Guide expert pour la fabrication de pièces en aluminium : méthodes éprouvées et meilleures pratiques

L'aluminium est l'un des matériaux les plus usinés aujourd'hui. En fait, les processus d'usinage CNC d'aluminium sont deuxièmes après l'acier en termes de fréquence d'exécution. Cela est principalement dû à l'excellente usinabilité.

Sous sa forme la plus pure, l'élément chimique aluminium est doux, ductile, non magnétique et d'apparence blanc argenté. Cependant, l'élément n'est pas seulement utilisé sous sa forme pure. L'aluminium est généralement allié avec divers éléments tels que le manganèse, le cuivre et le magnésium pour former des centaines d'alliages d'aluminium avec des propriétés significativement améliorées.

L'aluminium est-il bon pour l'usinage ?

L'aluminium en tant que matériau offre des propriétés thermiques et mécaniques intéressantes. De plus, le métal aluminium est relativement facile à façonner, surtout dans les processus de perçage comme l'usinage CNC d'aluminium. En fait, nous valorisons un alliage d'aluminium beaucoup plus par rapport à d'autres métaux légers tels que les alliages de magnésium et de titane.

L'utilisation de l'aluminium CNC a énormément augmenté, la production de pièces automobiles CNC et d'autres pièces légères CNC a été intense.

Pourquoi l'aluminium est-il plus facile à usiner que l'acier ?

L'aluminium est plus facile à couper que l'acier, permettant un usinage plus rapide et des délais plus courts. Bien que l'aluminium soit considéré comme trop mou pour la production de masse, ce n'est tout simplement pas vrai.

Certains moules en aluminium sont capables de produire des pièces après 2 millions de cycles ! L'aluminium refroidit beaucoup plus vite et plus uniformément que l'acier. Cela raccourcit le temps de cycle et économise de l'argent.

Parce que l'aluminium est si léger, il peut être usiné sur des machines plus petites et plus rapidement aussi. L'aluminium dissipe la chaleur très uniformément, permettant une grande stabilité dimensionnelle grâce à moins de déformation. Il y a beaucoup moins de rebuts car il y a beaucoup moins de fissures et de déformations.

L'aluminium est souvent vu comme un matériau faible et mou qui n'est pas bon pour la production de masse. Cependant, l'aluminium peut en fait être utilisé pour de gros volumes. Il peut aussi être usiné plus rapidement et dissipe la chaleur beaucoup plus vite et plus uniformément que l'acier. Cela raccourcit souvent les temps de cycle et économise de l'argent.

Quel grade d'aluminium est utilisé pour la fabrication de pièces ?

Le choix final du type de grade d'aluminium que vous voulez utiliser dépend de vos projets d'usinage, qui vous permettent de classer chaque grade selon ses caractéristiques, du plus important au moins important. Cela vous permet de choisir l'aluminium avec des propriétés et des formes spécifiques selon vos besoins.

Voici quelques types avec des faits essentiels sur le grade d'aluminium ;

• Aluminium 6061 : Ce grade a d'excellentes propriétés mécaniques et une excellente soudabilité. Ses propriétés topiques en font l'une des nuances les plus extrudées. Cela est dû à sa bonne ténacité, sa résistance moyenne et élevée, son excellente résistance à la corrosion dans des conditions difficiles, l'anodisation à froid et l'aptitude au pliage. L'aluminium 6061 est couramment utilisé pour l'usinage CNC 5 axes.
• Aluminium 7075 : Également populaire, bien que pas comme le 6061. Ce grade est connu pour sa résistance à la fatigue exceptionnelle. Ce type d'aluminium n'est pas adapté au soudage ; il est cher. Par conséquent, il est mieux adapté pour des pièces lourdes telles que les fuselages, les pièces de vélo, l'équipement d'escalade et les ailes d'avion. Cet alliage a aussi une meilleure résistance à la corrosion.
• Aluminium 2024 : L'alliage est principalement utilisé dans les secteurs militaire et aérospatial. Cela est dû à ses propriétés mécaniques telles que la haute résistance à l'usure et la haute résistance. L'aluminium 2024 a une terrible résistance à la corrosion et n'est pas soudable.

5 façons de fabriquer des pièces en aluminium

L'aluminium est un matériau largement utilisé pour la fabrication de pièces mécaniques. Parce qu'il est facile à travailler, léger et métallique fort. En plus, il existe diverses méthodes d'application d'une finition de surface pour protéger l'aluminium de la corrosion et lui donner une belle apparence.

Parce que nous utilisons l'aluminium dans une large gamme d'applications, il y a 5 façons différentes de produire des pièces en aluminium : Usinage CNC d'aluminium, Extrusion d'aluminium, Tôlerie, Moulage et coulée d'aluminium, et Forgeage d'aluminium. Ci-dessous, nous passons en revue ces 5 façons de produire des composants en aluminium et des semi-produits.

