Usinage CNC de l'aluminium : tout ce que vous devez savoir

Dernière mise à jour : 09/02, temps de lecture : 7 min

Usinage CNC de l'aluminium

L'aluminium est un matériau très utilisé pourUsinage CNCen raison de ses diverses propriétés physiques et mécaniques.De plus, en raison de son excellent rapport résistance/poids, l'aluminium et ses alliages sont les mieux adaptés à la fabrication de divers composants où une plus grande résistance est requise, et le poids est le principal obstacle.En conséquence, il est utilisé pour fabriquer les composants de produits dans de multiples industries, notamment l'automobile, l'aérospatiale, la défense, l'électricité, les meubles et d'autres appareils électroménagers.

Les nuances d'alliages d'aluminium les plus populaires pour l'usinage CNC, les facteurs à prendre en compte, les avantages, les inconvénients et les applicationsseront tous couverts dans cet article.

 Nuances courantes d'alliages d'aluminium pour l'usinage CNC

Série d'alliages d'aluminium

Aluminium 2024

C'est un alliage pouvant être traité thermiquement où le cuivre est le principal élément d'alliage.C'est un alliage recuit doux avec de bonnes propriétés d'usinabilité, parfaitement capable de résister à la fatigue.Bien qu'il ait une résistance à la corrosion inférieure à celle des autres nuances, c'est le meilleur matériau pour l'usinage des composants d'avion en raison de son excellent rapport résistance/poids lorsque la surface est correctement finie.

Aluminium 6061

Le magnésium, le silicium et l'aluminium constituent le grade 6061, permettant un traitement thermique à des niveaux de résistance plus élevés.En raison de sahaute résistance, ténacité et maniabilité en flexion, cette nuance convient à l'usinage CNC 5 axes.De plus, grâce à sa haute résistance à la corrosion, il est également idéal pour les conditions environnementales difficiles.En conséquence, il peut être utilisé dans diverses industries, du prototypage mécanique à l'aérospatiale et aux télécommunications.

Aluminium 7075

Dans la nuance 7075, le zinc est le principal métal d'alliage.Il a une formabilité modérée par rapport aux autres grades traitables à la chaleur.En usinage CNC, cette nuance est utilisée pour créer diverses pièces où unhaut niveau de ténacitéest nécessaire pour la fonctionnalité, des pièces de vélo aux ailes d'avion.Cependant, il a un mauvais caractère de soudabilité.

Aluminium 3003

Il est fabriqué avec du manganèse comme métal d'alliage principal.Il est utilisé dans la production d'articles ménagers en raison de saexcellente formabilité et facilité d'usinageopérations telles que le pliage, le repoussage, le profilage et l'emboutissage.De plus, en raison de la résistance supérieure à la corrosion, les produits peuvent résister à l'environnement extérieur, ce qui est également parfait pour les composants décoratifs et architecturaux extérieurs.

Aluminium 5052

L'aluminium 5052 est principalement allié au magnésium et au chrome, ce qui en fait le plus adapté aux opérations de formage CNC.Il a du bonmaniabilité et résistance supérieure à 3003.Parce qu'il n'offre qu'untaux d'usinabilité correct, ce n'est pas un bon choix pour les opérations d'usinage importantes.Cette nuance est excellente pour les applications d'échangeurs de chaleur, la tôlerie générale et l'architecture.

Opérations d'usinage CNC pour l'aluminium

Opération de tournage

1.          Fraisage CNC

Fraisageest l'opération la plus courante d'usinage CNC de l'aluminium, capable de produire une large gamme de formes.Lors de l'opération de fraisage, la pièce en aluminium reste immobile.En même temps, l'outil rotatif effectue une coupe multipoints le long de son axe pour enlever la matière afin d'obtenir les formes souhaitées selon les commandes informatisées.Dans certains cas, la pièce et l'outil de coupe se déplacent pendant que le matériau est enlevé le long de plusieurs axes.

