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usinage cnc aluminium

Le guide ultime pour comprendre l'usinage CNC de l'aluminium

L'aluminium est un métal non ferreux couramment utilisé dans différentes applications. Les fabricants utilisent souvent l'aluminium pour divers produits car il est peu coûteux, non toxique, recyclable et usinable, ce qui le rend idéal pour Usinage CNC. Cependant, il est crucial de comprendre l’usinage CNC de l’aluminium pour exploiter tout le potentiel de l’aluminium.

Cet article traite de l'usinage CNC de l'aluminium, des avantages de l'utilisation de l'aluminium pour l'usinage CNC et des différentes qualités d'aluminium utilisées dans l'usinage CNC. Vous découvrirez également les techniques et applications standard d’usinage CNC de l’aluminium. Allons-y !

Introduction à l'usinage CNC de l'aluminium

usinage à grande vitesse de l'aluminium
Tournage d'usinage à grande vitesse en aluminium

L'aluminium est un matériau métallique polyvalent couramment utilisé dans diverses industries à des fins différentes. Il est doux, non magnétique et ductile dans sa forme la plus pure et vous pouvez l'allier avec divers éléments, notamment le magnésium, le cuivre et le manganèse, pour créer différents alliages aux propriétés améliorées variables.

L’usinage CNC de l’aluminium figure parmi les meilleures opérations d’usinage en termes de fréquence d’exécution en raison de la remarquable usinabilité du matériau. Les fabricants s’appuient sur l’usinage CNC de l’aluminium pour fabriquer différentes pièces en aluminium de précision qui répondent aux exigences des applications prévues. Le processus implique l’utilisation de routeurs CNC pour façonner le matériau en aluminium selon les formes et dimensions préférées.

Avantages de l'aluminium qui le rendent idéal pour l'usinage CNC

usinage de l'aluminium cnc
Fraisage d'usinage CNC en aluminium

Les alliages d'aluminium offrent diverses propriétés qui les rendent idéaux pour les applications d'usinage CNC. Cette section traite des avantages de l'aluminium dans l'usinage CNC :

Rapport résistance-poids

L'aluminium représente environ un tiers de la densité de l'acier, ce qui en fait un métal relativement léger. L’aluminium présente une résistance remarquablement élevée même s’il est léger. Par conséquent, ce rapport résistance/poids élevé rend l’aluminium idéal pour l’usinage CNC. automobile et aérospatial applications.

Usinabilité

Il est plus facile de former et d’usiner les alliages d’aluminium que les autres métaux. Vous pouvez utiliser des machines-outils pour couper facilement et rapidement l’aluminium car il est mou et s’écaille facilement. Les alliages d'aluminium sont moins chers et nécessitent une puissance minimale pour être usinés.

L'excellent usinabilité des alliages d'aluminium permet de limiter les risques de déformation lors de l'usinage. Par conséquent, il garantit une plus grande précision dans l’usinage de pièces en aluminium personnalisées puisque les machines CNC peuvent facilement réaliser tolérances serrées.

Résistance à la corrosion

L'aluminium présente une résistance naturelle à la corrosion dans différentes conditions atmosphériques. Cependant, vous pouvez anodiser vos pièces usinées en aluminium pour améliorer ces propriétés. En outre, il serait utile de comprendre que les différentes qualités d’aluminium ont une résistance variable à la corrosion. Néanmoins, les nuances usinées CNC les plus utilisées ont d'excellentes résistance à la corrosion.

Conductivité électrique

L'aluminium pur possède une conductivité électrique d'environ 37.7 millions de Siemens par mètre à température ambiante. Les alliages d'aluminium assurent la conductivité électrique de leurs pièces, ce qui les rend applicables aux composants électriques, même s'ils peuvent présenter des conductivités inférieures à celles de l'aluminium pur. Cependant, les alliages d'aluminium ne conviennent pas si la conductivité électrique n'est pas une exigence primordiale de votre pièce usinée.

Finition personnalisée

Les pièces usinées en aluminium sont compatibles avec de nombreuses finitions de surface telles que revêtement de conversion au chromate, anodisation, revêtement en poudreet peinture pour obtenir l'apparence personnalisée préférée pour votre projet.

Recyclabilité

Les processus d’usinage CNC créent une charge constante de copeaux, considérés comme des déchets puisqu’il s’agit d’un processus soustractif. Cependant, l’aluminium est hautement recyclable ; par conséquent, le recyclage nécessite des coûts, des efforts et une énergie minimale.

