Usinage de l'Aluminium : Techniques Prouvées pour une Fabrication Précise d'Alliages

Usinage de l'Aluminium

Les alliages d'aluminium sont l'un des matériaux les plus pratiques à travailler, ce qui en fait le matériau "par défaut" le plus courant pour de nombreuses applications dans une large gamme d'industries.

En plus de son excellente usinabilité, l'aluminium offre un nombre diversifié d'alliages et de nuances qui répondent parfaitement à différentes demandes, des prototypes rapides aux applications de précision. L'usinage CNC de l'aluminium offre de nombreux avantages étendus, que ce soit du point de vue du coût et de l'intégrité du matériau.

Bien sûr, l'usinage de ce matériau est plus facile que la plupart des métaux, mais ce n'est pas toujours le cas. Un certain nombre d'ateliers d'usinage rencontrent des problèmes pour maintenir l'efficacité de leur processus d'usinage des alliages d'aluminium.

Certains auraient encore du mal à penser à ce qui a mal tourné en cours de route qui pourrait avoir causé des problèmes. Il y a plusieurs facteurs à considérer quand on travaille avec l'aluminium qui sont uniques par rapport aux autres métaux.

Pourquoi Beaucoup Choisissent l'Usinage avec l'Aluminium

Léger

Les alliages d'aluminium sont l'un des métaux usinables les plus légers. Avec une gamme de densité de 2600-2750 kg par mètre cube, les alliages d'aluminium sont environ 2,5 fois moins denses que l'acier.

Durable

Une raison pour laquelle les constructeurs automobiles et les fabricants aéronautiques choisissent les alliages d'aluminium comme matériau est à cause de son rapport résistance/poids prometteur. Les alliages dans la série 7000 ont une résistance jusqu'à 72 000 livres par pouce carré.

Fait amusant sur les alliages d'aluminium : Théoriquement, pour les alliages de la série 7000, un fil d'aluminium de 300 pouces de diamètre peut suspendre un SUV de taille moyenne.

Indice d'Usinabilité Élevé

L'aluminium est l'un des métaux avec l'indice d'usinabilité le plus élevé, le rendant environ trois à dix fois plus usinable que l'acier. Avec un indice d'usinabilité élevé, il est plus facile d'obtenir la finition de surface désirée sans passer par des traitements supplémentaires comme pour les métaux plus durs.

Résistant à la Corrosion

Une chose à propos de l'aluminium est qu'il ne contient pas de fer, ce qui signifie que ce métal est à l'abri des dommages qui pourraient résulter de l'oxydation des métaux. Certains alliages d'aluminium pourraient se corroder, mais mostly, cette corrosion ne sera pas préjudiciable au métal lui-même.

Capacité d'Anodisation

L'aluminium est l'un des rares métaux qui peuvent être anodisés. L'anodisation de tels matériaux apporterait une finition de surface améliorée, une résistance à la corrosion améliorée, une durée de vie améliorée, et ajouterait une gamme unique de couleurs.

Rentable

Les alliages d'aluminium sont moins chers comparés à d'autres métaux qui offrent des propriétés similaires. L'aluminium est le métal le plus abondant dans le monde le rendant accessible et bon marché. De plus, le traitement de ce matériau n'est pas si dur comparé à l'acier, le rendant le matériau le plus économique à travailler.

Conseils Pratiques pour un Usinage Efficace des Alliages d'Aluminium

Les alliages d'aluminium en général ont le taux d'usinabilité le plus élevé mais de nombreux ateliers de fabrication usinent l'aluminium d'une manière qui peut être préjudiciable à la durée de vie de l'outil et à la pièce finie dans son ensemble.

Il est crucial de choisir les bons outils, paramètres et configuration pour maximiser le bénéfice du traitement de ce métal afin d'atteindre une efficacité maximale. Voici les problèmes courants rencontrés et conseils pratiques pour atteindre l'efficacité dans l'usinage des alliages d'aluminium.

Problèmes Reliés à l'Usinage CNC de l'Aluminium :

Essayer d'atteindre le processus le plus allégé en usinage de l'aluminium pourrait être assez difficile car cela implique de pousser la machine et les outils à leur performance maximale sans les endommager.

Certains fabricants sont souvent frustrés d'atteindre les paramètres optimaux pour leur processus car au milieu de l'atteinte de la performance maximale se trouvent d'innombrables échecs incluant le relevage d'outil, la déviation d'outil, la casse d'outil, le chatter, et l'arrêt de la broche.

