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El aluminio tiene múltiples usos y es uno de los metales más utilizados en piezas mecanizadas de precisión. Es ligero y flexible, pero a la vez posee una excelente resistencia mecánica; es fácil de mecanizar; y es económico en comparación con otros tipos de materiales utilizados en las industrias aeroespacial y automotriz. Desde el punto de vista de un maquinista, quienes buscan un proveedor de mecanizado/fabricación de aluminio deben comprender cómo aprovechar estas ventajas para lograr una mejor calidad, menores costos y plazos de entrega más rápidos.
Con tantas ventajas también vienen algunos desafíos. Por ejemplo, muchas personas se han preguntado si el aluminio se puede mecanizar con CNC (control numérico computarizado). ¿Cuál es la diferencia entre las aleaciones 6061 y 7075? ¿Cómo se obtiene un acabado perfecto? En Falcon CNC Swiss, hemos fabricado millones de componentes de aluminio utilizando diversas técnicas de CNC en numerosas industrias. Este documento abordará este tipo de preguntas y también brindará orientación sobre: especificación de diseños; diseño de componentes; y abastecimiento de piezas de mecanizado CNC de aluminio a través de un fabricante establecido.
Sí, por supuesto. El aluminio es uno de los mejores materiales que se pueden utilizar para la fabricación con CNC. También es, en muchos sentidos, el material ideal para usar en CNC debido a su excelente capacidad para fabricarse en formas y tamaños exactos (es decir, muy estable), así como a sus excelentes características de transferencia de calor (es decir, conductividad térmica). A diferencia de materiales como el cobre puro o materiales duros como el titanio, que son muy gomosos o duros respectivamente, el aluminio se puede cortar a velocidades mucho más rápidas, producirse con acabados superficiales muy buenos, y las herramientas utilizadas para fabricar piezas de aluminio tienen una vida útil muy larga. En consecuencia, el aluminio será utilizado por muchos proveedores de mecanizado CNC de aluminio para producir piezas que van desde prototipos hasta series de producción de alto volumen.
El mecanizado CNC es un proceso que produce productos de aluminio con forma mediante el uso de maquinaria controlada por computadora, como tornos, fresadoras o máquinas de roscar suizas. Este tipo de mecanizado elimina material de una pieza sólida de aluminio para producir aluminio mecanizado por CNC que se fabrica con tolerancias muy específicas. El aluminio generalmente proviene de barra (también conocida como tocho) y el producto terminado conservará las mismas características, como durabilidad y resistencia a la corrosión, que poseía la barra original, lo que difiere de otros métodos de fabricación utilizados con piezas fundidas o conformadas que tienen porosidad interna y/o puntos débiles de tensión.
Sí. El aluminio 6061 también se fabrica mediante mecanizado CNC y se usa ampliamente para este propósito debido a su excepcional resistencia, maquinabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión. El grado de aluminio utilizado para este proceso se conoce como 6061-T6 y es ampliamente reconocido como una de las mejores aleaciones disponibles para su uso en la fabricación de piezas procesadas por CNC. El patrón de viruta predecible y fácil de cortar, y el comportamiento homogéneo del aluminio durante las operaciones de mecanizado hacen que el aluminio 6061 sea un material excelente para producir piezas con tolerancias estrechas.
Si bien el mecanizado CNC es un proceso de fabricación muy flexible y/o versátil, algunos ejemplos en los que el mecanizado CNC es difícil incluyen:
Materiales muy duros: Como los aceros para herramientas completamente endurecidos o las cerámicas requieren equipos y herramientas especializados.
Materiales altamente elásticos: El caucho puro o los elastómeros muy blandos se deforman bajo la presión de corte.
Materiales con puntos de fusión bajos: Como ciertos plásticos que se derriten o engoman las herramientas.
Materiales altamente abrasivos: Como los compuestos de fibra de carbono que desgastan rápidamente las herramientas de corte.
Materiales reactivos o peligrosos: Que requieren un manejo especial.
Afortunadamente, el aluminio se encuentra en el extremo opuesto de este espectro: es uno de los materiales más indulgentes y productivos para mecanizar.
Si la planitud absoluta es imprescindible para su dispositivo electrónico (soporte de cámara o base óptica), la forma más ideal de proporcionar estabilidad térmica a su pieza es utilizar la placa fundida MIC-6 construida específicamente para mecanizado.
No todo el aluminio es igual. Seleccionar la aleación correcta para sus piezas de mecanizado CNC de aluminio es la primera y más crítica decisión de ingeniería.