De plus, cet attribut rend l’aluminium adapté aux fabricants qui souhaitent récupérer leurs dépenses ou réduire le gaspillage de matériaux. De même, la recyclabilité de l’aluminium en fait un métal à usiner plus respectueux de l’environnement.

Nuances d'aluminium pour l'usinage CNC

SérieÉlément d'alliage principalPrincipales caractéristiquesApplications typiques
100099% aluminiumTrès résistant à la corrosion, excellente ouvrabilité, conductivité électriqueÉquipements chimiques, réflecteurs, conteneurs pour l'industrie alimentaire
2000CopperHaute résistance, bonne usinabilité, résistance à la corrosion limitéeStructures d'avions, rivets, roues de camions, produits de machines à visser
3000ManganèseBonne ouvrabilité, résistance modérée, excellente résistance à la corrosionBatterie de cuisine, garnitures automobiles, toiture, bardage
4000SiliconeBonnes caractéristiques d'écoulement, point de fusion inférieurAlliages de brasage, fils de soudage
5000MagnésiumBonne résistance à la corrosion, résistance modérée à élevée, bonne soudabilitéApplications marines, pétroliers, applications structurelles, récipients sous pression
6000Magnésium et SiliciumRésistance moyenne, bonne résistance à la corrosion, bonne formabilité, soudabilitéExtrusions architecturales, cadres, garde-corps, pièces automobiles
7000ZincTrès haute résistance, moins de résistance à la corrosion que la série 2000Structures d'avions, équipements sportifs, pièces automobiles
Reportez-vous toujours aux spécifications du fabricant ou de l'industrie lors de la sélection d'un alliage d'aluminium pour une application spécifique.

Généralement, l'aluminium pur contient 99 à 99.6 % d'éléments en aluminium, avec d'autres éléments d'alliage, notamment le zinc, le magnésium, le silicium, le manganèse et le cuivre, constituant le pourcentage restant. Cette section traite des alliages d'aluminium courants basés sur l'élément d'alliage principal :

Série 1000

Les alliages d'aluminium 1xxx contiennent la teneur en aluminium pur la plus élevée, avec environ 99 % d'aluminium en poids. Il n’y a pas d’élément d’alliage particulier ; la plupart de ces alliages sont de l'aluminium presque pur. Par exemple, l'aluminium 1199 contient 99.99 % d'aluminium en poids, ce qui est idéal pour la fabrication de papier d'aluminium. Bien que ces qualités soient les plus douces, vous pouvez les durcir pour les rendre plus résistantes lorsqu'elles sont continuellement déformées.

Série 2000

Le principal élément d’alliage de la série d’aluminium 2xxx est le cuivre. Il s'agit d'alliages d'aluminium traitables thermiquement, presque aussi durs et résistants que l'acier, avec durcissement par précipitation. Ce processus de traitement thermique augmente la limite d'élasticité de ces alliages d'aluminium en chauffant le matériau en aluminium pour faire émerger des précipités des autres métaux du métal.

Les alliages d'aluminium de cette catégorie présentent une résistance à la corrosion inférieure. Néanmoins, l'aluminium 2024 contient du manganèse et du magnésium, ce qui le rend résistant à la corrosion. C’est donc un matériau couramment utilisé dans usinage CNC pour l'aéronautique.

Série 3000

La série d'aluminium 3xxx a le manganèse comme principal élément d'alliage. Cependant, vous pouvez durcir ces alliages d'aluminium pour atteindre les niveaux de dureté souhaités, car ces qualités d'aluminium ne peuvent pas être traitées thermiquement. Par exemple, l’aluminium 3004 contient du magnésium et fait partie des alliages d’aluminium couramment utilisés dans la fabrication de canettes de boissons. De même, le 3003 est un alliage à usage général avec de vastes applications.

Série 4000

Le silicium est le principal élément d'alliage de la série 4000 d'aluminium. La teneur en silicium se traduit par un faible point de fusion des qualités d'aluminium 4xxx. L'aluminium 4047 est parfait pour les tôles et les revêtements dans la construction, tandis que l'aluminium 4043 est idéal comme matériau de tige d'apport pour le soudage des alliages de la série 6000.

Série 5000

La série 5000 a le magnésium comme principal élément d'alliage. Ces nuances d'aluminium présentent une bonne résistance à la corrosion. Par conséquent, ils sont bien adaptés aux applications marines ou autres qui exposent l’aluminium à des éléments extrêmes. Cependant, l'aluminium 5083 est un alliage couramment utilisé dans les applications marines.