Le principal problème qui peut être couramment rencontré lors de l'usinage de l'aluminium est l'adhérence des copeaux à l'outil de coupe lors de l'engagement à hautes vitesses.

Des désastres peuvent survenir à cause de ce problème :

Cela pourrait rendre l'outil trop émoussé à un point qu'il ne ferait que frotter le métal au lieu de le couper et en résultat, il pourrait fondre et détruire la pièce de travail et pourrait causer des problèmes drastiques pour l'outil et la broche quand non supervisé.

Conseil #1 :

Une chose qui pourrait causer l'adhérence du métal à l'outillage est la sélection de l'outillage. Dans l'industrie de l'usinage, c'est une règle empirique de choisir des outils de coupe en carbure quand on traite de l'aluminium.

La raison principale pour cela est que l'aluminium pourrait devenir trop "collant" et pourrait causer une accumulation au bord de l'outil de coupe. Il est important de noter que tous les outils en carbure ne sont pas parfaits pour l'usinage de ce matériau.

Les outils avec des concentrations élevées de cobalt peuvent ne pas être pour l'usinage de l'aluminium car quand les températures deviennent trop élevées, l'aluminium peut réagir étrangement avec le cobalt exposé causant leur liaison mutuelle, formant ainsi une accumulation au bord de l'outil. Choisissez un outil de coupe qui ne s'émousse pas facilement et le meilleur pour ceci sont les outils en carbure à grains plus gros pour éviter les teneurs élevées en cobalt.

Conseil #2 :

Choisissez un outil de coupe qui est revêtu. Ces revêtements d'outils incluent le Nitride de Titane, Carbo-nitrure de Titane, Nitrate de Titane-Aluminium, Nitrate de Chrome, et d'autres variantes selon le fabricant. Les revêtements d'outils apportent beaucoup d'aide pour la performance de coupe apportant une dureté améliorée, une résistance à l'usure améliorée, et une durée de vie d'outil plus longue.

Conseil #3 :

Prenez une note critique des goujures de l'outil à utiliser basé sur le processus dans lequel il sera impliqué. Quand on traite du processus d'ébauche, l'évacuation des copeaux est une spécification vitale à prendre en compte.

Il est important d'éviter l'étouffement des outils par les copeaux afin d'éviter l'accumulation de matériau et d'éviter la finition indésirable laissée sur la pièce. Les fraises à 3 goujures est un bon choix car il a la dureté nécessaire et l'évacuation des copeaux requise lors de l'usinage de l'aluminium.

Conseil #4 :

Prenez en considération l'angle d'hélice selon le processus impliqué. Lors de l'ébauche, comme règle empirique, utilisez toujours des outils avec la meilleure évacuation de copeaux et refroidissement.

Un angle d'hélice de 35 degrés fonctionnera pour ceci. Lors de la finition d'autre part, il est important d'obtenir une grande finition de surface et une belle sortie. Avec ceci, il est bien d'utiliser des outils avec un angle d'hélice de 45 degrés, cela vous assurera une finition précise. D'autre part, quand il est prévu d'utiliser l'outil pour à la fois l'ébauche et la finition, il peut être viable d'opter pour l'angle d'hélice de 40 degrés.

Conseil #5 :

Certains fabricants aiment pousser les limites pour atteindre un temps d'usinage plus rapide et parfois ce désir apporte des résultats désagréables à cause de l'agressivité. Des avances trop rapides peuvent avoir un résultat sur l'harmonique et la rigidité de l'outil de coupe le faisant échouer au milieu du traitement.

D'autre part, des avances trop lentes ne sont pas efficaces et ce serait un gaspillage de temps et de ressources. Les avances et la vitesse de broche seraient relatives aux spécifications d'outillage et dimensions des pièces. Il est important de rester proche des paramètres théoriquement prouvés concernant l'usinage CNC établis dans le manuel d'usinage.

Points Clés sur l'Usinage de l'Aluminium

L'usinage de l'aluminium lui-même est un processus de fabrication économiquement efficace pour différents buts, mais le taux d'économies de coûts augmentera encore plus quand on l'usine de la bonne manière. Éviter les problèmes quand il s'agit de l'usinage CNC d'un alliage d'aluminium peut contribuer grandement à l'évitement des coûts apporté par un usinage efficace.

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