Las principales familias de aleaciones
| Aleación | Características | Aplicaciones típicas | Clasificación de maquinabilidad |
| 6061-T6 | Excelente polivalente: buena resistencia, resistencia a la corrosión, soldabilidad | Soportes, carcasas, piezas estructurales, prototipos | ★★★★★ |
| 7075-T6 | Resistencia muy alta (comparable al acero dulce), menor resistencia a la corrosión | Accesorios aeroespaciales, componentes de alta tensión, engranajes | ★★★★☆ |
| 2024-T3 | Alta resistencia, buena resistencia a la fatiga, mala resistencia a la corrosión | Estructuras de aeronaves, revestimientos de alas, sujetadores | ★★★☆☆ |
| 5052-H32 | Excelente resistencia a la corrosión, buena formabilidad, menor resistencia | Componentes marinos, tanques de combustible, piezas de chapa metálica | ★★★★☆ |
| MIC-6 | Placa fundida con alivio de tensiones, excelente estabilidad dimensional | Placas base de precisión, fijaciones de máquinas, ventosas de vacío | ★★★★★ |
Para piezas estructurales: 6061-T6 es la opción predeterminada para la mayoría de los proyectos de fabricantes de mecanizado de aluminio.
Para máxima resistencia: Especifique 7075-T6, pero tenga en cuenta que es más caro y menos resistente a la corrosión (a menudo requiere recubrimiento).
Para estabilidad térmica: Si su pieza requiere una planitud y estabilidad absolutas (como un soporte de cámara o una base óptica), la placa fundida MIC-6 está diseñada específicamente para mecanizado.
Obtenga más información sobre nuestro amplio servicio de mecanizado CNC de precisión para sus piezas de aluminio personalizadas ahora.
Para desempeñarse eficazmente como proveedor de mecanizado CNC de aluminio, el maquinista debe dominar las herramientas utilizadas al mecanizar aluminio. Las características blandas del aluminio a menudo son engañosas al intentar fabricar productos de alta calidad; por lo tanto, el maquinista debe saber qué estrategias de herramienta utilizar para producir el mejor producto final.
Bordes afilados: El aluminio se corta mejor con flautas afiladas y pulidas que evitan que el material se suelde a la herramienta (filo recrecido).
Ángulos de hélice altos: Las herramientas con ángulos de hélice de 40°-45° evacuan las virutas rápidamente, evitando el recorte y la acumulación de calor.
Recubrimientos: Si bien el carburo sin recubrimiento funciona bien, los recubrimientos de ZrN (nitruro de circonio) o DLC (carbono tipo diamante) reducen la fricción y evitan la adhesión del aluminio.
Estrategia de refrigerante: El refrigerante de alta presión a través del husillo es ideal para limpiar virutas de cavidades profundas y mantener la estabilidad térmica.
El aluminio se puede mecanizar fácilmente a velocidades de husillo muy altas cuando se utiliza tecnología CNC. Las velocidades del husillo pueden variar con éxito de 500 a 1,500 pies superficiales por minuto (SFM) dependiendo del tipo de operación que se realice y de la rigidez de la máquina. Las herramientas deben producir cargas de viruta suficientes para ayudar a evitar el roce de la viruta, lo que endurecería la superficie de la pieza que se está fabricando.
El coeficiente de expansión térmica del aluminio es mucho más alto que el del acero, lo que significa que el mecanizado de precisión requerirá gestionar el crecimiento térmico de las piezas de aluminio termostáticas.
Una pieza de aluminio que mide 100 mm crecerá aproximadamente 0.23 mm cuando se calienta con un cambio de temperatura de diez grados. Un fabricante de piezas de mecanizado CNC de aluminio que necesita mantener la definición general de la pieza dentro de +/- 0.01 mm puede lograrlo mediante:
Controlando la temperatura del refrigerante (estabilizar la temperatura del refrigerante estabilizará tanto la pieza como la máquina)
Usando pasadas de desbaste para eliminar primero una gran cantidad de material para que las tensiones asociadas con el mecanizado se liberen antes de realizar los cortes de acabado para alcanzar las dimensiones finales de la pieza.
Diseñando fijaciones para sujetar las piezas de modo que no se deformen debido a tensiones mecánicas.
Aunque el aluminio tiene una capa de óxido natural (alúmina) que protege el material base hasta cierto punto, casi todos los componentes CNC de aluminio diseñados requerirán algún tipo de tratamiento superficial.
El anodizado es un proceso electroquímico que aumenta el grosor de la capa de óxido natural, produciendo una superficie dura, duradera y resistente a la corrosión. Otro beneficio del anodizado del aluminio es que la superficie resultante se puede teñir, de ahí el familiar aluminio de colores que se utiliza en muchos productos electrónicos de consumo.
Tipo I de anodizado: El anodizado con ácido crómico (película delgada) funciona bien para mantener tolerancias muy estrechas y producir ensamblajes complejos.
Tipo II de anodizado: El an
