוך בהירות יותר. לעומת זאת, ככל שנקודות הבהרה של החיתוך כהות יותר, כך גדל הסיכוי שהם ייצרו סימני סכין. חיתוך מבריק במיוחד נפוץ במיוחד בטלפונים ניידים, כמו אייפון 5. בשנים האחרונות, מסגרות מתכת של טלוויזיות יוקרתיות אימצו חיתוך מבריק במיוחד.כרסום CNCטכנולוגיה, ותהליכי האנודיזציה וההברשה הופכים את הטלוויזיה למלאת אופנתית וחדות טכנולוגית.

5. אנודיזציה
אנודיזציה היא תהליך אלקטרוכימי המחמצן מתכות או סגסוגות. במהלך תהליך זה, אלומיניום וסגסוגותיו מפתחים שכבת תחמוצת כאשר זרם חשמלי מופעל על אלקטרוליט מסוים בתנאים מסוימים. אנודיזציה משפרת את קשיות פני השטח ואת עמידות הבלאי של האלומיניום, מאריכה את חיי השירות שלו ומשפרת את המראה האסתטי שלו. תהליך זה הפך למרכיב חיוני בטיפול פני השטח של אלומיניום והוא כיום אחת השיטות הנפוצות והמצליחות ביותר שקיימות.

6. אנודה דו-צבעית
אנודה דו-צבעית מתייחסת לתהליך של אנודייזציה של מוצר כדי להחיל צבעים שונים על אזורים ספציפיים. למרות שטכניקת אנודייזציה דו-צבעית זו משמשת לעתים רחוקות בתעשיית הטלוויזיה בשל מורכבותה ועלותה הגבוהה, הניגוד בין שני הצבעים משפר את המראה היוקרתי והייחודי של המוצר.

ישנם מספר גורמים התורמים לעיוות עיבוד של חלקי אלומיניום, כולל תכונות החומר, צורת החלק ותנאי הייצור. הגורמים העיקריים לעיוות כוללים: מאמץ פנימי הקיים בחומר הריק, כוחות חיתוך וחום הנוצרים במהלך העיבוד השבבי וכוחות המופעלים במהלך ההידוק. כדי למזער עיוותים אלה, ניתן ליישם אמצעי תהליך ספציפיים ומיומנויות תפעול.

אמצעי תהליך להפחתת עיוות עיבוד

1. הפחת את הלחץ הפנימי של הריק
הזדקנות טבעית או מלאכותית, יחד עם טיפול ברטט, יכולים לסייע בהפחתת המאמץ הפנימי של גולגולת. עיבוד מקדים הוא גם שיטה יעילה למטרה זו. עבור גולגולת עם ראש עבה ואוזניים גדולות, עיוות משמעותי יכול להתרחש במהלך העיבוד עקב השוליים המשמעותיים. על ידי עיבוד מקדים של החלקים העודפים של הגולגולת והפחתת השוליים בכל אזור, נוכל לא רק למזער את העיוות המתרחש במהלך העיבוד שלאחר מכן, אלא גם להקל על חלק מהמאמץ הפנימי הקיים לאחר העיבוד המקדים.

2. שיפור יכולת החיתוך של הכלי
החומר של הכלי והפרמטרים הגיאומטריים שלו משפיעים באופן משמעותי על כוח החיתוך והחום. בחירת כלים נכונה חיונית כדי למזער את עיוות העיבוד של החלקים.

1) בחירה סבירה של פרמטרים גיאומטריים של הכלי.

① זווית זווית:בתנאי שמירה על חוזק הלהב, זווית הגרירה נבחרת כראוי להיות גדולה יותר. מצד אחד, היא יכולה לשחוק קצה חד, ומצד שני, היא יכולה להפחית עיוות חיתוך, להפוך את הסרת השבבים לחלקה, ובכך להפחית את כוח החיתוך וטמפרטורת החיתוך. הימנעו משימוש בכלים בעלי זווית גרירה שלילית.