2.          CNC-revêtement

À l'aide d'une opération de surfaçage CNC, une pièce en aluminium avec une surface rugueuse peut être transformée en une section plane à l'aide d'un tournage ou d'un fraisage de surface.

3.          perçage CNC

Dans ce processus, une fraise rotative multipoint d'une taille donnée est déplacée sur une ligne perpendiculaire à la surface extérieure et percée pour créer le trou ou d'autres formes à un diamètre et une longueur définis.

4.          Tournage CNC

In Tournage CNC, le mandrin maintient et fait tourner la tige en aluminium, et l'outil de coupe multipoint enlève le matériau jusqu'à ce que les dimensions et la forme souhaitées ne soient pas obtenues.

Facteurs à prendre en compte pour l'usinage CNC de l'aluminium

Pour un usinage CNC de qualité, vous devriez essayer de choisir unoutil de coupe approprié, il existe divers facteurs tels que le matériau de l'outil, la géométrie de l'outil, la vitesse de coupe, le taux d'alimentation et le fluide de coupe.

1.          Géométrie de l'outil

La productivité et la qualité de l'usinage CNC de l'aluminium sont influencées par la géométrie de l'outil.Par conséquent, vous devez tenir compte des variables suivantes pour un usinage efficace.

 a.  Numéros de flûte

Un outil à trois flûtes

Lors de l'usinage CNC sur aluminium, choisir des outils de coupe avecdeux à trois flûtes est la meilleure option.En revanche, choisir des nombres de cannelures inférieurs à deux ou supérieurs à trois entraînera la formation de copeaux géants et de petits copeaux laissant des marques d'usinage sur la surface.

b.Angle d'hélice

Un autre élément qui influence l'efficacité de l'usinage CNC est l'angle d'hélice.Il peut être caractérisé comme l'angle formé par l'axe de l'outil et une ligne droite tangente à l'arête de coupe.L'angle d'hélice déterminera la vitesse à laquelle il enlèvera les copeaux.Choisissez un angle d'hélice de 35° ou 40°pour l'usinage CNC de l'aluminium, ou sautez jusqu'à 45° si vous optez pour la finition post-surface.

 c.  Angle de dégagement

Un grand angle de dégagement peut creuser excessivement dans la pièce en aluminium, et le frottement entre l'outil et la pièce peut être causé par un léger angle de dégagement.L'angle de dégagement idéal va de6 à 10⁰.

2.          Matériel pour outils de coupe

Le carbure est le matériau le plus typique pour créer les outils de coupe nécessaires à l'usinage CNC de l'aluminium.C'est parce que les outils en carbure sont parfaitement capables de supporter les vitesses de coupe élevées nécessaires à l'usinage CNC de l'aluminium.

L'aluminium nécessite une coupe douce, de sorte que la taille du grain du carbure et le rapport de liant doivent être faibles.Pour ce faire, le cobalt doit être mélangé dans la bonne quantité pour produire une petite taille de grain de carbure (2-20 %) idéale pour la coupe douce.Des revêtements supplémentaires comme le diamant et le nitrure de zirconium peuvent augmenter l'efficacité de la coupe.

3.          Vitesse de coupe

L'aluminium peut supporter des vitesses de coupe élevées afin que vous puissiez régler votre machine CNCà toute vitesse praticable.Cependant, des arêtes accumulées peuvent se former lors d'un déplacement à basse vitesse.

4.          Taux d'alimentation

La finition et la résistance requises déterminent la vitesse d'alimentation.Par exemple, vous pouvez choisir entre0,05 et 0,15 mm/tour pour une surface rugueuse et 0,15 à 2,03 mm/tour pour lissefinition.

5.          Liquide de coupe

Dans l'usinage CNC de l'aluminium, les fluides de coupe appropriés sontémulsions d'huiles solubles et huiles minérales totalement exemptes de chlore ou de soufre actifcar ceux-ci peuvent tacher la pièce.

