Czy ploter CNC może ciąć aluminium? Praktyczny przewodnik po obróbce lekkiego aluminium

Tak, router CNC może obrabiać aluminium.

Ale ta odpowiedź wymaga drugiego zdania:

Frezarka CNC to praktyczny wybór w przypadku niektórych zadań związanych z aluminium – nie każdego zadania związanego z aluminium.

Frezowanie arkusza do kształtu, wycinanie szczelin, wiercenie otworów montażowych czy obróbka płytkiej kieszeni bardzo różni się od usuwania dużych ilości metalu z grubego bloku. Warsztat produkujący aluminiowe panele sterowania również ma zupełnie inne potrzeby niż fabryka wycinająca codziennie setki profili blaszanych.

Zanim wybierzesz maszynę, najpierw zdefiniuj zadanie.

W tym przewodniku skupiono się na blachach, płytach, profilach i częściach gotowych z litego aluminium . Aluminiowe panele kompozytowe, takie jak ACP lub ACM, mają inną strukturę materiału i wymagają innego podejścia do obróbki.

Zacznij od zadania, a nie od nazwy materiału

Kiedy klient mówi: „Muszę ciąć aluminium”, wciąż wielu rzeczy nie wiemy.

Mogą oznaczać:

• Cięcie płaskiego arkusza do kształtu

• Frezowanie szczelin

• Wiercenie otworów montażowych

• Obróbka kieszeni

• Grawerowanie tekstu lub informacji seryjnych

• Fazowanie krawędzi

• Wykonywanie pogłębiaczy

• Produkcja tablic aluminiowych

• Obróbka małych wsporników lub osprzętu

• Wykańczanie części wyciętych na innej maszynie

Wszystkie te czynniki mogą dotyczyć aluminium, ale nie stawiają maszynie takich samych wymagań.

Przydatnym pierwszym pytaniem jest:

Czy potrzebujesz głównie wyciąć kształt zewnętrzny, czy potrzebujesz również funkcji obróbki wewnątrz części?

Od tej odpowiedzi często zależy, czy router CNC, laser światłowodowy czy bardziej dedykowany system do obróbki metalu będą miały największy sens.

Jakie zadania związane z aluminium pasują do routera CNC?

Router CNC jest szczególnie przydatny, gdy część wymaga czegoś więcej niż prostego konturu 2D.

Typowe prace aluminiowe oparte na routerze mogą obejmować:

Dzięki temu router jest przydatny w warsztatach produkujących części na zamówienie lub pracujących z kilkoma materiałami na tej samej hali produkcyjnej.

Na przykład zakład produkcyjny może używać tej samej platformy CNC do obróbki elementów aluminiowych, a także tworzyw sztucznych, paneli drewnopochodnych lub innych materiałów nieżelaznych, pod warunkiem, że maszyna, oprzyrządowanie i konfiguracja cięcia są odpowiednie dla każdego zadania.

Aluminium nie jest jednym materiałem

„Aluminium” opisuje dużą rodzinę stopów i temperamentów.

Dwa arkusze o tych samych wymiarach i grubości mogą być obrabiane inaczej.

W zależności od materiału możesz zauważyć różnice w:

• Twardość

• Wytrzymałość

• Tworzenie się chipów

• Wykończenie powierzchni

• Tendencja do gromadzenia się materiału na frezie

• Obciążenie tnące

Typowe produkty handlowe mogą być dostarczane w postaci arkuszy, płyt, odlewanych płyt narzędziowych lub wytłoczek, a każda forma może zachowywać się inaczej podczas obróbki.

Jeśli znasz oznaczenie stopu, uwzględnij je podczas omawiania zastosowania z dostawcą maszyny.

Jeśli nie, wyślij:

• Informacje o dostawcy materiałów

• Zdjęcie materiału

• Wymiary arkusza lub części

• Grubość

• Zamierzony proces obróbki

W przypadku nieznanego materiału wycięcie próbki jest o wiele bardziej przydatne niż zakładanie, że każdy gatunek aluminium może używać tych samych ustawień.

Dlaczego aluminium jest bardziej wymagające niż drewno czy plastik

Router CNC, który z łatwością tnie MDF, nie tnie automatycznie dobrze aluminium przy tej samej konfiguracji.

Materiał zmienia warunki skrawania.

Szczególnie istotne stają się trzy kwestie:

Siły tnące

Obróbka metalu powoduje większe obciążenie narzędzia i maszyny niż wiele typowych zastosowań w drewnie lub tworzywach sztucznych.

