Extrusão de alumínio para usinagem CNC: guia de liga, tolerância e design

Um construtor de estruturas encomenda quarenta comprimentos de perfil de ranhura em T de 80 x 80 mm em 6063-T5, usina ambas as extremidades quadradas, aparafusa um pórtico e, em seguida, mede um arco de 0,7 mm em 1,5 m de trilho linear. A matriz estava correta, a extrusão estava dentro da faixa de tolerância e o fornecedor não fez nada de errado. O erro foi cometido meses antes, quando a liga foi escolhida pela facilidade de extrusão e não pelo comportamento sob uma fresa de facear.

Esse padrão explica a maior parte do retrabalho nesse nicho. A extrusão de alumínio para CNC é uma decisão em duas etapas: o perfil é formado a quente, depois é cortado a frio, e a segunda etapa pune as escolhas feitas na primeira. Liga, têmpera, espessura da parede, linearidade e margem de usinagem interagem, e a ordem em que você os acomoda decide se você descarta peças ou desenhos.

Liga e temperamento decidem o que o cortador sente

Dois perfis podem sair da mesma linha de prensagem, parecer idênticos e usinar como materiais diferentes. A diferença é a liga e como ela envelheceu. A usinabilidade não é um número aqui; é a formação de cavacos, a aresta postiça, o desgaste da ferramenta e o quanto a peça se move depois que os grampos se soltam.

Se sua oficina ainda estiver calibrando caminhos de ferramenta em relação à geometria do perfil, esta referência no como os perfis industriais de alumínio se comportam sob usinagem CNC vale a pena ler junto com o relatório do primeiro artigo.

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Tolerâncias e estoque que sobrevivem ao primeiro corte

A tolerância à extrusão é onde os projetos perdem dinheiro silenciosamente. Um perfil encomendado com uma retilineidade comercial de aproximadamente 1 a 2 mm por metro e até 1 grau de torção por metro ainda precisará de estoque de usinagem, porque o acessório faz referência à extrusão, não ao desenho. Se a face de referência se desviar, cada corte posterior herdará o erro.

Três especificações fazem a maior parte do trabalho:

• Espessura da parede: as tolerâncias gerais para seções extrudadas normalmente variam para mais ou menos 0,1 mm em paredes finas ou cerca de 10 por cento, o que for maior. Pergunte quais paredes são críticas, porque uma seção desenhada com tolerâncias uniformes em todos os lugares custa mais do que uma que marca duas faces funcionais.
• Subsídio de usinagem: deixe 0,5 mm por face cortada para acabamento leve, 1,0 mm onde uma face deve ser retificada após o endireitamento por estiramento e mais onde o perfil for longo ou fino.
• Retidão após alongamento: os perfis em T5 e T6 são esticados aproximadamente 0,5 a 1,5 por cento após a têmpera para reduzir a tensão residual. Confirme a direção do estiramento em relação ao seu plano de fixação.

Um dado personalizado costuma ser a parte mais barata deste exercício. Quando uma seção precisa manter uma face usinada plana por um longo vão, trabalhar a partir de um formato de catálogo padrão geralmente custa mais em fixação do que custaria uma matriz dedicada.

Onde realmente está o custo em um perfil pronto para CNC

Os compradores tendem a negociar o item de linha de extrusão e ignorar tudo ao seu redor. Uma análise ilustrativa do custo de entrega por quilograma mostra por que isso é um erro: o metal domina, mas a margem de usinagem com a qual você concorda adiciona discretamente peso a cada comprimento que você envia e corta.

Duas alavancas decorrem dessa imagem. Primeiro, compre a liga e o peso do tarugo com precisão, já que uma tolerância de 0,5 mm em uma seção oca se multiplica por milhares de metros. Em segundo lugar, trate a amortização como algo único que desaparece após o primeiro pedido, o que torna os volumes repetidos muito mais baratos do que as quantidades experimentais sugerem.

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Onde o alumínio extrudado aparece no trabalho CNC

A demanda não está distribuída uniformemente entre os setores, e a divisão determina o que as extrusoras mantêm em estoque e a rapidez com que podem cotar.

As estruturas das máquinas dominam porque a geometria da ranhura em T é usinada de maneira previsível e remontada sem soldagem. O trabalho automotivo e de veículos elétricos é o segmento de evolução mais rápida, onde as seções extrudadas são frequentemente usinadas em três faces e montadas com outros componentes. O armazenamento de energia e o hardware solar favorecem seções longas, finas e de baixo custo, onde a retilineidade é mais importante do que a resistência.

As seções estruturais e de linha de montagem padrão cobrem a maior parte da estrutura sem uma nova matriz, enquanto os alojamentos da bateria, os suportes e os componentes do trilho quase sempre justificam um perfil dedicado.

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Uma sequência de compra que evita retrabalho

Os fornecedores só podem controlar o que você especifica. Execute essas cinco etapas em ordem e a maioria das surpresas posteriores desaparecem antes que o primeiro dado seja cortado.

Antes de comprometer volume, vale também conferir a situação do fornecedor pegada de extrusão e usinagem , incluindo contagem de prensas, tratamento térmico e capacidade de usinagem interna, porque um parceiro que extrusa, mas não consegue usinar, ainda enviará suas peças para as operações que determinam seu rendimento.

Notas de manutenção, acabamento e conformidade

O desenho é aprovado, as peças se encaixam e depois de um ano de serviço é decidido se a escolha foi acertada. Alguns controles protegem esse resultado.

1. Combine a anodização com o ambiente. As molduras internas geralmente ficam bem com 10 a 15 micrômetros de filme anódico; a exposição externa ou costeira exige 15 a 25 micrômetros e uma etapa de vedação. Revestimentos mais espessos podem alterar ajustes apertados, portanto especifique furos críticos após o revestimento.
2. Mantenha registros de liga. Guarde os números de aquecimento e os certificados de têmpera para que um lote com falha possa ser rastreado até uma execução de fundição ou envelhecimento, em vez de toda a entrega.
3. Verifique antecipadamente as substâncias restritas. As declarações RoHS e REACH, além de revestimentos de conversão isentos de cromato, são cada vez mais exigidas pelos clientes automotivos e eletrônicos.
4. Controle o armazenamento e a corrosão de contato. Armazene os perfis em suportes limpos em vez de concreto úmido, mantenha-os longe dos pontos de contato do aço e limpe os cavacos antes da montagem para evitar manchas galvânicas.
5. Separe as limalhas por liga. As aparas misturadas de 6061 e 6063 caem drasticamente no valor de reciclagem, e a diferença é fácil de preservar com duas lixeiras.

Nenhuma dessas etapas é exótica, mas cada uma delas é mais barata do que descobrir o problema depois que as peças foram montadas e enviadas.

A extrusão de alumínio para CNC é bem-sucedida quando a especificação é escrita do fuso para trás. Escolha a liga para o corte, defina a retilineidade e a tolerância antes de encomendar a matriz e trate a extrusão e a usinagem como um processo em vez de duas compras. Essa sequência mantém a tolerância, a taxa de refugo e o prazo de entrega sob controle muito depois de a cotação ter sido assinada.