6.          Processus après usinage

Pièces usinées CNC avec finition de surface

Des processus de post-usinage sont nécessaires pour améliorer la finition de surface, la beauté esthétique et les propriétés physiques et mécaniques.Il existe de nombreux processus de post-usinage pour les pièces en aluminium usinées CNC, tels quePerlage et sablage, enrobage, Anodisation,etrevêtement en poudre.

a.      Perlage et sablage :Les pièces usinées en aluminium sont cuites avec de minuscules perles de verre à l'aide d'un pistolet à air comprimé hautement pressurisé, éliminant le matériau restant pour produire une surface lisse sans compromettre la tolérance dimensionnelle.

b.     Anodisation :La première partie en aluminium est plongée dans l'électrolyte d'acide sulfurique et l'électricité est appliquée à travers la cathode et l'anode.Les ions d'oxyde sont libérés de l'électrolyte pour créer de l'oxyde d'aluminium non réactif pour la surface exposée.

c.      Enrobage:simple revêtement avec une autre substance comme le zinc, le nickel ou le chrome.

d.     Revêtement en poudre:revêtement en poudre polymère haute température du composant

Avantages

L'usinage CNC de l'aluminium présente plusieurs avantages en raison de ses caractéristiques mécaniques et physiques.Pour l'usinage CNC de haute précision, il est très sûr et simple.Passons en revue chacun des avantages.

Usinabilité 

En raison de la nature douce de l'aluminium, il n'y a presque aucun risque de déformation lors de l'usinage CNC et il s'écaille facilement.Par conséquent, il peut être facilement usiné avec des outils sans les user.

L'excellente usinabilité réduit le temps de cycle d'usinage tout en maintenant une stabilité dimensionnelle exceptionnelle.

Rapport résistance/poids

L'aluminium est un métal léger avec une excellente résistance.Si vous le comparez à l'acier, il est trois fois moins dense, ce qui le rend parfait pour l'application où le poids est le principal défi avec le maintien de la haute résistance, comme dans les composants d'avions.

Travail en toute sécurité sur les machines

L'aluminium ne produit pas de sous-produits toxiques lors de l'usinage CNC.Contrairement à d'autres matériaux comme le plastique, il est totalement sûr lors des opérations d'usinage.

Résistance à la corrosion

En raison de l'excellente affinité de l'aluminium et de ses alliages pour l'oxygène, il ne peut pas perdre la couche d'oxyde de la rouille lorsqu'il est exposé à l'humidité.En raison de ces caractéristiques, l'aluminium est un matériau fantastique résistant à la corrosion.La résistance à la corrosion augmente la longévité des pièces usinées CNC.

Recyclabilité

Tous les composants et produits fabriqués en aluminium par usinage CNC sont recyclables.Ainsi, les composants en aluminium peuvent être réutilisés une fois le cycle de vie d'un produit terminé.

Conductivité électrique

En raison de leur conductivité électrique, les pièces en aluminium usinées CNC conviennent également aux composants électriques, bien que la conductivité puisse être réduite en s'alliant avec d'autres métaux.

Bénéfice esthétique

Bien que l'aluminium et ses alliages puissent être usinés CNC pour obtenir une excellente finition de surface, ils peuvent également être anodisés pour obtenir une variété de couleurs, ce qui ajoute une beauté esthétique très attrayante aux pièces et au produit.

Performances à basse température

Contrairement à d'autres matériaux, l'aluminium conserve ses propriétés à très basse température, telles que la douceur, l'élasticité et la résistance.

Cette qualité le rend idéal pour les pièces de fonctionnement à basse température.

Applications

Couvercle de turbine d'avion fabriqué à partir d'usinage CNC en aluminium

Comme mentionné précédemment dans l'article, l'aluminium et ses alliages ont de nombreuses qualités avantageuses, ce qui rend l'usinage CNC de pièces en aluminium essentiel dans plusieurs industries.

