Welke aluminiumlegeringen worden vaak gebruikt bij CNC-bewerking?

Aluminiumlegeringen behoren tot de meest gebruikte materialen voor CNC-bewerking, omdat ze een lage dichtheid, voldoende mechanische sterkte, goede bewerkbaarheid en ruime beschikbaarheid combineren. Ze worden gebruikt voor de productie van precisiebehuizingen, beugels, constructieonderdelen, koellichamen, opspanningsvoorzieningen, onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, auto-onderdelen en elektronische behuizingen.

Aluminium is echter geen uniform materiaal met overal dezelfde eigenschappen. Verschillende aluminiumlegeringen verschillen qua sterkte, hardheid, corrosiebestendigheid, warmtegeleidbaarheid, bewerkbaarheid en reactie op oppervlaktebehandelingen. Deze verschillen zijn niet alleen van invloed op de prestaties van een afgewerkt onderdeel, maar ook op de productiekosten, de maatvastheid en de geschiktheid voor een bepaalde toepassing.

Zo is 6061-aluminium bijvoorbeeld een veelzijdige keuze voor algemeen gebruik van CNC-gefreesde onderdelen, terwijl 7075 wordt gekozen wanneer een hogere sterkte vereist is. Legering 2024 wordt gewaardeerd voor constructietoepassingen waarbij vermoeidheidsweerstand van belang is, terwijl 5052 en 5083 vaak in overweging worden genomen wanneer corrosiebestendigheid belangrijk is. Andere legeringen, waaronder 6063, 6082 en 2011, zijn bedoeld voor meer gespecialiseerde toepassingen.

Inzicht in deze verschillen helpt ingenieurs en inkopers bij het kiezen van een aluminiumlegering die voldoet aan de functionele eisen van het onderdeel, zonder te betalen voor eigenschappen die voor de toepassing niet nodig zijn.

1. Waarom aluminiumlegeringen op grote schaal worden gebruikt bij CNC-bewerking

Aluminiumlegeringen bieden een combinatie van fysische en verwerkingstechnische eigenschappen waardoor ze geschikt zijn voor een breed scala aan bewerkte onderdelen.

Lage dichtheid en gunstige sterkte-gewichtsverhouding. Aluminium heeft een dichtheid van ongeveer 2,7 g/cm³, wat neerkomt op ongeveer een derde van die van staal. Hierdoor is het geschikt voor onderdelen waarbij het verminderen van het gewicht de draagbaarheid, de hanteerbaarheid, de energie-efficiëntie of de prestaties van bewegende systemen kan verbeteren. Hoogsterkte-kwaliteiten zoals 7075 kunnen een aanzienlijk hogere sterkte bieden dan kwaliteiten voor algemeen gebruik, terwijl het gewichtsvoordeel van aluminium behouden blijft.

Goede bewerkbaarheid. Veel aluminiumlegeringen kunnen met relatief hoge snijsnelheden worden bewerkt, waarbij efficiënt materiaal wordt verwijderd. Dit kan de cyclustijden verkorten en maakt aluminium een aantrekkelijke keuze voor prototypes en productiecomponenten. De daadwerkelijke bewerkingsprestaties zijn afhankelijk van de legering, de hardheid, de geometrie van het gereedschap, de snijparameters en het ontwerp van het onderdeel.

Corrosiebestendigheid. Aluminium vormt van nature een dunne oxidelaag die het onderliggende metaal helpt beschermen tegen verdere oxidatie. De corrosiebestendigheid varieert echter per legering en afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. Koperrijke legeringen, zoals 2024, vereisen over het algemeen meer aandacht voor corrosiebescherming dan veel legeringen uit de 5xxx- en 6xxx-serie.

Warmtegeleiding en elektrische geleidbaarheid. Aluminium geleidt warmte en elektriciteit goed in vergelijking met veel constructiemetalen. Dankzij deze eigenschappen is het geschikt voor koellichamen, componenten voor warmtebeheer, behuizingen voor elektrische apparatuur en bepaalde geleidende onderdelen.

