CNC 가공 알루미늄 부품에 대해 알아야 할 사항

알루미늄이 가장 일반적으로 사용되는 비철금속인 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 그것은 매우 가단성이므로 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 연성은 알루미늄 호일로 만들 수 있으며 연성은 알루미늄을 막대와 와이어로 끌어들일 수 있습니다.

알루미늄은 또한 재료가 공기에 노출되면 자연적으로 보호 산화물 층을 형성하기 때문에 내식성이 높습니다. 이 산화는 더 강한 보호를 제공하기 위해 인위적으로 유도될 수도 있습니다. 알루미늄의 천연 보호층은 탄소강보다 부식에 강합니다. 또한 알루미늄은 탄소강 및 스테인리스강보다 우수한 열전도체 및 전기 전도체입니다.

（알루미늄 호일 ¼‰

강철보다 빠르고 쉽게 가공할 수 있으며 강도 대 중량 비율로 인해 강하고 단단한 재료가 필요한 많은 응용 분야에 적합합니다. 마지막으로, 알루미늄은 다른 금속에 비해 재활용이 잘 되기 때문에 더 많은 칩 재료를 보존하고 녹여서 재사용할 수 있습니다. 순수한 알루미늄을 생산하는 데 필요한 에너지와 비교할 때 알루미늄을 재활용하면 최대 95%의 에너지를 절약할 수 있습니다.

물론 알루미늄을 사용하면 특히 강철과 비교할 때 몇 가지 단점이 있습니다. 강철만큼 단단하지 않기 때문에 더 큰 충격이나 극도로 높은 하중을 견디는 부품에 적합하지 않습니다. 알루미늄의 융점도 현저히 낮아(660°C, 강철의 융점이 더 낮을 때 약 1400°C) 극한의 고온 응용 분야를 견딜 수 없습니다. 또한 열팽창 계수가 높기 때문에 가공 중 온도가 너무 높으면 변형되어 엄격한 공차를 유지하기 어렵습니다. 마지막으로 알루미늄은 소비하는 동안 더 높은 전력 요구 사항으로 인해 강철보다 비쌀 수 있습니다.

알루미늄 합금

알루미늄 합금 원소의 양을 약간 조절함으로써 수많은 종류의 알루미늄 합금을 제조할 수 있습니다. 그러나 일부 구성은 다른 구성보다 더 유용한 것으로 입증되었습니다. 이러한 일반적인 알루미늄 합금은 주요 합금 원소에 따라 분류됩니다. 각 시리즈에는 몇 가지 공통 속성이 있습니다. 예를 들어, 3000, 4000 및 5000 시리즈 알루미늄 합금은 열처리가 불가능하므로 냉간 가공이 사용되며 이를 가공 경화라고도 합니다. 에게

주요 알루미늄 합금 유형은 다음과 같습니다.

1000 시리즈

알루미늄 1xxx 합금은 알루미늄 함량이 99중량% 이상인 가장 순수한 알루미늄을 포함합니다. 특정 합금 원소는 없으며 대부분이 거의 순수한 알루미늄입니다. 예를 들어, 알루미늄 1199는 중량 기준으로 99.99%의 알루미늄을 포함하며 알루미늄 호일을 만드는 데 사용됩니다. 이들은 가장 부드러운 등급이지만 가공 경화될 수 있습니다. 즉, 반복적으로 변형될 때 더 강해집니다.

2000 시리즈

2000 시리즈 알루미늄의 주요 합금 원소는 구리입니다. 이러한 등급의 알루미늄은 석출 경화되어 거의 강철만큼 강합니다. 석출 경화는 금속을 특정 온도로 가열하여 다른 금속의 석출이 금속 용액에서 석출되도록 하는 것을 포함하며(금속이 고체로 남아 있는 동안) 항복 강도를 높이는 데 도움이 됩니다. 그러나 구리 첨가로 인해 2xxx 알루미늄 등급은 내식성이 낮습니다. 알루미늄 2024에는 망간과 마그네슘도 포함되어 있으며 항공우주 부품에 사용됩니다.

3000 시리즈

망간은 알루미늄 3000 시리즈에서 가장 중요한 첨가제 요소입니다. 이러한 알루미늄 합금은 또한 가공 경화될 수 있습니다(이러한 등급의 알루미늄은 열처리할 수 없기 때문에 이는 충분한 경도 수준을 달성하는 데 필요합니다). 알루미늄 3004에는 알루미늄 음료 캔에 사용되는 합금인 마그네슘과 그 경화 변형도 포함되어 있습니다.