② זווית גב:לגודל זווית החיתוך האחורית יש השפעה ישירה על שחיקת פני הכלי האחורי ועל איכות המשטח המעובד. עובי החיתוך הוא תנאי חשוב לבחירת זווית החיתוך האחורית. במהלך כרסום גס, עקב קצב הזנה גדול, עומס חיתוך כבד ויצירת חום גבוהה, נדרשים תנאי פיזור חום של הכלי טובים. לכן, יש לבחור את זווית החיתוך האחורית כקטנה יותר. במהלך כרסום עדין, יש צורך בחדות הלהב, להפחית את החיכוך בין פני הכלי האחורי למשטח המעובד, ולהפחית את העיוות האלסטי. לכן, יש לבחור את זווית החיתוך האחורית כגדולה יותר.

③ זווית הסליל:על מנת להפוך את הטחינה לחלקה ולהפחית את כוח הטחינה, יש לבחור את זווית הסליל גדולה ככל האפשר.

④ זווית סטייה ראשית:צמצום מתאים של זווית ההסטה העיקרית יכול לשפר את תנאי פיזור החום ולהפחית את הטמפרטורה הממוצעת של אזור העיבוד.

2) שיפור מבנה הכלים.

הפחת את מספר שיני חותך הכרסום והגדל את מרווח השבב:
מכיוון שחומרי אלומיניום מפגינים פלסטיות גבוהה ועיוות חיתוך משמעותי במהלך העיבוד, חיוני ליצור מרווח שבב גדול יותר. משמעות הדבר היא שרדיוס תחתית חריץ השבב צריך להיות גדול יותר, ויש להפחית את מספר השיניים על חותך הכרסום.

ליטוש עדין של שיני חותך:
ערך החספוס של קצוות החיתוך של שיני החיתוך צריך להיות פחות מ-Ra = 0.4 מיקרומטר. לפני השימוש בחותך חדש, מומלץ ללטש בעדינות את החלק הקדמי והאחורי של שיני החיתוך בעזרת אבן שמן דקה מספר פעמים כדי להסיר כל קוצים או דוגמאות שיניים קלות שנותרו מתהליך ההשחזה. זה לא רק מסייע בהפחתת חום החיתוך אלא גם ממזער את עיוות החיתוך.

בקרת תקנים קפדניים של בלאי כלים:
ככל שהכלים נשחקים, חספוס פני השטח של חומר העבודה עולה, טמפרטורת החיתוך עולה, וחומר העבודה עלול לסבול מעיוות מוגבר. לכן, חיוני לבחור חומרי כלים בעלי עמידות מצוינת בפני שחיקה, ולהבטיח שבלאי הכלי אינו עולה על 0.2 מ"מ. אם הבלאי חורג ממגבלה זו, הוא עלול להוביל להיווצרות שבבים. במהלך החיתוך, יש לשמור על טמפרטורת חומר העבודה מתחת ל-100 מעלות צלזיוס כדי למנוע עיוות.

3. שיפור שיטת ההידוק של חומר העבודה. עבור חומרי עבודה מאלומיניום בעלי דופן דקה וקשיחות נמוכה, ניתן להשתמש בשיטות ההידוק הבאות כדי להפחית עיוות:

① עבור חלקי תותב בעלי דופן דקה, שימוש בצ'אק מרוכז עצמי בעל שלוש לסתות או קולט קפיצי להידוק רדיאלי עלול להוביל לעיוות של חומר העבודה לאחר שהוא מתרופף לאחר העיבוד. כדי להימנע מבעיה זו, עדיף להשתמש בשיטת הידוק של משטח הקצה הצירי המציעה קשיחות רבה יותר. מקמו את החור הפנימי של החלק, צרו מנדריל עובר הברגה והכניסו אותו לחור הפנימי. לאחר מכן, השתמשו בלוח כיסוי כדי להידוק משטח הקצה ולאבטח אותו בחוזקה בעזרת אום. שיטה זו מסייעת במניעת עיוות הידוק בעת עיבוד המעגל החיצוני, ומבטיחה דיוק עיבוד משביע רצון.