Opties voor oppervlakteafwerking. Aluminium kan worden geanodiseerd, geverfd, gepoedercoat, gepolijst of met andere afwerkingen worden behandeld. Het uiteindelijke uiterlijk en de functionele prestaties zijn afhankelijk van de legering, de voorbehandeling, de toestand van het oppervlak en de specificaties voor de afwerking.

Deze voordelen verklaren waarom aluminium in zoveel CNC-bewerkingstoepassingen wordt gebruikt. De belangrijke vraag is niet of aluminium in het algemeen geschikt is, maar welke legering geschikt is voor het betreffende onderdeel.

2. Veelgebruikte aluminiumlegeringen bij CNC-bewerking

De volgende kwaliteiten worden vaak overwogen voor CNC-gefreesde onderdelen, hoewel de beschikbaarheid en populariteit ervan per regio en toepassing verschillen.

Aluminiumlegering	Belangrijkste kenmerken	Typische toepassingen
6061	Een evenwichtige combinatie van sterkte, bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid en lasbaarheid	Behuizingen, beugels, bevestigingselementen, frames, machineonderdelen
7075	Hoge sterkte en goede vermoeiingsweerstand bij geschikte hardheidsgraden	Lucht- en ruimtevaartonderdelen, beugels voor zware belastingen, precisie-mechanische onderdelen
2024	Hoge sterkte en vermoeidheidsbestendigheid; relatief beperkte corrosiebestendigheid	Lucht- en ruimtevaartconstructies, onderdelen die gevoelig zijn voor vermoeidheid
5052	Uitstekende corrosiebestendigheid en vervormbaarheid	Behuizingen, panelen, scheepsbouwgerelateerde onderdelen, gevormde onderdelen
5083	Sterke corrosiebestendigheid, met name in mariene omgevingen; goede constructieve prestaties	Maritieme constructies, bedieningspanelen, corrosiebestendige onderdelen
6063	Goede extrudeerbaarheid, corrosiebestendigheid en oppervlakteafwerking	Profielen, behuizingen, koellichamen, bouw- en apparatuuronderdelen
6082	Gemiddelde tot hoge sterkte en goede algemene corrosiebestendigheid	Constructieonderdelen, machines, industriële frames
2011	Ontworpen voor verspanen op hoge snelheid en een goede spaanafvoer	Nauwkeurig gedraaide onderdelen, fittingen, kleine mechanische onderdelen

Dit is geen ranglijst van beste naar slechtste. Elke legering biedt een andere balans tussen mechanische prestaties, verwerkbaarheid en milieueisen. De juiste keuze hangt af van het daadwerkelijke ontwerp van het onderdeel en de gebruiksomstandigheden.

3. 6061-aluminium: een veelzijdige keuze voor algemene CNC-bewerkingen

6061 is een van de meest gebruikte aluminiumlegeringen voor algemene CNC-bewerkingen. Deze legering behoort tot de 6xxx-serie, waarin magnesium en silicium de belangrijkste legeringselementen zijn.

De populariteit ervan is te danken aan een uitgebalanceerde combinatie van sterkte, bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid, lasbaarheid en beschikbaarheid. Voor veel onderdelen waarvoor niet de zeer hoge sterkte van legeringen voor de lucht- en ruimtevaart vereist is, vormt 6061 een praktisch uitgangspunt.

Belangrijkste eigenschappen van 6061

6061 is verkrijgbaar in verschillende hardheidsgraden, waarbij 6061-T6 en 6061-T651 tot de meest gangbare keuzes behoren voor bewerkte onderdelen. De T6-hardheid is het resultaat van een oplossingsgloeibehandeling en kunstmatige veroudering. Bij T651 vindt na de oplossingsgloeibehandeling nog een extra spanningsverlichtende rekbehandeling plaats, wat vervorming tijdens de bewerking van plaatmateriaal kan helpen verminderen.