4000 시리즈

4000 시리즈 알루미늄은 주요 합금 원소로 실리콘을 포함합니다. 실리콘은 4xxx 등급 알루미늄의 녹는점을 낮춥니다. 알루미늄 4043은 6000 시리즈 알루미늄 합금 용접용 필러 로드 재료로 사용되는 반면 알루미늄 4047은 시트 및 클래딩으로 사용됩니다.

5000 시리즈

마그네슘은 5000 시리즈의 주요 합금 원소입니다. 이 등급은 내식성이 우수하므로 해양 분야 또는 극한 환경에 직면한 기타 상황에서 자주 사용됩니다. 알루미늄 5083은 해양 부품에 일반적으로 사용되는 합금입니다.

6000 시리즈

마그네슘과 실리콘은 모두 가장 일반적인 알루미늄 합금을 만드는 데 사용됩니다. 이러한 요소의 조합은 일반적으로 가공 및 석출 경화가 쉬운 6000 시리즈를 만드는 데 사용됩니다. 특히, 6061은 가장 일반적인 알루미늄 합금 중 하나이며 높은 내식성을 가지고 있습니다. 그것은 일반적으로 구조 및 항공 우주 응용 분야에 사용됩니다.

7000 시리즈

이 알루미늄 합금은 아연으로 만들어지며 때로는 구리, 크롬 및 마그네슘을 포함합니다. 그들은 모든 알루미늄 합금 중에서 가장 강하기 위해 석출 경화될 수 있습니다. 7000 등급은 강도가 높기 때문에 항공우주 분야에서 자주 사용됩니다. 7075는 일반 등급입니다. 내식성은 2000 시리즈 재료보다 높지만 내식성은 다른 합금보다 낮습니다. 이 합금은 일반적으로 사용되지만 특히 항공우주 분야에 적합합니다. 에게

이 알루미늄 합금은 아연, 때로는 구리, 크롬 및 마그네슘으로 만들어지며 석출 경화에 의해 모든 알루미늄 합금 중에서 가장 강해질 수 있습니다. Class 7000은 강도가 높기 때문에 일반적으로 항공우주 분야에 사용됩니다. 7075는 다른 합금보다 내식성이 낮은 일반 등급입니다.

8000 시리즈

8000 시리즈는 다른 유형의 알루미늄 합금에는 적용되지 않는 일반적인 용어입니다. 이러한 합금에는 철과 리튬을 비롯한 많은 다른 원소가 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 8176 알루미늄은 중량 기준으로 0.6%의 철과 0.1%의 실리콘을 포함하며 와이어를 만드는 데 사용됩니다.

알루미늄 템퍼링 처리 및 표면 처리

열처리는 화학적 수준에서 많은 금속의 재료 특성을 변경하는 일반적인 컨디셔닝 프로세스입니다. 특히 알루미늄의 경우 경도와 강도를 높일 필요가 있다. 처리되지 않은 알루미늄은 부드러운 금속이므로 특정 용도를 견디기 위해서는 특정 조정 과정을 거쳐야 합니다. 알루미늄의 경우 프로세스는 등급 번호 끝에 문자 이름으로 표시됩니다.

열처리

2xxx, 6xxx 및 7xxx 시리즈 알루미늄은 모두 열처리가 가능합니다. 이것은 금속의 강도와 경도를 높이는 데 도움이 되며 특정 용도에 유용합니다. 다른 합금 3xxx, 4xxx 및 5xxx는 강도와 경도를 높이기 위해 냉간 가공만 할 수 있습니다. 어떤 처리가 사용되는지 결정하기 위해 합금에 다른 문자 이름(템퍼링된 이름이라고 함)을 추가할 수 있습니다. 이러한 이름은 다음과 같습니다.

F는 제조 상태이거나 열처리를 거치지 않은 재료임을 나타냅니다.

H는 열처리와 동시에 수행되는지 여부에 관계없이 재료가 일종의 가공 경화를 겪었음을 의미합니다. "H" 뒤의 숫자는 열처리의 종류와 경도를 나타냅니다.

O는 알루미늄이 소둔되어 강도와 경도가 감소함을 나타냅니다. 이것은 이상한 선택인 것 같습니다. 누가 더 부드러운 재료를 원하겠습니까? 그러나 어닐링은 가공하기 쉽고 더 단단하고 연성이 있는 재료를 생산하므로 특정 제조 방법에 유리합니다.

