La lavorazione CNC delle leghe di alluminio è un processo di produzione ampiamente utilizzato grazie alle eccellenti proprietà delle leghe di alluminio, come l'elevato rapporto resistenza/peso, la buona resistenza alla corrosione e l'elevata conduttività termica. Quando si tratta di lavorazione CNC di leghe di alluminio, una delle decisioni chiave è se utilizzare condizioni di lavorazione a secco o a umido. In qualità di fornitore di leghe di alluminio con lavorazione CNC, ho una vasta esperienza in entrambi i metodi e vorrei condividere le differenze tra loro.
1. Temperatura di taglio
Nella lavorazione CNC a secco di leghe di alluminio, il calore generato durante il processo di taglio viene dissipato principalmente attraverso il pezzo, i trucioli e l'utensile da taglio. Poiché non è presente alcun refrigerante per dissipare il calore, la temperatura di taglio può aumentare in modo significativo. Le elevate temperature di taglio possono portare a diversi problemi. In primo luogo, può causare una dilatazione termica del pezzo, che influisce sulla precisione dimensionale del pezzo lavorato. Ad esempio, se la temperatura di un pezzo in lega di alluminio aumenta durante la lavorazione, le sue dimensioni potrebbero cambiare, dando luogo a parti che non soddisfano le tolleranze richieste.
In secondo luogo, le alte temperature possono anche accelerare l’usura degli utensili. Il tagliente dell'utensile diventa più morbido alle alte temperature, rendendolo più soggetto ad abrasione e scheggiatura. Ciò riduce la durata dell'utensile e aumenta il costo della sostituzione dell'utensile.
D'altro canto, la lavorazione a umido, che prevede l'uso di refrigeranti, riduce efficacemente la temperatura di taglio. I refrigeranti assorbono e portano via una grande quantità di calore generato durante il processo di taglio. Mantenendo una temperatura di taglio più bassa, la dilatazione termica del pezzo viene ridotta al minimo, garantendo una migliore precisione dimensionale. Inoltre, la temperatura ridotta aiuta a preservare la durezza dell'utensile da taglio, prolungandone la durata. Ad esempio, in un progetto di lavorazione a lungo termine, l'uso del refrigerante può raddoppiare o addirittura triplicare la durata dell'utensile rispetto alla lavorazione a secco.
2. Formazione ed evacuazione del truciolo
La formazione del truciolo è un’altra area in cui la differenza tra la lavorazione CNC a secco e a umido delle leghe di alluminio è significativa. Nella lavorazione a secco, la mancanza di refrigerante può causare l'adesione dei trucioli all'utensile da taglio e al pezzo in lavorazione. Le leghe di alluminio hanno la tendenza a formare bordi di riporto (BUE) sull'utensile da taglio. Un tagliente di riporto è una massa di materiale che aderisce al tagliente, che può modificare la geometria dell'utensile e influenzare la finitura superficiale della parte lavorata.
Inoltre, nella lavorazione a secco, i trucioli possono essere più difficili da evacuare dall'area di taglio. L'elevata temperatura può far sì che i trucioli diventino appiccicosi e aggrovigliati, con conseguente intasamento dei trucioli. Ciò può interrompere il processo di lavorazione, causare danni alla superficie del pezzo e persino rompere l'utensile da taglio.
Nella lavorazione a umido, i refrigeranti svolgono un ruolo cruciale nella formazione e nell'evacuazione dei trucioli. Il liquido refrigerante agisce come lubrificante, riducendo l'attrito tra l'utensile da taglio e il pezzo da lavorare. Ciò aiuta a prevenire la formazione di bordi di riporto e garantisce un processo di taglio più stabile. Inoltre, il flusso del refrigerante allontana i trucioli dall'area di taglio, prevenendone l'intasamento. I trucioli nella lavorazione ad umido sono solitamente più consistenti in forma e dimensioni e sono più facili da raccogliere e smaltire.
3. Finitura superficiale
La finitura superficiale delle parti lavorate in lega di alluminio è fortemente influenzata dalle condizioni di lavorazione. Nella lavorazione CNC a secco, l'elevata temperatura di taglio e la presenza di taglienti di riporto possono provocare una finitura superficiale ruvida. I bordi di riporto possono lasciare segni irregolari sulla superficie lavorata e anche l'espansione e la contrazione termica del pezzo possono causare difetti superficiali.
Al contrario, la lavorazione a umido generalmente produce una migliore finitura superficiale. Il liquido refrigerante riduce l'attrito e il calore, prevenendo la formazione di bordi di riporto. Il flusso regolare del refrigerante aiuta inoltre a lavare via eventuali detriti che potrebbero potenzialmente graffiare la superficie del pezzo. Di conseguenza, le parti lavorate hanno una superficie più liscia, spesso richiesta per applicazioni in cui l'estetica o il basso attrito sono importanti, come nei componenti automobilistici e aerospaziali.
4. Impatto ambientale
La lavorazione a secco è considerata per alcuni aspetti più rispettosa dell’ambiente. Poiché non utilizza refrigeranti, non è necessario occuparsi dello smaltimento dei rifiuti del refrigerante, che può rappresentare un notevole problema ambientale. I liquidi refrigeranti spesso contengono sostanze chimiche che possono essere dannose per l'ambiente se non trattate adeguatamente.
Tuttavia, la lavorazione a secco presenta anche degli svantaggi ambientali. Le elevate temperature di taglio possono generare più polvere e fumi, che possono rappresentare un pericolo per la salute dei lavoratori. Queste polveri e fumi possono contenere particelle di alluminio e altri contaminanti.
La lavorazione a umido, pur presentando il problema dello smaltimento del refrigerante, può ridurre la quantità di polvere e fumi generati durante il processo di lavorazione. Il liquido refrigerante può catturare e sopprimere la polvere, migliorando l'ambiente di lavoro per gli operatori.
5. Considerazioni sui costi
Il costo della lavorazione CNC delle leghe di alluminio è influenzato dalle condizioni di lavorazione sia a secco che a umido. Nella lavorazione a secco, il principale fattore di costo è l’usura dell’utensile. Come accennato in precedenza, l'elevata temperatura di taglio nella lavorazione a secco comporta un'usura più rapida dell'utensile, il che significa sostituzioni più frequenti dell'utensile. Ciò può aumentare il costo complessivo della lavorazione, soprattutto per la produzione su larga scala.
Nella lavorazione a umido vi sono costi aggiuntivi associati al refrigerante. L'acquisto, lo stoccaggio e lo smaltimento del liquido refrigerante contribuiscono tutti al costo di produzione. Tuttavia, la maggiore durata dell’utensile e la migliore finitura superficiale ottenuta nella lavorazione a umido possono compensare alcuni di questi costi. Per la produzione ad alta precisione e in grandi volumi, i vantaggi della lavorazione a umido in termini di durata dell'utensile e qualità delle parti possono superare i costi aggiuntivi legati al refrigerante.
I nostri servizi
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Riferimenti
- Astakhov, vicepresidente (2010). Teoria e pratica del taglio dei metalli. Stampa CRC.
- Trent, EM e Wright, PK (2000). Taglio dei metalli. Butterworth-Heinemann.
- Stephenson, DA e Agapiou, JS (2006). Taglio dei metalli: teoria e applicazione. Stampa CRC.