De exacte mechanische eigenschappen zijn afhankelijk van de productvorm, de afmetingen en de geldende materiaalspecificatie. Een typische referentiewaarde voor de maximale treksterkte van 6061-T6 ligt rond de 310 MPa, maar de daadwerkelijke eisen moeten worden afgeleid uit de tekening en het materiaalcertificaat.

6061 biedt ook een goede corrosiebestendigheid in tal van industriële omgevingen en is over het algemeen geschikt voor anodiseren. Het materiaal kan worden gelast, hoewel lassen de lokale eigenschappen verandert en de sterkte van warmtebehandeld materiaal kan beïnvloeden.

Kenmerken van CNC-bewerking

6061 is geschikt voor frezen, draaien, boren, tappen en meerassige bewerking. Het materiaal laat over het algemeen een efficiënte verspaningsbewerking toe en kan een goede oppervlakteafwerking opleveren wanneer het gereedschap en de bewerkingsomstandigheden geschikt zijn.

Dankzij de uitgebalanceerde eigenschappen is het materiaal geschikt voor onderdelen waarin uitsparingen, gaten, schroefdraad, bevestigingsvlakken en matige structurele belastingen worden gecombineerd.

Typische toepassingen

Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer:

• Behuizingen voor elektronica en instrumenten
• Machinebeugels en montageplaten
• Onderdelen voor automatiseringsapparatuur
• Bevestigingselementen en gereedschapsplaten
• Auto-onderdelen
• Robotica-constructies
• Precisieonderdelen voor algemeen gebruik

Wanneer moet je voor 6061 kiezen? Het is een uitstekende keuze wanneer een onderdeel een goed evenwicht moet bieden tussen sterkte, gewicht, corrosiebestendigheid, bewerkbaarheid en kosten. Als voor de toepassing geen speciale legering nodig is, is 6061 vaak een verstandige keuze om als eerste te overwegen.

4. 7075-aluminium: voor onderdelen met een hoge sterkte

7075 is een zeer sterke aluminiumlegering uit de 7xxx-serie, waarin zink het belangrijkste legeringselement is. Deze legering wordt vaak gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en bij andere toepassingen waar een hoge mechanische sterkte vereist is zonder het gewicht van staal.

In de standaardtoestand van 7075-T6 kan de maximale treksterkte ongeveer 570 MPa bedragen, hoewel de werkelijke waarden variëren naargelang de productvorm, afmetingen en specificaties. Dit is aanzienlijk hoger dan de gebruikelijke sterktewaarden voor 6061-T6.

Belangrijkste voordelen en beperkingen

Het belangrijkste voordeel van 7075 is de hoge sterkte-gewichtsverhouding. Het is geschikt voor dragende onderdelen waarbij het verminderen van het gewicht belangrijk is, maar het materiaal toch aanzienlijke mechanische belastingen moet kunnen weerstaan.

7075 biedt bovendien een goede bewerkbaarheid voor een legering met hoge sterkte. De corrosiebestendigheid is echter over het algemeen lager dan die van 6061, en de weerstand tegen spanningscorrosiescheurtjes hangt af van de specifieke hardheidsgraad en de gebruiksomstandigheden. Ook zijn de lasmogelijkheden veel beperkter dan bij 6061.

De hardheidsgraden T6 en T651 komen veel voor bij verspaningstoepassingen. Andere hardheidsgraden, waaronder T73, kunnen in overweging worden genomen wanneer een verbeterde weerstand tegen spanningscorrosiescheurtjes vereist is, met een overeenkomstige verandering in de mechanische eigenschappen.

Toepassingen van CNC-bewerking

7075 wordt vaak gebruikt voor onderdelen in de lucht- en ruimtevaart, beugels voor zware belastingen, precisieopspanningen, lichtgewicht constructieonderdelen en bepaalde prestatiegerichte mechanische onderdelen.

