Pengantar Mesin CNC Aluminium

Sangat sedikit zat yang dapat menandingi keserbagunaan aluminium yang luar biasa. Aluminium adalah sangat bisa dikerjakan Dan relatif murah, membuatnya sempurna untuk pemesinan CNC. Pabrikan dapat mengerjakannya tiga atau bahkan empat kali lebih cepat dibandingkan material permesinan umum lainnya seperti baja dan titanium.

Dia fleksibilitas Dan rasio kekuatan-terhadap-berat yang mengesankan menjadikannya ideal untuk digunakan sebagai panel kulit eksterior segala bentuk transportasi, mulai dari mobil dan kereta api hingga pesawat terbang dan kapal.

Penekanan yang lebih besar pada efisiensi bahan bakar dan 'ringan' telah menjadikan aluminium menggantikan logam berat yang biasanya digunakan untuk membuat komponen dan struktur internal. Dia ketahanan korosi yang tinggi juga menghindari kebutuhan akan lapisan anti korosi yang berat dan mahal yang sering dibutuhkan oleh material lain.

Selain itu, aluminium juga tidak beracun, mudah dibentuk Dan 100% dapat didaur ulang. Inilah sebabnya mengapa logam ini banyak digunakan untuk wadah makanan dan minuman, nampan, tutup, sachet, kantong dan pembungkus.

Berkat itu permukaan akhir yang halus dan berwarna perak, juga cocok untuk perangkat elektronik seperti ponsel cerdas, laptop, tablet, dan TV layar datar. Bahkan dapat ditemukan dalam proyek konstruksi baik sebagai fitur desain maupun untuk memberikan dukungan struktural.

Gabungkan semua karakteristik ini dan Anda akan mendapatkan bahan yang lebih ringan dari baja, lebih kuat, dan lebih andal dibandingkan plastik, murah, mudah didapat Dan mudah beradaptasi tanpa batas.

Panduan ini akan membantu Anda memahami:

• Dari mana asal aluminium?

• Apa itu permesinan CNC?

• Jenis aluminium apa yang digunakan dalam pemesinan CNC?

• Mesin CNC baja versus aluminium?

• Apa saja proses pemesinan aluminium CNC yang paling umum?

Dari mana aluminium berasal?

Aluminium merupakan unsur logam yang paling melimpah di kerak bumi. Industri logam melebur lebih dari 40 juta ton setiap tahunnya, dan produsen menggunakannya dalam berbagai aplikasi.

Seperti kebanyakan logam, aluminium hadir dalam batuan di seluruh kerak bumi sebagai bijih. Perusahaan pertambangan mengekstraksi hampir seluruh logam aluminium dari bijih bauksit, yang biasanya mengandung 30% hingga 60% aluminium oksida (atau alumina). Sisanya merupakan campuran silika, berbagai oksida besi dan titanium dioksida.

Proses dua langkah mengubah alumina menjadi logam aluminium:

1. Mengekstraksi alumina dari bauksit

Hampir seluruh pasokan alumina dunia diproduksi menggunakan Proses Bayer. Ahli kimia Austria, Carl Josef Bayer, mengembangkan teknik ini pada akhir abad ke-19.

Ini melibatkan penghancuran bauksit menjadi bubuk halus, mencampurkannya dengan air dan memanaskan campuran dengan soda kaustik. Soda kaustik melarutkan alumina, sehingga dapat melewati filter.

Produsen menambahkan kristal aluminium hidroksida ke dalam larutan alumina dan kemudian memanaskan dan mengeringkan campuran tersebut untuk menghasilkan aluminium.

2. Peleburan alumina untuk menghasilkan logam aluminium

Untuk mencium aluminium, kilang melarutkan alumina dalam wadah berfluorinasi dan menggunakan arus listrik untuk memecahnya menjadi logam aluminium dan oksigen melalui proses yang disebut elektrolisis. Mereka kemudian mengumpulkan aluminium dan membawanya ke tungku, di mana mereka akan menggabungkannya dengan bahan aluminium daur ulang dan memanaskannya hingga cair.

Kemudian dituangkan ke dalam cetakan atau diekstrusi secara mekanis dalam berbagai bentuk. Yang paling umum adalah lembaran, billet, batang, tabung, pelat, batangan dan kabel. Ini kemudian dipotong menjadi berbagai bentuk dan ukuran dan dikirim ke perusahaan atau produsen lain yang akan mengolahnya menjadi produk yang tak terhitung jumlahnya.

Apa itu mesin CNC?

A mesin CNC menggabungkan teknik manufaktur tradisional dengan sistem kontrol numerik komputer (CNC). Hal ini memungkinkannya untuk memotong dan membentuk material stok menjadi objek yang mustahil atau terlalu memakan waktu dan mahal untuk dicapai secara manual.

Dikendalikan oleh komputer memberikan tingkat presisi yang sangat tinggi. Hal ini berarti akurasi, konsistensi, produktivitas, kontrol, dan kebebasan desain yang lebih baik dengan lebih sedikit limbah.