Konstrukcja maszyny, wrzeciono, narzędzie i uchwyt roboczy muszą pozostać wystarczająco stabilne, aby zapobiec niepożądanym ruchom lub wibracjom.

Ciepło

Na krawędzi skrawającej może gromadzić się ciepło.

Jeśli warunki cięcia są złe, aluminium może zacząć przylegać do ostrza. Gdy materiał zgromadzi się na krawędzi skrawającej, narzędzie może przestać ciąć czysto, a problem może bardzo szybko się pogorszyć.

Frytki

Wióry aluminiowe muszą gdzieś się składować.

Jeśli pozostaną na ścieżce skrawania, narzędzie może ponownie wycinać te same wióry, a nie czysty materiał.

To może zwiększyć:

• Ciepło

• Obciążenie narzędzia

• Znaki powierzchniowe

• Zużycie narzędzia

• Ryzyko gromadzenia się materiału

Dlatego też pomyślna konfiguracja aluminium musi uwzględniać cięcie, chłodzenie lub smarowanie, tam gdzie to konieczne, oraz odprowadzanie wiórów jako jeden system.

Nóż powinien usuwać wióry, a nie pocierać powierzchnię

Jednym z kluczowych celów frezowania aluminium jest utrzymanie skutecznego cięcia.

Jeśli narzędzie w większości się trze, zamiast wytwarzać odpowiednie wióry, na krawędzi skrawającej wzrasta ciepło.

Oznaki świadczące o tym, że coś jest nie tak, mogą obejmować:

• Przyklejanie się aluminium do narzędzia

• Szorstkie krawędzie

• Tworzenie się ciężkich zadziorów

• Nietypowy dźwięk cięcia

• Rosnące wibracje

• Wykończenie powierzchni pogarsza się w trakcie pracy

Nie oznacza to, że „wolniej jest bezpieczniej”.

Nie oznacza to również, że „wyższa prędkość wrzeciona jest zawsze lepsza”.

Prędkość wrzeciona, posuw, średnica narzędzia, liczba rowków i głębokość skrawania współdziałają ze sobą.

Zmiana jednego bez uwzględnienia pozostałych może po prostu przenieść problem gdzie indziej.

W przypadku prac produkcyjnych parametry należy ustalić na podstawie rzeczywistego stopu aluminium, noża i konfiguracji maszyny.

Wybór frezu do aluminium

Aluminium należy obrabiać narzędziami przeznaczonymi lub odpowiednimi do metali nieżelaznych.

Powszechnie stosowane są narzędzia węglikowe z dobrą przestrzenią na wióry.

W zależności od zastosowania w warsztatach można zastosować:

• Frezy jednoostrzowe

• Frezy dwuostrzowe

• Frezy trzpieniowe specyficzne dla aluminium

• Narzędzia do grawerowania

• Narzędzia do fazowania

• Narzędzia pogłębiające

Mniejsza liczba rowków może zapewnić więcej miejsca na odprowadzanie wiórów w zastosowaniach wymagających szybkiego frezowania.

Nie oznacza to, że oprzyrządowanie jednoostrzowe jest zawsze rozwiązaniem.

Ostateczny wybór narzędzia zależy od:

• Stop aluminium

• Średnica narzędzia

• Geometria części

• Głębokość cięcia

• Charakterystyka wrzeciona

• Wymagania dotyczące wykończenia powierzchni

• Strategia usuwania wiórów

W przypadku wąskich szczelin lub małych detali ważna staje się również sztywność narzędzia.

Długi frez o małej średnicy może osiągnąć trudną geometrię, ale nie będzie zachowywał się jak krótkie, sztywne narzędzie przy takim samym obciążeniu skrawania.

Czy potrzebujesz chłodzenia mgłą lub smarowania?

W obróbce aluminium smarowanie lub chłodzenie może pomóc zmniejszyć tarcie i gromadzenie się materiału na frezie.

W zależności od maszyny i procesu warsztaty mogą stosować:

• Podmuch powietrza

• Smarowanie mgłą

• Smarowanie minimalną ilością

• Inne odpowiednie strategie smarowania przy obróbce metali

Celem nie jest po prostu ochłodzenie materiału.

System powinien pomóc narzędziu w czystym cięciu, jednocześnie utrzymując wióry z dala od strefy skrawania.