De hogere materiaalprijs kan gerechtvaardigd zijn wanneer de sterkte-eisen alternatieven met een lagere sterkte uitsluiten. Als 7075 echter louter wordt gekozen omdat het sterker is, kan dit de materiaalkosten verhogen zonder dat dit een wezenlijk voordeel oplevert, indien het onderdeel die sterkte niet nodig heeft.

Wanneer moet je voor 7075 kiezen? Houd hier rekening mee wanneer uit de technische specificaties blijkt dat een hoge sterkte en een laag gewicht vereist zijn, en wanneer de corrosiebescherming, de verbindingsmethoden en de gebruiksomstandigheden zijn beoordeeld.

5. Aluminium 2024: hoge sterkte en vermoeidheidsbestendigheid

2024 is een koperhoudende aluminiumlegering uit de 2xxx-serie. Deze legering staat bekend om haar sterkte en vermoeiingsweerstand, waardoor ze geschikt is voor constructies in de lucht- en ruimtevaart en andere onderdelen die aan herhaalde belasting worden blootgesteld.

De legering kan met geschikt gereedschap en onder de juiste snijomstandigheden goed worden bewerkt. De corrosiebestendigheid ervan is echter over het algemeen minder goed dan die van veel legeringen uit de 6xxx-serie, waardoor afhankelijk van de toepassing beschermende maatregelen nodig kunnen zijn.

Waarom weerstand tegen vermoeidheid belangrijk is

Vermoeidheid treedt op wanneer een onderdeel wordt blootgesteld aan herhaalde of wisselende belastingen. Een onderdeel kan bij cyclische belasting bezwijken, zelfs als de uitgeoefende spanning onder de statische sterkte blijft.

Voor onderdelen die aan herhaalde belasting worden blootgesteld, kan de vermoeiingsweerstand net zo belangrijk zijn als de treksterkte. Dit is een van de redenen waarom 2024 wordt gebruikt in bepaalde structurele toepassingen in vliegtuigen.

De keuze van de legering alleen is echter geen garantie voor de vermoeidheidsprestaties. De oppervlakteafwerking, bewerkingssporen, gaten, inkepingen, restspanningen, het ontwerp van de verbinding en de belastingsomstandigheden kunnen allemaal van invloed zijn op de vermoeidheidslevensduur.

Overwegingen bij CNC-bewerking

2024 kan worden bewerkt tot complexe constructie- en precisieonderdelen. Naast de vereiste mechanische eigenschappen moet ook rekening worden gehouden met de corrosiebeperkingen van dit materiaal; voor sommige toepassingen kan het nodig zijn om geschikte beschermende afwerkingen of een bekledingsmateriaal te specificeren.

Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer constructieonderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, fittingen en andere onderdelen die gevoelig zijn voor vermoeidheidsbreuken.

Wanneer zou je voor 2024 moeten kiezen? Het is het overwegen waard wanneer sterkte en vermoeidheidsgedrag belangrijke ontwerpvereisten zijn, met name bij toepassingen in de lucht- en ruimtevaart. Voor algemene industriële onderdelen is het niet automatisch de voorkeur boven 6061 of 7075.

6. 5052-aluminium: corrosiebestendigheid en vervormbaarheid

5052 behoort tot de 5xxx-serie, waarin magnesium het belangrijkste legeringselement is. In tegenstelling tot 6061 en 7075 wordt 5052 niet versterkt door middel van een conventionele precipitatie-warmtebehandeling. De mechanische eigenschappen ervan worden voornamelijk bepaald door de samenstelling en door vervormingsverharding.

5052 wordt veel gebruikt voor plaatonderdelen omdat het een goede corrosiebestendigheid, vervormbaarheid en lasbaarheid combineert.