Série 6000

La série 6xxx comprend du silicium et du magnésium comme principaux éléments d'alliage. Vous pouvez facilement usiner les alliages d’aluminium de la série 6000, qui sont durcis par précipitation. La plupart des alliages d'aluminium de cette série, en particulier le 6061, ont des applications élevées et une bonne résistance à la corrosion. Il est largement utilisé pour les applications structurelles et aérospatiales.

Série 7000

Le zinc et parfois le magnésium, le chrome et le cuivre sont les principaux éléments d'alliage de ces alliages d'aluminium. Ces qualités d'aluminium peuvent posséder une résistance maximale lorsqu'elles sont soumises à un durcissement par précipitation. Les nuances 7xxx ont des applications typiques dans l'industrie aérospatiale en raison de leur haute résistance.

7075 est une nuance populaire avec une faible résistance à la corrosion par rapport aux autres alliages d'aluminium, même si elle présente une meilleure résistance que les alliages d'aluminium 2xxx. Cet alliage est universellement applicable même s’il est principalement utilisé dans l’usinage de pièces aérospatiales.

Série 8000

La série 8000 comprend des alliages d’aluminium qui n’appartiennent à aucune des catégories évoquées précédemment. Ces alliages d'aluminium peuvent contenir plusieurs autres éléments, comme le lithium et le fer. Par exemple, l’aluminium 8176 contient 0.1 % de silicium et 0.6 % de fer en poids, et son application typique inclut les fils électriques.

Meilleures qualités d'aluminium pour les processus CNC

pièce d'usinage CNC en aluminium
Pièce d'usinage CNC en aluminium

Bien que différentes qualités d'aluminium conviennent à diverses applications d'usinage CNC, certaines présentent des propriétés plus remarquables que d'autres. Cette section traite du meilleur alliage d'aluminium pour les processus CNC

6061 Alliage d'aluminium

Le aluminium 6061 est largement adopté dans les secteurs de la fabrication générale, de l'architecture, des biens de consommation et de l'aérospatiale en raison de sa polyvalence et de sa soudabilité exceptionnelle. Cet alliage de résistance moyenne peut être traité thermiquement et offre une résistance élevée à la corrosion. Vous pouvez usiner cet alliage d'aluminium avec différentes techniques et présenter une maniabilité exceptionnelle à l'état recuit.

7075 Alliage d'aluminium

Aluminium 7075 est l'un des alliages d'aluminium les plus résistants. Cet alliage à haute résistance présente une bonne résistance à la fatigue, ce qui est idéal pour fabriquer des pièces destinées à des applications à fortes contraintes. Par conséquent, l’aluminium 7075 est l’alliage d’aluminium le plus populaire au monde. applications aérospatiales. Il possède également une résistance de qualité aérospatiale, ce qui le rend idéal pour fabriquer des pièces complexes.

Coût de l'usinage CNC en aluminium

Le coût de l'usinage CNC de l'aluminium comprend les principaux aspects suivants.

  • Prix ​​des matières premières
  • Heures d'usinage
  • les coûts de main-d'œuvre
  • usure des outils
  • complexité du produit

Le coût de l’aluminium présente un avantage certain par rapport à l’usinage CNC d’autres métaux comme l’acier. Les coûts des matières premières de l'aluminium sont généralement inférieurs à ceux de l'acier, ce qui se reflète dans le prix global. L'aluminium est plus tendre, ce qui rend son usinage plus facile et plus rapide. 1 / 2 à 1 / 4 le temps nécessaire aux pièces en acier. Cette efficacité réduit les coûts de main-d’œuvre et accélère la production.

Cependant, la nature abrasive de l'aluminium peut entraîner des changements d'outils plus fréquents, ce qui peut augmenter les coûts d'outillage. À l’inverse, l’acier est plus ductile et nécessite plus de temps et d’efforts pour l’usiner, augmentant ainsi les coûts d’exploitation. De plus, l’usinage de l’acier augmente généralement l’usure des outils et la consommation d’énergie. Malgré ces défis, la longévité et la durabilité de l’acier peuvent être nécessaires dans certaines applications.

Techniques courantes d'usinage CNC en aluminium

pièces en aluminium d'usinage fraisées
Pièce en aluminium d'usinage fraisée

Cette section aborde les différents processus d'usinage pour les alliages d'aluminium.

Fraisage CNC

fraisage CNC est un processus automatisé qui fabrique souvent des pièces en aluminium en faisant tourner un multipoint outil de coupe le long de son axe tandis que la pièce reste fixe le long de son axe. Le routeur CNC enlève progressivement la matière de la pièce en aluminium à un rythme contrôlé, qui peut se produire le long de plusieurs axes. Vous pouvez atteindre des tolérances élevées lors du fraisage de l'aluminium.