Jednakże wymagania dotyczące smarowania należy rozpatrywać łącznie z:

• Projekt maszyny

• Konfiguracja stołu

• Trzymanie materiału

• Kolekcja chipów

• Środowisko warsztatowe

Nie dodawać płynu chłodzącego ani układu mgły bez sprawdzenia, czy jest on odpowiedni dla maszyny i konfiguracji produkcyjnej.

Jak głębokie powinno być każde przejście?

Nie ma uniwersalnej wartości głębokości na przejście dla frezowania aluminium.

Właściwa strategia zależy od:

• Stop

• Grubość materiału

• Średnica frezu

• Przedłużenie narzędzia

• Wrzeciono

• Sztywność maszyny

• Trzymanie robocze

• Wymagane wykończenie

W przypadku pracy z lekkim aluminium przy użyciu routera kontrolowane przejścia są zwykle bardziej rozsądne niż zakładanie, że cała grubość powinna zostać usunięta jednym agresywnym cięciem.

Celem jest przewidywalne cięcie.

Głębsze przejście nie jest przydatne, jeśli wprowadza wibracje, przeciąża narzędzie lub pozostawia później więcej pracy wykończeniowej.

Testując nową pracę, najpierw ustal stabilny proces i na tej podstawie zwiększ produktywność.

Mocowanie robocze staje się coraz ważniejsze wraz ze wzrostem obciążenia tnącego

Część musi pozostać całkowicie stabilna, gdy nóż znajduje się w materiale.

W przypadku dużych arkuszy płaskich odtrzymywanie próżni może być przydatne, jeśli maszyna i stół są do tego skonfigurowane.

W przypadku mniejszych części, grubych płyt lub prac wymagających większych sił skrawania, bezpieczniejsze trzymanie mogą zapewnić zaciski mechaniczne lub dedykowane uchwyty.

Metoda mocowania powinna również uwzględniać to, co dzieje się pod koniec cięcia profilu.

Gdy część zostanie oddzielona od otaczającego materiału, zmienia się jej dostępny obszar mocowania.

Możliwe strategie obejmują:

• Zakładki

• Urządzenia

• Zaciski mechaniczne

• Staranne sekwencjonowanie ścieżki narzędzia

• Pozostawienie niewielkiej ilości materiału do operacji wykańczającej

Właściwa metoda zależy od geometrii i wymaganego wykończenia krawędzi.

Zanim zaczniesz zwiększać prędkość, uważaj na wibracje

Wibracje to jeden z najbardziej wyraźnych sygnałów, że system tnący nie działa zgodnie z oczekiwaniami.

Może pochodzić z:

• Słabe trzymanie się pracy

• Nadmierne wydłużenie narzędzia

• Nieodpowiedni nóż

• Agresywna głębokość cięcia

• Ruch maszyny

• Złe parametry cięcia

Wynik może wyglądać następująco:

• Ślady rozmów

• Szorstkie krawędzie

• Słabe wymiary

• Krótsza żywotność narzędzia

• Niejednolite wykończenie powierzchni

Jeśli zaczną się wibracje, zwiększenie szybkości produkcji nie powinno być pierwszym celem.

Najpierw znajdź źródło niestabilności.

Jak wygląda dobra frezowana krawędź aluminiowa?

Wymagane wykończenie zależy od tego, co dzieje się po obróbce.

Niektóre części wymagają jedynie:

• Dokładne wymiary

• Czysta, funkcjonalna krawędź

• Minimalne zadziory

Inne mogą wymagać:

• Bardziej jednolita widoczna krawędź

• Fazowanie

• Gratowanie

• Wykończenie powierzchni

• Anodowanie lub późniejsze powlekanie

Frezarka CNC może wytworzyć czystą obrobioną krawędź przy odpowiedniej konfiguracji, ale przed oceną procesu ważne jest, aby uzgodnić oczekiwania dotyczące wykończenia.

„Czysta krawędź” i „wykończona kosmetyczna krawędź” nie zawsze są tym samym wymaganiem.

Typowe problemy z frezowaniem aluminium

Aluminium gromadzi się na nożu

Najpierw sprawdź:

• Stan narzędzia

• Ewakuacja wiórów

• Parametry cięcia

• Smarowanie lub wspomaganie powietrzem

• Czy frez nadaje się do aluminium

Kontynuowanie obróbki z materiałem przyklejonym do krawędzi skrawającej może szybko pogorszyć wynik.