Sterke punten en productiebeperkingen

5052 presteert goed in tal van buitenomgevingen en maritieme toepassingen, hoewel de daadwerkelijke corrosiebestendigheid afhangt van de blootstellingsomstandigheden, verontreinigingen, verbindingen en de toestand van het oppervlak.

Het wordt vaak gebruikt voor panelen, afdekkingen, behuizingen en gevormde onderdelen. Het kan ook met CNC-machines worden bewerkt, maar door de zachtheid en ductiliteit ervan kunnen spaandervorming, het voorkomen van bramen en de oppervlakteafwerking lastiger zijn dan bij sommige legeringen die specifiek voor machinale bewerking zijn bedoeld.

Dit onderscheid is van belang: een materiaal dat uitstekend geschikt is voor plaatbewerking, is niet per se de beste keuze voor elk onderdeel dat uit massief materiaal wordt verspaand.

Typische toepassingen

5052 wordt vaak gebruikt voor behuizingen van apparatuur, panelen, afdekkingen, maritieme onderdelen en onderdelen waarvoor zowel corrosiebestendigheid als vervormbaarheid vereist zijn.

Wanneer moet je voor 5052 kiezen? Overweeg dit wanneer corrosiebestendigheid en vervormbaarheid belangrijker zijn dan het bereiken van de hoge sterkte die 7075 of bepaalde warmtebehandelde 6xxx-legeringen bieden.

7. Aluminium 5083: voor maritieme en corrosiebestendige toepassingen

5083 is een andere magnesiumhoudende legering uit de 5xxx-serie. Deze legering staat bekend om zijn goede corrosiebestendigheid, ook in veel maritieme omgevingen, en om zijn bruikbare sterkte bij constructietoepassingen.

In vergelijking met 5052 wordt 5083 vaak overwogen wanneer naast corrosiebestendigheid ook een grotere structurele sterkte vereist is. Of het materiaal precies geschikt is, hangt af van de productvorm, de materiaalspecificatie, de gebruiksomgeving en de fabricage-eisen.

Overwegingen bij CNC-bewerking

5083 is bewerkbaar, maar wordt vaker gebruikt in plaat- en constructietoepassingen dan als universele keuze voor precisiebewerkte onderdelen. De materiaaltoestand, de plaatdikte, de spanningsverdeling en de hoeveelheid verwijderd materiaal kunnen de maatvastheid beïnvloeden.

Bij onderdelen die uit dikke platen of grote ruwe stukken worden verspaand, moet in het productieplan rekening worden gehouden met de mogelijkheid van vervorming tijdens het verwijderen van grote hoeveelheden materiaal.

Typische toepassingen

5083 wordt gebruikt in maritieme constructies, corrosiebestendige apparatuur, transportonderdelen en bepaalde constructiedelen.

Wanneer moet je voor 5083 kiezen? Dit materiaal is een geschikte keuze wanneer zowel corrosiebestendigheid als constructieve prestaties van belang zijn, met name bij maritieme toepassingen. Controleer de vereiste materiaalspecificatie en fabricagemethode voordat u dit materiaal specificeert voor een bewerkt onderdeel.

8. 6063-aluminium: voor profielen, behuizingen en koellichamen

6063 is een aluminiumlegering uit de 6xxx-serie die wordt gewaardeerd om zijn extrudeerbaarheid, corrosiebestendigheid en oppervlakte-uitstraling. Het wordt op grote schaal gebruikt voor de productie van profielen met een consistente dwarsdoorsnede.

Hoewel 6063 CNC-bewerkt kan worden, wordt deze legering vaak gekozen vanwege de beschikbaarheid en de geometrie van het geëxtrudeerde materiaal, en niet zozeer omdat het voor elke bewerking de sterkste of meest efficiënte legering is.

Waarom de vorm van aandelen van belang is

Een onderdeel met een lange, gelijkmatige dwarsdoorsnede kan efficiënter worden vervaardigd door middel van extrusie en vervolgens met CNC-bewerking worden voorzien van gaten, uitsparingen, bevestigingsvlakken of eindelementen.