Mesin pertama yang dikontrol secara numerik dikembangkan pada akhir tahun 1940-an dengan menambahkan motor ke peralatan yang sudah digunakan. Munculnya komputer pada tahun 1960an menyebabkan berkembangnya mesin CNC modern.

Yang paling sering digunakan mesin CNC adalah mesin penggilingan dan pengeboran, mesin bubut, dan pemotong plasma, laser, dan air.

Semua mesin ini melakukan apa yang dikenal sebagai metode manufaktur 'subtraktif'. Artinya material dikeluarkan (dikurangi) dari benda kerja selama proses berlangsung.

Jenis aluminium apa yang digunakan dalam pemesinan CNC?

Dalam bentuknya yang murni, aluminium mudah dibentuk, tahan terhadap sebagian besar bentuk korosi, non-magnetik, dan merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Namun, ini terlalu lemah untuk sebagian besar aplikasi komersial.

Kekuatan yang lebih besar dicapai dengan menggabungkan aluminium cair dengan unsur lain seperti tembaga, litium, magnesium, mangan, silikon, dan seng untuk membentuk paduan. Paduan ini juga semakin meningkatkan sifat alami aluminium lainnya.

Paduan yang paling umum digunakan dalam mesin CNC aluminium terbagi dalam tiga kelompok:

Paduan aluminium cor—Cast artinya dibentuk dalam keadaan cair atau cair. Produsen membentuk paduan jenis ini dengan menuangkan aluminium cair ke dalam cetakan dan didinginkan. Paduan aluminium cor terjangkau, serbaguna, ringan, tahan lama, dan berkinerja baik pada suhu tinggi.

Industri otomotif adalah pengguna paduan cor terbesar, terhitung sekitar dua pertiga dari aluminium yang digunakan pada mobil. Suku cadang yang terbuat dari paduan cor mencakup suku cadang mesin, rumah, kolom kemudi, dan semakin banyak lagi, penyangga struktural. Kegunaan umum lainnya termasuk peralatan masak, komponen mesin, dan peralatan genggam.

Paduan cor lebih murah untuk diproduksi karena titik lelehnya yang rendah dan dapat menghasilkan bentuk yang lebih beragam berkat fleksibilitas cetakan. Namun paduan ini cenderung memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah dibandingkan paduan tempa, tidak mudah dikerjakan dan lebih sulit dipakai pada alat pemotong.

Paduan Aluminium Litium (Al-Li).—Litium adalah unsur logam yang paling tidak padat, menjadikan jenis paduan ini jauh lebih ringan daripada aluminium murni atau bahan lainnya. Karena karakteristik ini, industri dirgantara terutama menggunakan paduan Al-Li untuk kulit sayap bawah, struktur sayap bagian dalam, badan pesawat, dan bilah kipas. Anda juga dapat menemukannya di mobil balap dan roket luar angkasa.

Keunggulan bobot yang ditawarkan oleh paduan Al-Li diimbangi oleh kemampuan mesin yang lebih rendah dan berkurangnya ketangguhan patah (kemampuan bahan yang mengandung retakan untuk menahan retak lebih lanjut). Mereka diproduksi dalam volume yang relatif kecil yang juga berarti harganya lebih mahal.

Paduan aluminium tempa—Wrought artinya dibentuk dalam keadaan padat. Jenis paduan ini diproduksi dengan membentuk aluminium cair menjadi billet atau lempengan besar dan kemudian menggunakan alat untuk menggulung, menempa, mencap, atau mengekstrusi balok-balok tersebut menjadi bentuk.

Paduan tempa adalah bahan yang paling banyak digunakan mesin CNC aluminium. Hal ini karena sifat mekanik dan integritas strukturalnya yang lebih unggul dibandingkan dengan paduan cor. Alat ini lebih mudah dikerjakan, memiliki permukaan akhir yang lebih baik, dan tidak terlalu tahan aus pada bagian tepi alat pemotong.

Mesin CNC Baja Versus Aluminium

Aluminium dan baja adalah logam yang paling banyak digunakan dalam pemesinan CNC. Memilih mana yang tepat untuk aplikasi tertentu bergantung pada lima faktor:

1. BIAYA — Baja ringan dan baja karbon umumnya lebih murah dibandingkan baja paduan aluminium. Sedangkan stainless steel cenderung lebih mahal. Namun, harga logam bervariasi tergantung pada permintaan global dan biaya bahan mentah, energi, dan pengiriman.

Saat mempertimbangkan biaya, penting juga untuk mempertimbangkan daya tahan suatu bahan. Keputusan yang mungkin menghemat uang dalam jangka pendek bisa jadi membutuhkan biaya lebih besar dalam jangka panjang.