Ciężkie zadziory

Możliwe przyczyny obejmują:

• Nudne oprzyrządowanie

• Złe warunki skrawania

• Ruch części

• Geometria frezu

• Nierównomierne tworzenie się wiórów

Niewielka ilość gratowania może nadal być częścią niektórych procesów produkcyjnych, ale duże zadziory zwykle uzasadniają sprawdzenie konfiguracji.

Znaki rozmów

Sprawdzać:

• Trzymanie robocze

• Przedłużenie noża

• Sztywność narzędzia

• Głębokość cięcia

• Stabilność maszyny

Paplaniny nie należy po prostu akceptować jako „normalnej, ponieważ jest metalowa”.

Złamanie narzędzia

Możliwi współautorzy to:

• Ponowne cięcie wiórów

• Nadmierne obciążenie tnące

• Zły dobór narzędzi

• Za duże przedłużenie narzędzia

• Ruch części

• Nagromadzenie materiału na frezie

Poszukaj przyczyny przed zainstalowaniem innego identycznego narzędzia i ponownym uruchomieniem tego samego programu.

Złe wykończenie otworu lub kieszeni

Sprawdź, czy problem pochodzi z:

• Strategia ścieżki narzędzia

• Stan frezu

• Ewakuacja wiórów

• Ruch przedmiotu obrabianego

• Wybrany proces obróbki

W przypadku głębszych lub krytycznych elementów precyzyjnych dedykowane centrum obróbcze do metalu może ostatecznie okazać się lepszym narzędziem produkcyjnym.

Router CNC vs Laser światłowodowy vs Centrum obróbcze

Dla wielu klientów zajmujących się aluminium jest to najważniejsza kwestia dotycząca wyboru maszyny.

Każda maszyna rozwiązuje inny problem.

Wybierz ploter CNC, gdy:

Praca łączy cięcie profili z funkcjami obróbki, takimi jak szczeliny, kieszenie, otwory, grawerowanie lub fazowanie.

Może to mieć również sens, gdy warsztat zajmuje się aluminium obok tworzyw sztucznych, drewna lub innych materiałów przyjaznych dla frezarki.

Wybierz laser światłowodowy, gdy:

Głównym wymaganiem jest szybkie cięcie 2D blachy.

Jeśli trzeba później wyciąć setki płaskich profili aluminiowych z niewielką ilością frezowania lub bez frezowania, laser może zapewnić bardziej odpowiedni przebieg produkcji.

Wybierz centrum obróbcze, gdy:

Praca polega na:

• Głębsze kieszenie

• Usuwanie ciężkich materiałów

• Bardziej wymagająca obróbka metali

• Złożone części precyzyjne

• Produkcja wymagająca platformy do obróbki metalu

Nie należy promować plotera CNC jako zamiennika każdej maszyny do obróbki metalu.

Praca powinna decydować o sprzęcie.

Przykład 1: Aluminiowy panel sterowania

Wyobraź sobie warsztat produkujący aluminiowe panele elektryczne lub sprzętowe.

Część wymaga:

• Profil zewnętrzny

• Otwarcie wyświetlacza

• Kilka otworów montażowych

• Wpuszczane miejsca mocowania

• Grawerowany identyfikator

To dobry przykład tego, dlaczego router może być przydatny.

Praca to nie tylko „cięcie blachy”.

Na tej samej części należy wykonać kilka operacji obróbczych.

Przykład 2: Setki prostych profili aluminiowych

Teraz wyobraź sobie fabrykę, która na co dzień potrzebuje jedynie płaskich kształtów wycinanych z blachy aluminiowej.

Nie ma:

• Kieszenie

• Pogłębiacze

• Obrabiane szczeliny

• Szczegóły trasy

W tym przypadku pytanie ulega zmianie.

Zamiast pytać, czy router może wyciąć części, zapytaj, czy jest to najbardziej wydajna maszyna pod względem objętości.

Laser światłowodowy może być bardziej praktycznym wyborem do produkcji.

Gdzie pasuje SESAME S2?

SESAME S2 można rozważyć w przypadku lekkiej obróbki metali nieżelaznych , w tym odpowiedniej obróbki aluminium, jeśli zastosowanie odpowiada procesowi opartemu na frezowaniu.

Typowe wskazówki mogą obejmować:

• Profilowanie blachy aluminiowej

• Sloty

• Wiercenie

• Rytownictwo

• Płytkie kieszenie

• Małe osprzęt lub komponenty

• Produkcja warsztatowa z różnych materiałów

W przypadku aluminium należy sprawdzić konfigurację zgodnie z rzeczywistym materiałem i zadaniem obróbki.

