Алюминий является легким металлом, который широко распространен в коре земли. Удельный вес этого металла очень мал, также он обладает отличной коррозийной стойкостью, высокой теплопроводностью, низким электрическим сопротивлением, хорошей пластичностью и прочностью. Все эти замечательные качества позволяют использовать алюминий во многих производственных сферах.
На основе алюминия делается много различных сплавов, которые используются в технике. Небольшой удельный вес и высокая прочность позволяют использовать алюминий при сборке конструкций для самолетов, вертолетов, космической техники и т.д. отличная электропроводимость, которая в незначительной мере уступает по данным показателям меди и серебру, позволяет использовать этот металл для изготовления различных компонентов электрических устройств, а также при изготовлении проводников.
Отличная теплопроводность и хорошая устойчивость к коррозии дают возможность применять алюминий при изготовлении агрегатов для химической промышленности, радиаторов и теплообменников. Именно поэтому фрезерная обработка алюминия – популярный процесс на многих производственных предприятиях.
Кроме вышеперечисленных качеств, этот металл очень легко поддается обработке (штамповка, ковка, механическая резка, литье). За счет высокой пластичности, алюминий можно раскатать в фольгу с минимальной толщиной, которая используется в качестве консервационного и теплоизолирующего материала. Помимо всего этого алюминий биологически нейтрален, что является его несомненным преимуществом. Это позволяет делать из него внутреннее покрытие банок для консервации, пищевую фольгу и даже посуду. Этот метал можно использовать и вторично, потому как он на 100% подвержен переработке, причем без загрязнения окружающей среды.
Гравировка алюминия
Как уже говорилось, алюминий очень хорошо обрабатывается, его без особых усилий можно раскроить, отполировать и нанести гравировку, несмотря на высокую прочность и хорошую устойчивость к коррозии. Такие качества позволяют использовать этот металл для изготовления сувенирной продукции. Хорошо отполированная (отшлифованная) поверхность придает отличный внешний вид, благодаря замечательному оттенку, напоминающему платину. Хорошая устойчивость к коррозии является гарантом сохранности чистоты поверхности на протяжении долгого времени. Металл длительный срок не темнеет, не тускнеет и т.д.
Процесс обработки
Контактную обработку алюминия (гравировка, раскрой) лучше всего осуществлять на фрезерных станках с числовым программным управлением. Конечно, используют еще и лазерную обработку, но такой процесс, как и само оборудование, стоит гораздо дороже. Фрезерно-гравировальные станки с числовым программным управлением, если в них установлен шпиндель необходимой мощности, позволяют осуществлять полный комплекс работы с заготовками из алюминия, при этом обеспечив максимально высокое качество обработки.
Для фрезерной обработки алюминия нужно выбрать правильный режим работы и хороший режущий инструмент. Фрезерный станок должен иметь высокую точность позиционирования инструментального портала и хорошую жесткость станины.
Из-за отличной пластичности металла, при фрезерной обработке алюминия появляется достаточно мелкая стружка, которая может забить отводящие спиралевидные канавки и налипнуть на режущие сегменты фрез. Для обеспечения максимального качества обработки необходимо использовать однозаходные фрезы и проводить обработку под острым углом. Также необходимо постоянно поддерживать остроту режущих частей инструмента, поскольку их затупление непременно приведет к нарушению геометрической формы режущего элемента, что в свою очередь отразится на качестве фрезерной обработки алюминия. Из-за этого редко используют многозаходные фрезы для обработки алюминия, ведь неравномерно изношенные отдельные режущие части могут вызывать излишнюю вибрацию, что опять же приведет к ухудшению качества обработки.
Алюминий необходимо обрабатывать с применением системы СОЖ. Лучше использовать в качестве жидкости специальную смесь WD-40, либо её аналоги. Можно производить обработку в специальной ванне, в которой находится жидкость и смачивается обрабатываемая поверхность детали, или же на фрезу осуществлять свободную подачу жидкости.
Обычно, определить самый оптимальный вариант режима обработки удается только экспериментальным образом, индивидуально для каждого из случаев. Но, есть ряд рекомендаций, которые отлично подойдут для некоторых определенных операций.
Раскрой алюминия однозаходной концевой фрезой диаметром 6 мм или 3,175 мм
При выполнении таких работ по фрезерной обработке алюминия рекомендуется выставить обороты от 15000 до 18000, скорость подачи должна варьироваться в пределах 700-1200 мм в минуту, а глубина врезки от 0,2 мм до 0,5 мм. Надо знать, что при форсировании режима и увеличении скорости подачи больше 1000 миллиметров в минуту, на фрезерных станках с шаговыми двигателями может происходить перескакивание шагов. Чтобы этого не происходило, нужно уменьшить скорость подачи или использовать оборудование с сервомоторами.
Осуществляя раскрой алюминия, надо в программе указывать максимальную глубину врезки немного меньше от общей толщины материала. Таким образом, исключится возможность выхода фрезы из строя, а также выпадания и смещения вырезанных деталей.
Гравировку алюминия можно делать, используя однозаходные фрезы с диаметром 2 и 3 мм. При применении таких фрез используются настройки приведенные выше. Конечно, если нужно нанести рисунок, имеющий миниатюрные элементы, то надо будет подбирать фрезу с меньшим диаметром. Безусловно, в такой ситуации может возникнуть ряд сложностей, к примеру, довольно трудно найти однозаходные фрезы с диаметром меньше двух миллиметров, и из-за этого приходится работать многозаходной фрезой. Также использование такой фрезы отразится и на скорости обработки. При работе многозаходными фрезами с диаметром 0,8-2 мм устанавливают обороты 18000, скорость подачи 200 мм в минуту, а глубину врезки 0,1 мм.
Фрезерные работы с алюминием могут обойтись недешево, ведь на это уйдет много времени, да и затраты на электроэнергию будут немаленькими. Но, если добиться максимального качества, избрав правильный режим работы, то все затраты окупятся с лихвой.