2. TAHAN KOROSI — Aluminium dan baja tahan karat keduanya sangat tahan terhadap karat dan korosi. Namun, baja tahan karat adalah pilihan yang lebih mahal. Produsen atau pengguna akhir perlu mengecat, merawat, atau melapisi setiap jenis baja lainnya untuk melindunginya, terutama jika mereka ingin bagian akhir terkena elemen tersebut. Pelapisan ini berarti tambahan bobot dan biaya, dan juga perlu diaplikasikan kembali secara teratur dengan biaya lebih lanjut.

3. BERAT — Aluminium dua hingga tiga kali lebih ringan dari baja. Hampir setiap perusahaan ingin mencapai kinerja produk yang sama atau lebih baik dengan menggunakan bahan yang lebih ringan. Tren 'ringan' ini menyebabkan produsen mengganti banyak komponen yang sebelumnya dibuat dari baja dengan aluminium.

4. KEKUATAN — Baja mungkin lebih berat daripada aluminium, tetapi hal ini membuatnya menjadi bahan yang jauh lebih tahan lama. Baja sangat kuat dan tidak mungkin melengkung, bengkok, atau berubah bentuk karena gaya, panas, atau beban. Selain itu, permukaan aluminium lebih rentan tergores dan penyok dibandingkan baja.

5. KEMAMPUAN MESIN — Karena kepadatannya lebih kecil dibandingkan baja, aluminium dapat dikerjakan tiga atau bahkan empat kali lebih cepat. Aluminium juga mendingin lebih cepat dibandingkan baja; ini mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan suatu komponen (waktu siklus) dan jumlah cairan pendingin yang dibutuhkan.

Dibandingkan dengan baja, aluminium membutuhkan gaya potong yang jauh lebih sedikit. Hal ini mengurangi keausan pada alat pemotong, sehingga membantu menjaganya tetap tajam lebih lama. Aluminium juga dapat dibuat CNC pada mesin yang lebih kecil sehingga berpotensi lebih murah.

Apa saja proses pemesinan aluminium CNC yang paling umum?

Mesin penggilingan CNC adalah cara yang paling umum dan serbaguna bagian mesin aluminium. Mesin ini menggunakan alat pemotong berputar untuk mengukir material secara efisien dan tepat dari blok material yang tidak bergerak.

Mesin penggilingan tradisional berubah menjadi 'pusat permesinan' pada tahun 1960-an berkat hadirnya sistem kontrol numerik komputer (CNC), pengubah pahat otomatis, dan komidi putar pahat. Mesin ini tersedia dalam konfigurasi 2 hingga 12 sumbu, meskipun 3 hingga 5 sumbu adalah yang paling banyak digunakan.

mesin bubut logam CNC, atau Pusat pembubutan logam CNC, pegang dan putar benda kerja dengan kuat sementara kepala alat menahan alat pemotong atau bor pada benda tersebut. Mesin ini memungkinkan pemindahan material dengan sangat presisi dan produsen menggunakannya di berbagai industri.

Operasi bubut yang umum dilakukan meliputi pengeboran, pembentukan, pembuatan slot, penyadapan, penguliran, dan lancip. Mesin bubut logam CNC dengan cepat menggantikan model produksi manual yang lebih tua karena kemudahan pengaturan, pengoperasian, kemampuan pengulangan, dan akurasinya.

Pemotong plasma CNC memanaskan udara bertekanan hingga suhu yang sangat tinggi untuk menciptakan 'busur plasma' yang mampu melelehkan logam setebal enam inci. Bahan lembaran ditempelkan rata pada meja potong dan komputer mengontrol jalur kepala obor. Udara terkompresi meniup logam cair panas, sehingga memotong material tersebut. Pemotong plasma cepat, tepat, relatif mudah digunakan dan terjangkau, dan produsen menggunakannya in banyak industri.

Mesin laser CNC baik melelehkan, membakar, atau menguapkan material untuk menghasilkan tepian yang terpotong. Mirip dengan pemotong plasma, bahan lembaran ditempelkan rata pada meja potong dan komputer mengontrol jalur sinar laser berkekuatan tinggi.

Pemotong laser menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan pemotong plasma dan lebih presisi, terutama saat memotong lembaran tipis. Namun, hanya pemotong laser paling kuat dan mahal yang mampu memotong bahan tebal atau padat.

Pemotong air CNC gunakan pancaran air bertekanan sangat tinggi yang didorong melalui nosel sempit untuk memotong material. Air saja sudah cukup untuk memotong bahan lunak seperti kayu atau karet. Untuk memotong material keras seperti logam atau batu, operator biasanya mencampurkan bahan abrasif akaljam air.

Pemotong air tidak memanaskan material seperti pemotong plasma dan laser. Artinya, adanya suhu tinggi tidak akan membakar, membengkokkan, atau mengubahnya struktur. Hal ini juga membantu mengurangi limbah dan memungkinkan bentuk yang dipotong dari lembaran ditempatkan (atau disarangkan) lebih berdekatan.