Odpowiednia konfiguracja może wymagać uwagi:

• Wybór wrzeciona

• Narzędzia specyficzne dla aluminium

• Stabilny rowek T lub odpowiedni uchwyt roboczy

• Ewakuacja wiórów

• Jeśli jest to wymagane, strategia dotycząca powietrza lub smarowania

• Planowanie głębokości skrawania i ścieżki narzędzia

SESAME S2 powinna nie być pozycjonowana jako frezarka do cięcia stali lub jako zamiennik wysokowydajnego centrum obróbczego do metalu.

W przypadku klientów, których głównym zadaniem jest cięcie blach na dużą skalę, UTECH może również ocenić, czy rozwiązanie z użyciem lasera światłowodowego będzie bardziej odpowiednie.

Co powinieneś wysłać, zanim poprosisz o rekomendację CNC do aluminium?

Nie wysyłaj tylko: „Tniem aluminium. Jaką maszynę polecacie?”

Poniższe informacje czynią dyskusję znacznie bardziej przydatną:

Rysunek części jest jeszcze lepszy.

W przypadku zadań związanych z obróbką plik DXF, CAD lub przejrzysty rysunek produktu może powiedzieć zespołowi inżynieryjnemu znacznie więcej niż sama nazwa materiału.

Często zadawane pytania dotyczące frezowania CNC aluminium

Czy router CNC do obróbki drewna może ciąć aluminium?

Niektóre plotery CNC przeznaczone głównie do drewna i tworzyw sztucznych mogą również obsługiwać odpowiednią obróbkę lekkich metali nieżelaznych, jeśli maszyna, wrzeciono, oprzyrządowanie i uchwyt roboczy są odpowiednie.

Nie oznacza to, że każda frezarka do drewna powinna być automatycznie stosowana do aluminium. Najpierw sprawdź konfigurację maszyny i rzeczywiste zadanie.

Czy router CNC może ciąć blachę aluminiową?

Tak, do odpowiednich zastosowań.

Sama grubość blachy nie decyduje o tym, czy praca jest praktyczna. Stop, rozmiar frezu, głębokość obróbki, mocowanie, wrzeciono i wymagana produktywność mają znaczenie.

Jakiego frezu powinienem użyć do aluminium?

Użyj frezu węglikowego przeznaczonego lub odpowiedniego do aluminium i innych metali nieżelaznych.

Frezy trzpieniowe jednoostrzowe, dwuostrzowe i inne frezy trzpieniowe przeznaczone do aluminium są powszechnymi opcjami, ale prawidłowa geometria zależy od rzeczywistego zadania obróbki.

Czy potrzebuję chłodziwa podczas frezowania aluminium?

W niektórych procesach aluminiowych korzystne jest zastosowanie podmuchu powietrza, mgły lub odpowiedniego smarowania, aby poprawić odprowadzanie wiórów i zmniejszyć gromadzenie się materiału.

Właściwy system powinien być dopasowany do maszyny i środowiska produkcyjnego, a nie dodawany automatycznie.

Czy router CNC może ciąć stal?

Standardowej frezarki przeznaczonej do obróbki drewna, tworzyw sztucznych i lekkiej obróbki metali nieżelaznych nie należy traktować jako maszyny do cięcia stali.

Stal zwykle wymaga sprzętu zaprojektowanego do znacznie wyższych obciążeń skrawania i warunków obróbki metalu.

Czy router CNC lub laser światłowodowy są lepsze w przypadku aluminium?

To zależy od pracy.

Laser światłowodowy jest zwykle lepszym wyborem do szybkiego cięcia blachy 2D, natomiast router CNC staje się przydatny, gdy część wymaga również funkcji frezowania, takich jak szczeliny, kieszenie, otwory, fazowania lub grawerowanie.

Powiedz nam, czego potrzebuje część aluminiowa – a nie tylko jej grubość

W przypadku projektu CNC aluminium prześlij nam:

1. Opis stopu lub materiału

2. Grubość

3. Maksymalny rozmiar części lub arkusza

4. Rysunek lub zdjęcie gotowego produktu

5. Wymagane operacje obróbcze

6. Wymagania dotyczące krawędzi i tolerancji

7. Wielkość produkcji

8. Inne materiały obrabiane w warsztacie

Nasz zespół inżynierów może następnie pomóc w określeniu, czy router CNC jest właściwym procesem, a jeśli tak, jaki kierunek maszyny i oprzyrządowania pasuje do danego zadania.