Door te beginnen met een geschikte extrusie kan de hoeveelheid verwijderd materiaal worden verminderd in vergelijking met het verspanen van dezelfde vorm uit een massief blok. Dit kan, afhankelijk van de geometrie van het onderdeel en de productiehoeveelheid, leiden tot minder materiaalverspilling en een kortere bewerkingstijd.

6063 is daarom geschikt voor koellichamen, profielen, behuizingen van apparatuur, sierlijsten en onderdelen waarbij het uiterlijk van het oppervlak van belang is.

Wanneer moet je voor 6063 kiezen? Overweeg dit wanneer de geometrie van het onderdeel overeenkomt met de beschikbare geëxtrudeerde profielen en de vereiste sterkte geschikt is voor de legering. Vergelijk het bij zwaar belaste, bewerkte onderdelen met 6061 of andere geschikte legeringen.

9. 6082-aluminium: een constructielegering die veel wordt gebruikt in Europese projecten

6082 is een legering met gemiddelde tot hoge sterkte uit de 6xxx-serie. Deze legering wordt vaak gebruikt voor constructie- en mechanische onderdelen, met name op de Europese markten.

Net als 6061 bevat 6082 magnesium en silicium en biedt het een gunstige combinatie van sterkte, bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid en lasbaarheid. De twee kwaliteiten zijn echter niet in elke specificatie of productvorm onderling uitwisselbaar.

6082 vergeleken met 6061

6082 wordt vaak gekozen voor constructietoepassingen, terwijl 6061 op grote schaal verkrijgbaar is in de Noord-Amerikaanse toeleveringsketens voor CNC-bewerking. Hun mechanische eigenschappen zijn afhankelijk van de hardheidsgraad en de productvorm; bij een vergelijking moet daarom worden uitgegaan van de geldende gecertificeerde waarden, in plaats van ervan uit te gaan dat de ene kwaliteit altijd sterker is.

Ook de beschikbaarheid kan van invloed zijn op de praktische beslissing. Als in een tekening 6082-T6 wordt gespecificeerd, is voor het vervangen door 6061-T6 goedkeuring vereist en moet worden gecontroleerd of het alternatief aan de ontwerpvereisten voldoet.

Typische toepassingen zijn onder meer machineframes, industriële frames, beugels en andere constructieonderdelen.

Wanneer moet je voor 6082 kiezen? Het is een geschikte keuze wanneer dit in de tekening of de regionale materiaalnorm wordt voorgeschreven, of wanneer de eigenschappen en de beschikbaarheid ervan voldoen aan de constructieve eisen van het onderdeel.

10. 2011 Aluminium: voor verspanen op hoge snelheid en precisiedraaien

2011 is een koperhoudende aluminiumlegering die is ontwikkeld met het oog op een goede bewerkbaarheid en spaanafvoer. Deze legering wordt vaak gebruikt bij hogesnelheidsbewerkingen en voor precisiedraaiwerk.

In vergelijking met universele legeringen zoals 6061 kan 2011 voordelen bieden bij bepaalde productieprocessen waarbij spaanafvoer en bewerkingsproductiviteit van belang zijn.

Het is echter geen universele vervanging voor 6061. Voordat men hiervoor kiest, moeten de corrosiebestendigheid, de lasbaarheid en andere toepassingsvereisten worden gecontroleerd. Afhankelijk van de specificatie en het beoogde gebruik kan ook het loodgehalte een rol spelen.

Typische toepassingen zijn onder meer kleine precisieonderdelen, fittingen en gedraaide onderdelen.

Wanneer zou je voor 2011 moeten kiezen? Overweeg deze methode voor geschikte onderdelen die in grote hoeveelheden worden geproduceerd of die met precisie moeten worden bewerkt, wanneer de voordelen op het gebied van bewerkbaarheid van belang zijn en de overige eigenschappen voldoen aan de eisen van de toepassing.

