Frezowanie aluminium – na co zwrócić uwagę?

F

rezowanie aluminium to powszechnie wykorzystywany w wytwórstwie proces obróbki. Materiał ten jest ceniony za swoją lekkość, a jednocześnie trwałość i wytrzymałość. Jest przy tym również niezwykle plastyczny. Ma istotne walory użytkowe, takie jak niepalność, odporność na działanie promieniowania słonecznego i wilgoci oraz nieuleganie korozji. Nie bez znaczenia jest także jego wygląd oraz łatwość w konserwacji. Wreszcie aluminium podlega recyklingowi. Obróbka CNC tego surowca ma swoją specyfikę. Podpowiadamy, na co zwrócić uwagę podczas frezowania CNC.

Frezowanie aluminium — specyfika procesu

Frezowanie CNC aluminium jest dość specyficzne w porównaniu z innymi materiałami, np. obróbką metali. Wynika to z właściwości tego materiału, który jest wyjątkowo miękki i plastyczny. Trzeba do niej dobrać odpowiedni frez, bo każde naruszenie powierzchni aluminium powoduje zmarnowanie tworzywa. Nie jest to proste, bo na rynku występuje ponad 10 000 różnych stopów tego surowca. 

Czyste aluminium to materiał bardzo miękki o niskiej wytrzymałości i dużej plastyczności, a przez to trudny w obróbce, dlatego najczęściej wykorzystywane są stopy aluminium. Domieszka innych metali pozwala mu zmieniać swoje właściwości, dzięki czemu uzyskiwane są materiały o różnych cechach, takich jak: odporność, wytrzymałość czy estetyka. 

W zależności od składów część stopów jest uniwersalna, a część przeznaczona do szczególnych zastosowań, np. te o dobrej odkształcalności mogą służyć do produkcji cienkościennych elementów o skomplikowanych kształtach. Niektóre ze stopów są poddawane obróbce cieplnej, aby mogły osiągnąć właściwości docelowe. 

Na rynku dostępne są stopy aluminium dwu– lub wieloskładnikowe, zawierające najczęściej dodatki w postaci: krzemu (Si), miedzi (Cu), magnezu (Mg), cynku (Zn) i manganu (Mn). Oprócz powyższych w celu polepszenia skrawalności stosuje się domieszki metali takich jak: ołów (Pb), kadm (Cd), antymon (Sb) oraz bizmut (Bi).

Na co zwrócić uwagę podczas obróbki aluminium CNC?

Obróbka aluminium CNC wymaga przede wszystkim dobrania odpowiednich frezów lub płytek frezarskich. Na rynku dostępne jest wiele ich rodzajów o różnych powłokach, geometrii czy liczbie krawędzi tnących, które można dostosować do odpowiedniego stopu. To jeden z podstawowych warunków dla uzyskania dobrego wyniku frezowania.

Frezowanie w aluminium wymaga oprócz tego przestrzegania pewnych zasad. Przedstawiamy je poniżej:

• obróbkę CNC aluminium i jego stopów należy przeprowadzać z wysokimi prędkościami obrotowymi i posuwowymi, dobierając parametry do narzędzia. Nie ma tu obawy, że duża prędkość wpłynie negatywnie na trwałość ostrzy; 

• grubość wióra (hex) powinna wynosić między 0,1– 0,2 mm, dzięki temu nie ma obawy o „przyklejanie się” wiórów do ostrzy, które powoduje uszkodzenie powierzchni obrabianych, jak i samego narzędzia skrawającego;

• zaleca się obfite stosowanie cieczy chłodzących. Pozwala to możliwie jak najlepiej odprowadzić wióry oraz ciepło z obszaru, w którym narzędzie styka się z przedmiotem obrabianym;

• liczbę krawędzi tnących narzędzia skrawającego należy dobrać w zależności od wytrzymałości danego stopu aluminium. Dla średnio twardych stopów najlepsze będą frezy z dwoma ostrzami, natomiast dla najtwardszych stopów przydadzą się trzy ostrza;

• im więcej krawędzi tnących ma frez, tym mniejsze jest obciążenie pojedynczej krawędzi tnącej, a najlepsze odprowadzanie wiórów zapewnia frez z jednym ostrzem. Trzeba o tym wiedzieć, bo kwestia odprowadzania wiórów jest podczas frezowania aluminium sprawą bardzo istotną;

• ważne jest zachowanie stabilności frezu, które zapobiega wibracjom, a i ryzyko złamania jest wtedy ograniczone. Im krótszy i grubszy jest frez, tym bardziej stabilny;

• trzeba ograniczyć do minimum liczbę wejść i wyjść narzędzia w trakcie obróbki. Konieczność ta wynika z wysokiego współczynnika rozszerzalności cieplnej, jaki ma aluminium. Każde wyjście i ponowne wejście narzędzia w materiał może powodować odkształcenia oraz zadrapania powierzchni obrabianych;

• frezy do aluminium muszą mieć ostre krawędzie.