② בעת עיבוד חלקי מתכת דקים, מומלץ להשתמש בכוס יניקה ואקום כדי להשיג כוח הידוק אחיד. בנוסף, שימוש בכמות חיתוך קטנה יותר יכול לסייע במניעת עיוות של חומר העבודה.

שיטה יעילה נוספת היא למלא את פנים חומר העבודה במדיום כדי לשפר את קשיחות העיבוד שלו. לדוגמה, ניתן למזוג לתוך חומר העבודה אוריאה מותכת המכילה 3% עד 6% אשלגן חנקתי. לאחר העיבוד, ניתן לטבול את חומר העבודה במים או באלכוהול כדי להמיס את חומר המילוי ולאחר מכן למזוג אותו.

4. סידור סביר של תהליכים

במהלך חיתוך במהירות גבוהה, תהליך הכרסום יוצר לעיתים קרובות רעידות עקב אפשרויות עיבוד גדולות וחיתוך לסירוגין. רעידות אלו יכולות להשפיע לרעה על דיוק העיבוד ועל חספוס פני השטח. כתוצאה מכך, ה...תהליך חיתוך CNC במהירות גבוההמחולק בדרך כלל למספר שלבים: עיבוד גס, גימור למחצה, ניקוי זוויתי וגימור. עבור חלקים הדורשים דיוק גבוה, ייתכן שיהיה צורך בגימור למחצה משני לפני הגימור.

לאחר שלב העיבוד הגולמי, מומלץ לאפשר לחלקים להתקרר באופן טבעי. זה עוזר לחסל את המאמץ הפנימי שנוצר במהלך העיבוד הגולמי ומפחית את העיוות. תוספת העיבוד שנותרה לאחר העיבוד הגולמי צריכה להיות גדולה מהעיוות הצפוי, בדרך כלל בין 1 ל-2 מ"מ. במהלך שלב הגימור, חשוב לשמור על תוספת עיבוד אחידה על המשטח המוגמר, בדרך כלל בין 0.2 ל-0.5 מ"מ. אחידות זו מבטיחה שכלי החיתוך יישאר במצב יציב במהלך העיבוד, מה שמפחית משמעותית את עיוות החיתוך, משפר את איכות המשטח ומבטיח דיוק המוצר.

מיומנויות תפעוליות להפחתת עיוות עיבוד

חלקי אלומיניום מתעוותים במהלך העיבוד. בנוסף לסיבות הנ"ל, גם שיטת הפעולה חשובה מאוד בפעולה בפועל.

1. עבור חלקים בעלי מרווחי עיבוד גדולים, מומלץ עיבוד סימטרי כדי לשפר את פיזור החום במהלך העיבוד ולמנוע ריכוז חום. לדוגמה, בעת עיבוד יריעה בעובי 90 מ"מ עד 60 מ"מ, אם צד אחד נטחן מיד לאחר הצד השני, המידות הסופיות עשויות לגרום לסבילות שטוחות של 5 מ"מ. עם זאת, אם משתמשים בגישת עיבוד סימטרית של הזנה חוזרת, שבה כל צד מעובד לגודלו הסופי פעמיים, ניתן לשפר את השטיחות ל-0.3 מ"מ.

2. כאשר ישנם מספר חללים בחלקי יריעות, לא מומלץ להשתמש בשיטת עיבוד רציפה של טיפול בחלל אחד בכל פעם. גישה זו עלולה להוביל לכוחות לא אחידים על החלקים, וכתוצאה מכך לעיוות. במקום זאת, יש להשתמש בשיטת עיבוד שכבתית שבה כל החללים בשכבה מעובדים בו זמנית לפני המעבר לשכבה הבאה. זה מבטיח פיזור אחיד של המתח על החלקים וממזער את הסיכון לעיוות.

3. כדי להפחית את כוח החיתוך והחום, חשוב להתאים את כמות החיתוך. מבין שלושת המרכיבים של כמות החיתוך, כמות החיתוך לאחור משפיעה באופן משמעותי על כוח החיתוך. אם תוספת העיבוד מוגזמת וכוח החיתוך במהלך מעבר בודד גבוה מדי, הדבר עלול להוביל לעיוות החלקים, להשפיע לרעה על קשיחות ציר כלי המכונה ולהפחית את עמידות הכלי.