Industrie aérospaciale

Le rapport résistance/poids élevé de l'aluminium et son usinage CNC de précision le rendent idéal pour divers composants aérospatiaux, y compris les profils aérodynamiques, les pièces de montage et de train d'atterrissage, les bagues et différents connecteurs électriques.

Industrie automobile

L'aluminium est capable de supporter le poids plus élevé.Par conséquent, diverses pièces automobiles sont préparées par usinage CNC en aluminium.Tels que des arbres, des composants uniques, des panneaux muraux à l'intérieur du véhicule, des essieux moteurs, des boîtes de vitesses, des démarreurs et bien d'autres.

Industrie électrique

Grâce à l'usinage CNC de l'aluminium, les appareils électriques et électroniques grand public deviennent plus petits, ont des tolérances plus strictes et sont toujours légers.Les circuits imprimés, les dissipateurs thermiques et les semi-conducteurs sont des exemples de pièces.

Industrie médicale

L'usinage CNC de l'aluminium répond au besoin d'équipements médicaux nécessitant un usinage léger et de précision.De nombreux composants de recherche, chirurgicaux et d'administration de médicaments, y compris les implants chirurgicaux, les machines d'IRM, les poignées de lame, les couteaux et les ciseaux chirurgicaux, sont fabriqués avec un usinage CNC en aluminium.

Autres applications

Les battes de baseball et les sifflets de sport sont des exemples d'équipements sportifs.Les industries alimentaires et pharmaceutiques utilisent également des composants en aluminium créés par usinage CNC.Aussi, les applications cryogéniques sont nombreuses.

Conclusion

Comme vous le savez grâce à cet article, l'aluminium présente diverses propriétés et avantages pour l'utilisation de ses pièces créées par usinage CNC.En raison de l'excellente usinabilité, une tolérance dimensionnelle serrée est facilement réalisable.Donc, si vous souhaitez envisager l'usinage CNC de l'aluminium pour votre projet, notre service d'usinage à la demande est là pour vous aider..Nousproposez un professionnelService d'usinage CNCpour toutes les pièces en aluminium.Ici, nos ingénieurs de contrôle qualité surveillent chaque étape d'usinage pour maintenir la norme et la tolérance.Ne hésitez pas àContactez-nouspour plus d'informations

FAQ

Quelles sont les nuances populaires d'alliages d'aluminium?

L'aluminium 2024, 6061, 7075, 3003 et 5052 sont les nuances populaires pour l'usinage CNC.

Comment puis-je sélectionner la meilleure qualité d'alliage ?

Cela dépend des applications des produits et des qualités mécaniques et physiques nécessaires, notamment la dureté, la résistance, la ductilité et la conductivité.Parce que chaque type de nuance d'alliage a des propriétés uniques, choisir la meilleure nuance peut être difficile.Alors, laissez nos professionnels décider ce qui convient le mieux à votre projet en fonction de vos besoins.

Quels sont les facteurs à prendre en compte dans l'usinage CNC de l'aluminium ?

Pour un usinage CNC de qualité, vous devez tenir compte de divers facteurs tels que le matériau de l'outil (carbure), la géométrie de l'outil (numéros de flûte, hélice et angle de dégagement), la vitesse de coupe, le taux d'alimentation et le fluide de coupe.

L'usinage CNC de l'aluminium est-il cher ?

Non, la création des pièces en aluminium avec une machine CNC est un processus rentable, surtout en grande quantité.De plus, nous offrons des prix très compétitifs.Contactez-nouset obtenez uncitationDans les 24 heures.

Êtes-vous un fabricant?

Oui, nous sommes un important fabricant de porcelaine.Nous pouvons fournir des services de fabrication à la demande tels que l'usinage CNC, la tôlerie, le moulage par injection, l'extrusion d'aluminium et la finition de surface.