Литье алюминия при обработке на станках с ЧПУ:преимущества, недостатки и как выбрать лучший метод

При проектировании обрабатываемой детали одним из основных факторов является ее материал. Алюминиевые сплавы обычно используются при обработке на станках с ЧПУ в различных отраслях промышленности и применениях. Однако, прежде чем из него можно будет сформировать прецизионные детали, он должен сначала пройти один из нескольких процессов литья. 

Каждый метод литья предлагает уникальные преимущества и особенности. В этой статье рассматриваются плюсы и минусы обработки алюминия на станках с ЧПУ, а также дается обзор наиболее распространенных методов литья и почему каждый из них может быть рекомендован для проекта. 

Покупатели часто выбирают алюминий из-за его визуальной привлекательности, поскольку он позволяет добиться сильного блеска. Большинство алюминиевых сплавов также обладают высокой коррозионной стойкостью и могут не требовать покраски или отделки. И, конечно же, алюминий хорошо известен своим соотношением прочности и веса; он идеально подходит для применений, требующих легких материалов, например, в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Поскольку алюминий обладает большей проводимостью, чем большинство других металлов (за исключением меди), его часто используют в электрических компонентах и корпусах.

С точки зрения обработки на станках с ЧПУ алюминий имеет ряд преимуществ. Его легче обрабатывать, потому что он легче скалывается и, как правило, ему легче придавать форму, что приводит к сокращению времени цикла. Это также требует меньшего удаления заусенцев в процессе отделки. Поскольку он не такой твердый, как сталь или железо, инструменты, используемые для обработки алюминия, служат значительно дольше, прежде чем потребуется замена. В конечном счете, он требует меньше труда и может стать хорошим выбором для заказов на большие объемы деталей.

Потенциальные недостатки обработки алюминия на станках с ЧПУ

Хотя алюминий имеет высокое соотношение прочности и веса, он все же не так прочен, как железо или сталь. И хотя алюминий легко поддается механической обработке, его сложнее сваривать и поддерживать жесткие допуски, поскольку он имеет тенденцию неравномерно изгибаться под воздействием высоких температур.

Пористость алюминия также может быть проблемой, а компоненты с включениями, которые подвергаются воздействию определенных химикатов, могут ослабнуть, что делает их более склонными к утечкам. Чтобы предотвратить подобные проблемы, необходимо правильно выбирать сплавы и осуществлять контроль качества. И мы не можем игнорировать тот факт, что алюминий может быть дороже железа или стали. Приложения, которые не требуют легких материалов или высококачественной отделки, иногда выбирают железо или сталь. Вот почему вы часто видите железо, используемое в тракторах и другой сельскохозяйственной технике. 

4 распространенных метода литья алюминия из металла

Методы литья алюминия играют решающую роль при выборе типа сплава. Здесь, в Stecker, мы работаем со многими литейными заводами, расположенными в самом сердце Среднего Запада, а также с некоторыми международными партнерами. Необработанные материалы из алюминиевых сплавов требуют литья перед их механической обработкой в ​​прецизионные детали, необходимые для конкретного применения. К наиболее распространенным методам литья металла относятся следующие:

1. Литье под высоким давлением

Метод литья под давлением впрыскивает расплавленный алюминий в стальную форму под высоким давлением, которая быстро затвердевает и принимает конечную форму детали. Формы или штампы можно использовать повторно, что делает их пригодными для крупносерийного производства.

Почему именно это? Вы можете выбрать литье под высоким давлением, если вам необходимо производить большое количество сложных деталей с жесткими допусками и гладкой поверхностью. Он подходит для более быстрого выполнения работ и требует меньше требований к отделке.

2. Постоянное литье в форму

Подобно литью под давлением, при литье в постоянную форму используется стальная форма для придания алюминию желаемой формы. Разница в том, что при литье в постоянную форму расплавленный алюминий заливается в форму и заполняет форму под действием силы тяжести. С другой стороны, при литье под давлением используется высокое давление для впрыскивания жидкого алюминия в форму. 

Почему именно его? Литье в постоянную форму может занять больше времени, чем литье под давлением, но оно может быть хорошим выбором для применений, где требуется меньшая пористость (более гладкая поверхность) и более высокая прочность. 

3. Литье в песок

Литье в песчаные формы – наиболее распространенный вид литья. Как следует из названия, расплавленный алюминий заливают в песчаную форму. После охлаждения форму снимают, чтобы обнажить изделие, которое отправляется на окончательную механическую обработку и отделку. 

Почему именно это? Литье в песчаные формы требует меньших первоначальных затрат на оснастку и может подходить для заказов в небольших количествах. Его можно использовать даже для прототипов или крупных компонентов, которые трудно отлить другими методами. Однако в целом литье в песчаные формы приводит к более грубой отделке и труднее добиться жестких допусков, что может потребовать дополнительной механической обработки и чистовой обработки.

4. Литье по выплавляемым моделям

При литье по выплавляемым моделям используется рисунок пены, которая испаряется, когда расплавленный алюминий заливают в форму. Этот метод позволяет создавать детали сложной геометрии и с полыми сечениями без необходимости использования сердечников.

Почему стоит выбрать его?  Литье по выплавляемым моделям предпочтительнее для изделий сложной геометрии и, как правило, не требует такой большой механической обработки. Его часто выбирают для создания сложных конструкций с высокими допусками и в больших количествах.

СВЯЗАННЫЕ С:Важность металлического литья для качественных обработанных деталей

Как определить, какой алюминиевый сплав использовать

Чистый алюминий — очень мягкий материал, что делает его непригодным для применения на станках с ЧПУ. Алюминиевые сплавы решают эту проблему за счет улучшения пластичности. Иногда тип сплава определяет тип метода литья. Например, алюминиевые сплавы 380 или 413 лучше всего подходят для литья под высоким давлением, но их нельзя отливать в песчаные формы, поскольку их прочность будет снижена. Сплав 319 лучше всего подходит для литья в песчаные формы, поскольку он не требует термической обработки, что также способствует снижению затрат. Другими сплавами, подходящими для литья в песчаные формы, являются 333 и 356.

Знать, какой алюминиевый сплав использовать, не всегда просто. Компания, производящая станки с ЧПУ, может рекомендовать один тип алюминиевого сплава или метод литья вместо другого, исходя из сложности конструкции, требуемой точности, объема производства, экономической эффективности или других факторов. Чтобы узнать, как станочный цех с ЧПУ будет сотрудничать с вами и определить дальнейшие действия, ознакомьтесь с нашим Руководством по цеху станков с ЧПУ. .

Когда клиент приходит к нам с проектом детали, наши специалисты по механической обработке помогают ему определить идеальные и наиболее экономичные материалы и методы их использования. Хотите знать, какой тип материала или метод литья подходит для вашего дизайна? Свяжитесь с командой Stecker для получения бесплатной консультации и расчета стоимости уже сегодня.

Об авторе

Джейсону нравится решать проблемы клиентов. В качестве вице-президента по развитию бизнеса Джейсон отвечает за развитие нового бизнеса, а также является контактным лицом для нескольких текущих клиентов SMC. Джейсон работал в сфере проектирования, производства и продаж и считает, что его самая сильная сторона — это предоставление клиентам решений их производственных задач.