Perçage CNC

prototype en aluminium fraisé CNC
Prototype en aluminium fraisé CNC

Le perçage CNC est une technique couramment utilisée pour créer des trous dans des pièces en aluminium. Il s’agit d’utiliser un outil de coupe rotatif multipoint d’une taille spécifique pour se déplacer en ligne droite perpendiculaire au matériau à percer. Ce procédé convient à l'usinage de produits nécessitant un assemblage ou contenant des vis et des boulons.

Tournage CNC

Aluminium Tournage CNC consiste à faire tourner la pièce tandis que l'outil de coupe à un seul point reste immobile le long de son axe. Soit l'outil de coupe, soit la pièce à usiner effectue le mouvement d'avance l'un contre l'autre, en fonction de la machine à enlever le matériau. La matière première tourne à grande vitesse tandis que le centre de tournage enlève de la matière pour créer la forme souhaitée.

Principaux défis de l'usinage CNC de l'aluminium

Les fabricants et les ingénieurs produits rencontrent souvent des revers dans l’usinage CNC de l’aluminium, quelle que soit sa remarquable usinabilité. Cette section aborde certains de ces défis ainsi que les solutions possibles :

La malléabilité de l'aluminium

La haute malléabilité de l’aluminium peut entraîner des complications telles qu’une mauvaise finition de surface, des bavures et la formation de copeaux lors de l’usinage CNC de l’aluminium. Des bords rapportés se produisent souvent lorsque le matériau adhère à l'outil de coupe. Par conséquent, cela entraîne une durée de vie réduite de l’outil.

Solution: Vous devez utiliser les bons outils de coupe spécialement conçus pour l'usinage de l'aluminium, notamment des outils en carbure ou en diamant polycristallin (PCD). Vous pouvez également utiliser des liquides de coupe pour dissiper efficacement la chaleur et réduire la friction, garantissant ainsi une qualité supérieure. finitions de surface. Vous devrez peut-être sécuriser la pièce en aluminium pour minimiser la déflexion et le broutage pendant l'usinage.

Problèmes thermiques lors de l'usinage

Les alliages d'aluminium dissipent la chaleur plus rapidement lors de l'usinage CNC en raison de leur conductivité thermique élevée. Par conséquent, cela peut entraîner une déformation thermique de la pièce, une faible précision d’usinage et une usure des outils.

Solution: Utilisez un système de refroidissement à haute pression dans l'usinage CNC de l'aluminium pour atténuer la surchauffe. De même, vous pouvez réduire la vitesse de coupe pour garantir une faible génération de chaleur, empêchant ainsi la dilatation thermique de la pièce.

Usure des outils d’usinage

La présence de silicium dans certains alliages d’aluminium peut rendre l’usinage de l’aluminium abrasif. En conséquence, vous risquez de constater une usure rapide des outils et des changements d’outils constants lors de l’usinage CNC de l’aluminium.

Solution: Il est conseillé d'utiliser des outils de haute qualité dotés d'une dureté et d'une ténacité extraordinaires pour atténuer les changements fréquents d'outils tout en augmentant la productivité. De plus, des revêtements tels que TiAlN (Titanium Aluminum Nitrure) ou TiCN (Titanium Carbo-Nitride) garantissent une durée de vie améliorée de l'outil dans les opérations à haute température.

Plus important encore, utilisez des outils dotés de bords tranchants et d’angles de coupe droits pour réduire la friction. Vous pouvez également vérifier fréquemment les outils de coupe pour détecter tout signe d'usure et remplacer immédiatement les outils usés pour éviter d'endommager la pièce.

Applications des pièces usinées CNC en aluminium

pièce cnc en aluminium sur mesure
Pièce CNC en aluminium personnalisée

Les pièces usinées CNC en aluminium offrent des qualités exceptionnelles, idéales pour différentes industries et objectifs. Voici quelques-unes des applications typiques de ces pièces :

Innovations aérospatiales

Les pièces CNC en aluminium sont idéales pour les pièces structurelles telles que les composants de moteur, les composants de cellule et les trains d'atterrissage dans l'industrie aérospatiale, car les alliages d'aluminium offrent de bonnes propriétés mécaniques. L'aluminium offre un excellent rapport résistance/poids et un faible poids, ce qui en fait un matériau largement utilisé pour réduire le poids des avions.

