Sie haben gerade ein cooles Gerät in CAD gezeichnet - jetzt brauchen Sie es in glänzendem Metall. Aber halt! Wenn die Werkstatt Ihr Modell nicht fräsen kann, wird der Kostenvoranschlag explodieren oder das Teil wird floppen. Mit ein paar einfachen CNC-Bearbeitung von Aluminium Regeln spart sowohl Kopfschmerzen als auch Geld. Für eine reibungslose CNC-Bearbeitung von Aluminium, denken Sie daran:

1. Runde Innenecken.
2. Sorgen Sie für ausreichend dicke Wände.
3. Beachten Sie die Grenzen der Lochtiefe.
4. Vermeiden Sie ungewöhnliche Werkzeuge.
5. Fügen Sie einen Entwurf oder einen mehrachsigen Zugang für versteckte Stellen hinzu.

Im Folgenden werden wir jede Regel in einfachen Worten auspacken, schnelle Diagramme zeigen und Geschichten aus echten Geschäften einstreuen, damit Sie einmal entwerfen und gleich beim ersten Versuch zufrieden sein können.

Konstruktionsregeln für die CNC-Bearbeitung von Aluminium

Eine solide Skizze ist die halbe Miete. Beginnen Sie mit den Grundlagen des Werkzeugs: Schaftfräser sind rund, daher müssen die Innenecken einen passenden Radius haben - niemals scharfe Spitzen. Außerdem verhalten sich Wände wie Gitarrensaiten: Wenn sie zu dünn sind, schwingen sie. Halten Sie Aluminiumwände dicker als 0,25 mm und Böden dicker als 0,5 mm. Die Bohrungstiefe sollte weniger als das Dreifache des Durchmessers betragen, damit sich die Späne leicht entfernen lassen. Gewinde, die länger als das 1,5fache des Durchmessers sind, erhöhen kaum die Festigkeit und verlangsamen das Schneiden. Planen Sie schließlich Merkmale ein, die Standardfräser erreichen können, um die Kosten für Sonderwerkzeuge zu umgehen. Die Befolgung dieser schnellen Fakten verbindet die niedrigen Kosten von Aluminium mit den großen Vorteile der CNC-Maschine Wiederholbarkeit, die jeder Auftrag erfordert.

Inneneckradien

Stellen Sie sich vor, Sie mähen den Rasen mit einem Fußball - Sie würden die Ecken verfehlen! Das Gleiche gilt für die CNC-Bearbeitung von Aluminium. Verwenden Sie einen Innenradius, der mindestens 10 % größer ist als der Radius des Fräsers, damit die Späne abtransportiert werden und der Werkzeugverschleiß gering bleibt. Ein 6-mm-Schaftfräser mag eine 4-mm-Ecke, aber 5 mm fühlen sich glatter an. Wenn Sie kleinere Radien benötigen, wechseln Sie zu Micro-CNC-Bearbeitungsfräsern, aber rechnen Sie mit längeren Zykluszeiten und höheren Kosten.

Wanddicke Weisheit

Dünne Wände singen wie Stimmgabeln. Halten Sie die Dicke des Aluminiums über 0,25 mm und das Verhältnis von Höhe zu Dicke unter 8:1. Für höhere Rippen - denken Sie an Kühlkörper - fügen Sie Rippen hinzu oder verstärken Sie das Profil. Dank des intelligenten Wanddesigns kann die CNC-Bearbeitung von Prototypen schnell und ohne zusätzliches Einrichten an die Endproduktion angepasst werden.

Löcher, Gewinde und Tiefe

Standard-Spiralbohrer funktionieren am besten bis zu einem Durchmesser von 3×. Bei tieferen Bohrungen besteht die Gefahr, dass das Werkzeug wandert und die Späne verschluckt werden. Senkbohrungen oder Gewindelöcher? Planen Sie eine Gewindetiefe von nicht mehr als 1,5× des Durchmessers. Gewindefräsen ist bei winzigen M2-Bohrungen besser als Gewindeschneiden, erfordert aber korrekte spiralförmige Bahnen in CAM.