בעוד שהפחתת כמות החיתוך האחורי יכולה לשפר את אורך חיי הכלי, היא יכולה גם להפחית את יעילות הייצור. עם זאת, כרסום במהירות גבוהה בעיבוד שבבי CNC יכול לטפל ביעילות בבעיה זו. על ידי הפחתת כמות החיתוך האחורי והגדלה מתאימה של קצב ההזנה ומהירות המכונה, ניתן להפחית את כוח החיתוך מבלי לפגוע ביעילות העיבוד השבבי.

4. רצף פעולות החיתוך חשוב. עיבוד גס מתמקד במקסום יעילות העיבוד ובהגדלת קצב הסרת החומר ליחידת זמן. בדרך כלל, כרסום הפוך משמש לשלב זה. בטחסום הפוך, חומר עודף מפני השטח של הגולם מוסר במהירות הגבוהה ביותר ובזמן הקצר ביותר האפשרי, ויוצר למעשה פרופיל גיאומטרי בסיסי לשלב הגימור.

מצד שני, גימור שם עדיפות לדיוק ואיכות גבוהים, מה שהופך את הכרסום כלפי מטה לטכניקה המועדפת. בטחינה כלפי מטה, עובי החיתוך יורד בהדרגה מהמקסימום לאפס. גישה זו מפחיתה משמעותית את הקשיית העבודה וממזערת את העיוות של החלקים המעובדים.

5. חומרי עבודה דקים חווים לעיתים קרובות עיוות עקב הידוק במהלך העיבוד, אתגר שנמשך גם בשלב הגימור. כדי למזער עיוות זה, מומלץ לשחרר את מתקן ההידוק לפני שמושגים את הגודל הסופי במהלך הגימור. זה מאפשר לחומר העבודה לחזור לצורתו המקורית, ולאחר מכן ניתן להדק אותו בעדינות מחדש - מספיק רק כדי להחזיק את חומר העבודה במקומו - בהתבסס על תחושת המפעיל. שיטה זו מסייעת בהשגת תוצאות עיבוד אידיאליות.

לסיכום, יש להפעיל את כוח ההידוק קרוב ככל האפשר למשטח התמיכה ולכוון אותו לאורך הציר הנוקשה והחזק ביותר של חומר העבודה. בעוד שחשוב למנוע את התרופפות חומר העבודה, יש לשמור על כוח ההידוק למינימום כדי להבטיח תוצאות אופטימליות.

6. בעת עיבוד חלקים עם חללים, יש להימנע מחדירה ישירה של חותך הכרסום לתוך החומר כפי שהיה קורה עם מקדח. גישה זו עלולה להוביל לחוסר מקום שבב עבור חותך הכרסום, ולגרום לבעיות כמו הסרת שבבים לא חלקה, התחממות יתר, התפשטות וקריסת שבבים או שבירה אפשרית של הרכיבים.

במקום זאת, ראשית, השתמשו במקדח בגודל זהה או גדול יותר מחותך הכרסום כדי ליצור את חור החותך הראשוני. לאחר מכן, חותך הכרסום משמש לפעולות הכרסום. לחלופין, ניתן להשתמש בתוכנת CAM כדי ליצור תוכנית חיתוך ספירלי למשימה.

אם אתם רוצים לדעת עוד או לשאול שאלות, אל תהססו ליצור קשרinfo@anebon.com

המומחיות ותודעת השירות של צוות Anebon סייעו לחברה לצבור מוניטין מצוין בקרב לקוחות ברחבי העולם על הצעת מחיר משתלמת.חלקי עיבוד שבבי CNC, חלקי חיתוך CNC, ומחרטת CNCעיבוד שבבי של חלקים. המטרה העיקרית של Anebon היא לעזור ללקוחות להשיג את מטרותיהם. החברה משקיעה מאמצים אדירים כדי ליצור מצב של win-win לכולם ומזמינה אתכם להצטרף אליהם.