L'usinage CNC de l'aluminium contribue à répondre aux normes de qualité strictes en matière de précision et de fiabilité de l'industrie aérospatiale. Les pièces en aluminium usinées CNC jouent un rôle central dans la production de structures aérodynamiques telles que les panneaux d'aile et les sections de fuselage.

Ingénierie automobile

prototypage de pièces automobiles en aluminium
Prototypage de pièces automobiles en aluminium

L’industrie automobile a énormément bénéficié des propriétés exceptionnelles de l’aluminium dans la fabrication de différentes pièces et systèmes automobiles. Les constructeurs et les ingénieurs de l’industrie automobile utilisent l’aluminium Pièces usinées CNC dans l'ingénierie automobile, plus particulièrement dans les composants de moteurs, les systèmes de suspension, les carters de transmission et les composants de véhicules électriques.

La légèreté, la durabilité et la résistance des alliages d'aluminium font des pièces en aluminium usinées CNC idéales pour réduire le poids total du véhicule et garantir la durabilité des véhicules.

Electronique

Les pièces usinées CNC en aluminium sont largement utilisées dans la production d'une large gamme de produits électroniques grand public, notamment des ordinateurs portables, des équipements audio, des smartphones et des tablettes, ainsi que des pièces d'appareil photo. L'aluminium convient à la fabrication de boîtiers d'ordinateurs portables, de smartphones et de tablettes car il offre une conception lisse et légère, protégeant les composants internes des appareils électroniques.

En outre, les équipements audio haut de gamme tels que les amplificateurs, les écouteurs et les enceintes abritent souvent des pièces usinées CNC en aluminium. L'aluminium est couramment utilisé dans cette application car il peut amortir les vibrations. De plus, les pièces usinées CNC en aluminium offrent la résistance souhaitée et peuvent dissiper la chaleur dans des appareils tels que les appareils photo.

Comment choisir le bon partenaire pour l'usinage CNC de l'aluminium

services d'usinage cnc en aluminium
Services d'usinage CNC en aluminium

Après avoir parcouru cet article, vous devriez avoir réalisé que l'aluminium offre de nombreux avantages et propriétés souhaitables avec l'usinage CNC. Cependant, choisir le partenaire manufacturier idéal pour gérer votre projet d’usinage CNC de l’aluminium est essentiel.

En tant que tel, il est conseillé de s'associer à un atelier CNC doté des outils d'usinage appropriés pour fabriquer des pièces en aluminium de qualité avec une grande précision. De plus, le fournisseur de services d’usinage doit avoir de l’expérience dans la fabrication de pièces en aluminium et toutes les certifications de qualité requises pour garantir que vos pièces répondent aux normes de qualité requises.

Cependant, il n'est pas conseillé de s'associer à un atelier d'usinage CNC sans la certification de qualité requise et sans les machines CNC pour obtenir la précision et l'exactitude souhaitées. De même, vous ne devez pas sous-traiter vos pièces en aluminium sur mesure à un partenaire ayant peu ou pas d’expérience dans la gestion de tels projets !

AT-Usinage est là pour vous chaque fois que vous avez besoin de prototypes en aluminium ou de pièces usinées en aluminium sur mesure pour vos applications. Nous sommes un expert leader en usinage CNC avec une équipe de machinistes et d’ingénieurs qualifiés et expérimentés. Nous exploitons notre expertise en usinage CNC de l’aluminium pour proposer des pièces en aluminium CNC avec des tolérances serrées et un temps de cycle plus rapide. Contactez-nous maintenant pour obtenir un devis pour votre projet !

Pour aller plus loin

L'usinage CNC de l'aluminium est un procédé de fabrication de produits largement adopté grâce au potentiel inégalé des alliages d'aluminium. Les alliages d’aluminium ont encore amélioré les caractéristiques et les propriétés de l’aluminium, faisant de l’usinage CNC de l’aluminium un processus de fabrication idéal.

Ce guide a abordé les qualités d'aluminium typiques pour l'usinage CNC. Néanmoins, il est crucial de tout comprendre sur l'usinage CNC de l'aluminium et d'identifier l'alliage d'aluminium idéal pour votre projet afin d'exploiter tout le potentiel de l'aluminium dans l'usinage CNC.

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Salut, je suis Sam !

D'AT-Machining, je suis un expert en usinage CNC dans ce domaine depuis plus de 20 ans. Nous proposons des services d'usinage rentables en provenance de Chine. Demandez dès maintenant un devis pour vos projets en cours ou à venir !

Cordialement, Sam, co-fondateur

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