1. Usinage CNC d'aluminium à partir d'un bloc plein ou d'une barre.

L'usinage CNC est le type le plus simple d'usinage d'aluminium. Nous montons un bloc d'aluminium sur une fraiseuse. Ou nous serrons une barre dans un tour pour l'usiner avec un outil de coupe.

Le principe des deux façons est de couper des copeaux de métal avec un outil de coupe pour obtenir la forme désirée du produit. Sur une fraiseuse, l'outil de coupe tourne. Avec un tour, d'autre part, le produit tourne.

L'usinage de pièces en aluminium permet des vitesses de coupe élevées. Aussi, avec un bon refroidissement liquide, nous obtenons une belle finition sur la pièce. Cependant, selon la direction d'avance, il y a souvent une différence de rugosité de surface par rapport à la direction de rotation de l'outil. Saviez-vous que l'alcool est un très bon fluide de coupe pour l'aluminium ? Il rend les surfaces usinées de pièces d'usinage CNC d'aluminium brillantes.

L'avantage est que presque n'importe quelle forme peut être traitée. Cependant, à moins que nous n'utilisions une machine CNC 5 axes, nous devrons faire pivoter et serrer la pièce sur la machine de chaque côté. Et il y a beaucoup de rebuts, ce qui affecte les coûts unitaires.

2. Extrusion d'aluminium

L'extrusion est un processus pour la production de semi-produits. Pour illustrer, nous chauffons une tige d'aluminium à la température de déformation. Ensuite, un morceau d'environ 500 millimètres de long est coupé. Ensuite, l'opérateur place ce morceau dans l'alimentation de la machine d'extrusion.

À la fin, nous forçons l'aluminium à travers une filière d'extrusion en acier trempé. Le résultat est un long morceau d'aluminium avec la section désirée du produit. Ces pièces font généralement 12 mètres de long. Après l'extrusion, les bandes sont redressées. Maintenant, nous coupons les longs morceaux à la longueur désirée du produit final. Dans la plupart des cas, le produit a encore besoin d'être traité.

L'avantage des produits en aluminium extrudé est qu'il y a une grande réduction du matériau de rebut pour obtenir la pièce finale. Cependant, la gamme de produits est fixe et le nombre de fonctions intégrées est limité.

3. Tôlerie d'aluminium

La fabrication de tôlerie est un autre type des 5 façons de faire des pièces en aluminium. Nous supposons une fine tôle d'aluminium. Ensuite, nous coupons la tôle d'aluminium dans la bonne forme. C'est pourquoi nous utilisons des machines de découpe laser et des poinçonneuses.

Il y a des pièces de tôle planes et des produits courbés. Les tôles d'aluminium sont pliées avec une plieuse, mais aussi avec des poinçonneuses et des presses.

4. Moulage et coulée d'aluminium.

Il existe différentes façons de moulage des pièces en aluminium.

Pièces en aluminium moulées par injection.

Nous faisons aussi du moulage par injection d'aluminium. L'aluminium liquide est injecté dans un moule d'injection sous haute pression. En résultat, nous obtenons des pièces avec presque toutes les propriétés désirées après leur sortie du moule. Cette technique n'est adaptée que pour la production de grandes quantités puisque le moule d'injection est relativement cher.

Coulée en sable de pièces en aluminium.

Le coût du moule est beaucoup moins cher dans la coulée en sable, mais vous devez accepter la forme plus rugueuse et la surface des produits. Les coulées en sable ont des tolérances plus grandes et le matériau est plus cassant en raison de la coulée à basse pression.

Dans la plupart des cas, les pièces en aluminium coulées ont encore certaines caractéristiques à usiner. Par exemple, nous utilisons nos machines CNC pour usiner des cavités avec des tolérances serrées. Aussi, nous perçons et taraudons des trous filetés après le moulage. Les pièces en aluminium coulées ne sont pas adaptées à l'anodisation en raison de la structure du matériau. Par conséquent, elles sont généralement revêtues par poudre.

5. Forgeage d'aluminium

Et enfin, parmi les 5 façons de faire des pièces en aluminium, il y a le forgeage de pièces en aluminium. C'est une autre façon de réduire les déchets. Nous pressons littéralement un bloc d'aluminium entre un côté positif et négatif d'un moule en acier trempé.

Par conséquent, notre usine utilise une grande presse avec une pression de 5000 tonnes. En résultat, nous obtenons une pièce parfaitement formée. Tout comme le processus de moulage par injection, nous post-traitons les bavures, les trous et les trous filetés pour un produit plus précis.

Les produits en aluminium traités avec une presse sont adaptés à l'anodisation car la structure est similaire à celle de l'aluminium extrudé. Ce processus de fabrication de pièces en aluminium commence à être rentable pour des séries de production supérieures à 3000 pièces.

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