11. Hoe de hardheid van een aluminiumlegering van invloed is op CNC-bewerking

Het kiezen van het legeringsnummer is slechts een onderdeel van de materiaalspecificatie. De aanduiding van de toestand geeft de bewerkingsconditie van het materiaal aan en kan een aanzienlijke invloed hebben op de sterkte, hardheid en maatvastheid.

Voor CNC-bewerking zijn veelvoorkomende voorbeelden onder meer:

Temperatuur	Algemene betekenis	Waarom dit belangrijk is bij CNC-bewerking
T6	Oplossing: warmtebehandeld en kunstmatig verouderd	Biedt een vastgestelde sterktewaarde voor legeringen zoals 6061 en 7075
T651	T6-behandeling met spanningsverlichtende rek	Vaak handig voor plaatmateriaal waarbij vervorming tijdens de bewerking moet worden beperkt
T4	Oplossing: warmtebehandeld en op natuurlijke wijze gerijpt	Wordt gebruikt voor bepaalde legeringen waarvoor deze eisen inzake sterkte en ductiliteit zijn voorgeschreven
H32	Door vervorming gehard en gestabiliseerd	Komt vaak voor bij legeringen die niet warmtebehandelbaar zijn, zoals 5052

Deze aanduidingen zijn niet onderling uitwisselbaar. Zo hebben 6061-T6 en 6061-T651 bijvoorbeeld een vergelijkbare algemene sterkte, maar kan de spanningsverlagende rek bij T651 van belang zijn bij het bewerken van grote platen of het verwijderen van aanzienlijke hoeveelheden materiaal.

Het effect op de stabiliteit van het afgewerkte onderdeel hangt af van de vorm van het ruwe stuk, de aanvankelijke restspanning, de geometrie, de bewerkingsvolgorde en de materiaalafname. Een spanningsontlastte toestand kan helpen, maar neemt niet alle risico op vervorming weg.

Bij precisieonderdelen moet in de tekening de vereiste legering en de vereiste hardheidsgraad worden vermeld, wanneer deze gegevens van invloed zijn op de prestaties of de consistentie van het productieproces.

12. Hoe kies je de juiste aluminiumlegering voor CNC-bewerking?

Welke aluminiumlegering het meest geschikt is, hangt af van de mechanische eisen die aan het onderdeel worden gesteld, de gebruiksomgeving, de geometrie en het fabricageproces. Een goed selectieproces begint bij de functie van het onderdeel en niet bij de populariteit van een bepaalde legering.

Begin met kracht en belasting

Bepaal of het onderdeel algemene constructieve sterkte, een hoge statische sterkte of goede vermoeiingsweerstand bij herhaalde belasting vereist.

6061 kan voor veel behuizingen, beugels en bevestigingselementen volstaan. 7075 kan geschikt zijn voor lichtgewicht onderdelen die aan hoge belastingen worden blootgesteld, terwijl 2024 in aanmerking kan komen voor toepassingen waarbij vermoeidheidsbreuken een rol spelen en de overige beperkingen van dit materiaal aanvaardbaar zijn.

Beoordeling van corrosie en blootstelling aan omgevingsfactoren

Ga na of het onderdeel binnenshuis, buitenshuis, in een maritieme omgeving of in contact met chemicaliën zal worden gebruikt. De natuurlijke corrosiebestendigheid van de legering, de vereiste oppervlaktebehandeling en eventueel galvanisch contact met andere metalen moeten gezamenlijk worden beoordeeld.

De legeringen 5052 en 5083 worden vaak overwogen voor corrosiebestendige toepassingen, terwijl 6061 voor veel industriële toepassingen een goede algemene corrosiebestendigheid biedt. Koperrijke legeringen zoals 2024 kunnen extra bescherming vereisen.