Interne Ecken respektieren

Scharfe Ecken, Rissschneider und verzogene Teile. Runden Sie sie stattdessen großzügig ab. Bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium liebt ein 3 mm-Werkzeug einen Innenradius von 2 mm. Größere Radien vermindern auch Spannungsspitzen und erhöhen die Festigkeit. Fügen Sie "Hundeknochen"-Reliefs für quadratische Schlitze hinzu; der Fräser knabbert an der 90°-Kante vorbei und lässt so Platz für die Steckzungen. Dieser Trick eignet sich besonders für die Konstruktion von Schnapphalterungen für CNC-Bearbeitung von Acryl Tafeln.

Infos: Verdoppeln Sie den Durchmesser des Fräsers, um eine glatte Oberfläche in Taschenecken zu erhalten.

Solide Wände und Böden bauen

Wände, die dünner als 0,25 mm sind, wackeln unter den Kühlmittelstrahlen. Streben Sie in hohen Abschnitten 0,5 mm an. Wenn Sie Gewicht einsparen müssen, fräsen Sie Innentaschen ein und halten Sie die Außenschalen dick. Verrippungen erhöhen die Steifigkeit, ohne dass sie zu dick werden - ein Vorteil bei Drohnenrahmen, die mit CNC-Prototypen hergestellt werden. Bodendicke? Halten Sie sich an mindestens 0,5 mm, damit die Vakuumvorrichtungen halten, ohne sich zu verbiegen.

Kurzer Tipp: Schrupp- und Schlichtschnitte wechseln sich ab; der Schruppschnitt lässt das Material stehen, so dass der Schlichtschnitt die Vibrationsnarben entfernt.

Bohrungstiefen, -durchmesser und -gewinde

Tiefe Löcher fangen Späne ein. Begrenzen Sie die Bohrtiefe auf das Dreifache des Durchmessers oder fügen Sie eine Durchgangsbohrung für den Späneabfluss hinzu. Gewindeentlastungsnuten erleichtern den Austritt aus dem Werkzeug und verbessern den späteren Beschichtungsfluss. Wählen Sie bei jeder CNC-Bearbeitung von Aluminium grobe Gewinde für weiche Legierungen wie 6061 - so ist die Gefahr von Abrieb geringer.

Tatsache: Gewinde mit einem Durchmesser von mehr als 1,5× erhöhen die Ausreißfestigkeit nur um 5 %, aber die Zykluszeit um 20 %.

Funktionen werkzeugfreundlich halten

Ungewöhnliche Nuten erfordern Sonderfräser. Entwerfen Sie stattdessen Radien, die zu handelsüblichen Schaftfräsern passen. Vertiefte Logos? Versenken Sie sie 0,25 mm tief, damit ein 1 mm-Fräser sie erreichen kann, ohne abzubrechen. Die Kombination von Lasergravur und Fräsen ermöglicht auch eine detailreiche Beschriftung von CNC-gefrästen Aluminiumteilen - kombinieren Sie die Verfahren, wie wir es bei CNC-gefrästen Namensschildern aus Acryl tun.

Anregung: Begrenzen Sie die Schlitzbreite auf den Fräserdurchmesser plus 10 %, um die Späne optimal abzuführen.

Entwurfswinkel und verborgene Hinterschneidungen

Die leichte Verjüngung sorgt für ein sauberes Lösen der Werkzeuge und die Beseitigung von Spänen. Ein Winkel von 1°-2° bringt fast kein zusätzliches Gewicht und beschleunigt die Bearbeitung. Benötigen Sie Hinterschneidungen? Planen Sie T-Nut- oder Lollipop-Fräser ein oder setzen Sie eine 5-Achsen-Bearbeitung ein. Bei der Micro-CNC-Bearbeitung von winzigen Hinterschnitten ist die Tiefe zu minimieren, um die Fräserstärke zu erhalten.

Die Gefahr: Wird der Luftzug in tiefen Taschen ignoriert, kann das Werkzeug eingeklemmt werden, was zu lauten Zusammenstößen und abgeschabtem Material führt.