T는 알루미늄이 열처리되었음을 나타내고 "T" 뒤의 숫자는 열처리 과정의 내용을 나타냅니다. 예를 들어, Al 6061-T6은 용체화 처리(화씨 980도에서 유지된 다음 급속 냉각을 위해 물에 담금질)한 다음 화씨 325~400도 사이에서 시효 처리됩니다.

표면 처리

알루미늄에 적용할 수 있는 표면 처리는 여러 가지가 있으며 각 표면 처리에는 다양한 용도에 적합한 외관 및 보호 특성이 있습니다. 에게

연마 후 재료에 영향이 없습니다. 이러한 표면처리는 시간과 노력이 덜 들지만 일반적으로 장식 부품에는 충분하지 않으며 기능과 적합성만 테스트하는 프로토타입에 가장 적합합니다.

샌딩은 가공된 표면에서 다음 단계입니다. 더 부드러운 표면 조도를 생성하려면 날카로운 도구와 마무리 패스의 사용에 더 주의하십시오. 이것은 또한 일반적으로 부품을 테스트하는 데 사용되는 보다 정밀한 처리 방법이기도 합니다. 그러나 이 과정은 여전히 ​​기계의 흔적을 남기기 때문에 일반적으로 최종 제품에는 사용되지 않습니다.

샌드 블라스팅은 알루미늄 부품에 작은 유리 구슬을 분사하여 무광택 표면을 만듭니다. 이렇게 하면 대부분(전부는 아님) 처리 표시가 제거되고 매끄럽지만 거친 모양이 나타납니다. 일부 인기 있는 노트북의 상징적인 모양과 느낌은 아노다이징 전 샌드블라스팅을 통해 구현됩니다.

아노다이징은 일반적인 표면 처리 방법입니다. 공기에 노출되면 알루미늄 표면에 자연적으로 형성되는 보호 산화물 층입니다. 수동 처리 중에 알루미늄 부품을 전도성 지지대에 매달고 전해액에 담그고 직류를 전해액에 도입합니다. 용액의 산이 자연적으로 형성된 산화물 층을 용해시키면 전류가 표면에 산소를 방출하여 새로운 산화알루미늄 보호 층을 형성합니다.

용해 속도와 축적 속도의 균형을 유지함으로써 산화물 층이 나노포어를 형성하여 코팅이 자연적으로 가능한 것 이상으로 계속 성장할 수 있도록 합니다. 나중에 심미적인 이유로 나노포어를 다른 부식방지제나 착색 염료로 채우고 밀봉하여 보호 코팅을 완성하는 경우가 있습니다.

알루미늄 가공 기술

1. 가공 중 공작물이 과열되면 알루미늄의 높은 열팽창 계수가 특히 얇은 부품의 허용 오차에 영향을 미칩니다. 부정적인 영향을 방지하기 위해 너무 오랫동안 한 영역에 집중되지 않는 공구 경로를 생성하여 열 집중을 피할 수 있습니다. 이 방법은 열을 발산할 수 있으며 CNC 가공 프로그램을 생성하는 CAM 소프트웨어에서 공구 경로를 보고 수정할 수 있습니다.

2.2. 힘이 너무 크면 일부 알루미늄 합금의 부드러움이 가공 중 변형을 촉진합니다. 따라서, 공정 중에 적절한 힘을 생성하기 위해 특정 등급의 알루미늄을 가공하기 위해 권장되는 이송 속도 및 속도에 따라. 변형을 방지하기 위한 또 다른 경험 법칙은 모든 영역에서 부품 두께를 0.020인치 이상으로 유지하는 것입니다.

3. 알루미늄 연성의 또 다른 효과는 도구에서 재료의 결합된 모서리를 형성할 수 있다는 것입니다. 이렇게 하면 공구의 날카로운 절단면이 은폐되고 공구가 무디어지며 절단 효율이 감소합니다. 이 축적 모서리는 또한 부품의 표면 조도를 불량하게 만들 수 있습니다. 모서리가 쌓이는 것을 방지하기 위해 도구 재료로 실험하십시오. HSS(고속강)를 초경 인서트로 교체하거나 그 반대로 시도하고 절삭 속도를 조정하십시오. 절삭유의 양과 유형을 조정할 수도 있습니다.

다음 영상과 같이 CNC 가공으로 알루미늄 부품을 가공하는 방법을 알려드립니다.

-------------------------------------------------- --------끝----------------------------------------- --------------------------