Zielvorgaben für Finish und Toleranzen

Die Standardoberfläche Ra 3,2 µm eignet sich für die meisten Gehäuse; Ra 1,6 µm glänzt bei Schiebesitz. Vermeiden Sie es, "so glatt wie möglich" zu spezifizieren - die Werkstätten verlangen einen Aufpreis. Enge Toleranzen sind nur dort angebracht, wo sie notwendig sind, wie bei Lagersitzen. Lassen Sie bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium großzügige ±0,1 mm auf den kosmetischen Flächen; durch Schleifen oder Perlstrahlen lassen sich Werkzeugspuren schnell entfernen.

Infos: Jede zusätzliche Dezimalstelle kann die Bearbeitungszeit verdoppeln.

Wärmemanagement zur Vermeidung von Verformungen

Aluminium leitet die Wärme, aber dünne Rippen können sich trotzdem verziehen. Verwenden Sie das Gleichlauffräsen und ausgewogene Werkzeugwege, um die Wärme gleichmäßig abzuleiten. Wenn Ihr Teil wie eine Waffelpfanne aussieht, bearbeiten Sie beide Seiten schrittweise, um Spannungen abzubauen. Viele Konstrukteure, die Formen für die CNC-Bearbeitung von Acrylglas herstellen, vergessen dies und wundern sich, warum die Deckel wie Wippen wackeln.

Warnungen: Entfernen Sie alle scharfen Grate vor dem letzten Glühen; Grate härten ungleichmäßig ab und verdrehen dünne Wände.

Vom Prototyp zur Produktion

Frühe Modelle können Fasen auslassen oder lockere Passungen verwenden, um die Form zu testen. CNC-Bearbeitung von Prototypen profitiert von Schnellwechselvorrichtungen und Tabbed Stock, um Rüstzeit zu sparen. Sobald die Konstruktion feststeht, optimieren Sie die Werkzeuglängen, fügen nach Möglichkeit Radien hinzu und gruppieren die Bearbeitungen, um die Vorteile der CNC-Maschinenwiederholung voll auszuschöpfen.

Erfolg: Einmal entwerfen, schnell prototypisieren, Ecken verfeinern - die Produktion läuft in der Hälfte der ursprünglichen Zykluszeit.

Materialauswahl und Nachbearbeitung

Aluminium 6061 ist der Maßstab für Kosten und Einfachheit. Brauchen Sie zusätzliche Stärke? 7075 ist besser. Sie möchten glänzen? 5083 lässt sich wunderbar eloxieren. Nach dem Schneiden entgraten Sie die Kanten und eloxieren, pulverbeschichten oder beschichten sie mit Klarlack, um sie vor Korrosion zu schützen. Harteloxieren verdichtet die Oberfläche, ohne feine Details abzurunden - gut für Mikro-CNC-Bearbeitung Gänge.

Schlussfolgerung

Großartige Teile beginnen mit einem intelligenten Design. Befolgen Sie die Eckradius-Regel, halten Sie die Wände stabil, achten Sie auf die Bohrungstiefe und wählen Sie Merkmale, die von normalen Fräsern erreicht werden. Entformungsschrägen, ausgewogene Werkzeugwege und die richtigen Legierungen vervollständigen das Rezept. Wenn Sie sich an diese Hinweise halten, wird die CNC-Bearbeitung von Aluminium zum Kinderspiel und Sie erhalten immer wieder stabile, saubere und kostengünstige Teile.

FAQs

Warum können Innenecken nicht scharfkantig sein?
Schneidegeräte sind rund; sie müssen im Inneren eine gekrümmte Bahn hinterlassen, nicht eine perfekte Spitze.

Versagen dünne Wände immer?
Nicht, wenn sie verstrebt sind, aber zu dünn lädt zu Rütteln und Hitzeverzug ein.

Lohnt sich das Gewindefräsen bei kleinen Teilen?
Ja, durch das Fräsen werden die Gewinde sauberer und die Gewindebohrer in Sacklöchern brechen nicht ab.

Wie viel Tiefgang ist genug?
Bei einem Grad kann das Werkzeug in der Regel ohne Reibung austreten, bei tieferen Taschen sind möglicherweise zwei erforderlich.

Wann sollte ich von 6061 auf 7075 wechseln?
Wenn Sie eine höhere Festigkeit oder Ermüdungsbeständigkeit benötigen und eine etwas härtere Bearbeitung vertragen können.