Houd rekening met de bewerking en de beschikbaarheid van voorraad

De meest geschikte legering is niet altijd degene met de hoogste sterkte of de beste corrosiebestendigheid. De beschikbaarheid uit voorraad, de standaardafmetingen, de bewerkbaarheid en de hoeveelheid materiaal die moet worden verwijderd, kunnen allemaal van invloed zijn op de kosten en de levertijd.

Als het onderdeel kan worden vervaardigd uit een geschikt extrusieprofiel, plaat of staaf, kan het kiezen van de juiste uitgangsmateriaalvorm afval en bewerkingstijd verminderen. Bij grote of dunwandige onderdelen verdienen ook de materiaaleigenschappen en de maatvastheid aandacht.

Geef de vereiste oppervlakteafwerking op

Als het onderdeel moet worden geanodiseerd, geverfd of op een andere manier moet worden afgewerkt, controleer dan of de legering geschikt is voor het gewenste uiterlijk en de gewenste prestaties.

Verschillende aluminiumlegeringen kunnen verschillende geanodiseerde kleuren en mate van uniformiteit opleveren. Als meerdere onderdelen een zo goed mogelijk op elkaar afgestemd uiterlijk moeten hebben, moeten de consistentie van de legering, de oppervlaktevoorbereiding en het afwerkingsproces gezamenlijk worden gecontroleerd.

Vergelijk de totale productiekosten

De materiaalprijs vormt slechts een onderdeel van de uiteindelijke kosten. Bij een volledige vergelijking moet rekening worden gehouden met de uitgangsvoorraad, het materiaalgebruik, de bewerkingstijd, de standtijd van het gereedschap, de nabewerking, de keuring en de productiehoeveelheid.

Het kiezen van een legering met een onnodig hoge sterkte kan de kosten verhogen zonder dat de functionaliteit daardoor verbetert. Het kiezen van een goedkopere legering die niet aan de vereiste prestaties voldoet, kan tot veel hogere kosten leiden door herontwerp, herstelwerkzaamheden of voortijdig falen.

Conclusie

Veelgebruikte aluminiumlegeringen bij CNC-bewerking zijn onder meer 6061, 7075, 2024, 5052, 5083, 6063, 6082 en 2011. Elke legering biedt een andere balans tussen sterkte, corrosiebestendigheid, bewerkbaarheid, oppervlakteafwerking en beschikbaarheid van het materiaal.

Voor algemeen gebruik bestemde, machinaal bewerkte onderdelen is 6061 vaak een praktisch uitgangspunt. 7075 is geschikt wanneer hoge sterkte en een laag gewicht prioriteit hebben, terwijl 2024 wordt gebruikt in bepaalde toepassingen waarbij vermoeidheidsbreuk een rol speelt. 5052 en 5083 worden vaak overwogen voor corrosiebestendige onderdelen, 6063 is geschikt voor veel op extrusie gebaseerde ontwerpen, 6082 wordt vaak gebruikt in constructietoepassingen en 2011 kan nuttig zijn voor precisiebewerking.

De juiste keuze hangt af van de eisen die aan het uiteindelijke onderdeel worden gesteld, en niet alleen van welke legering het sterkst is of het meest wordt gebruikt. Door de legeringskwaliteit, de hardheid, de vorm van het halffabrikaat, het bewerkingsproces en de oppervlaktebehandeling in onderling verband te beoordelen, kunnen de vereiste prestaties worden bereikt en tegelijkertijd de productiekosten binnen de perken worden gehouden.

Aluminium op maat bewerken met CNC-machines bij Xtmade

Xtmade vervaardigt op maat gemaakte aluminium onderdelen op basis van door de klant aangeleverde tekeningen, CAD-bestanden, monsters en specificaties. Bij de materiaalkeuze en de beoordeling van het productieproces wordt rekening gehouden met de opgegeven legering en hardheidsgraad, de geometrie van het onderdeel, de maattoleranties, de oppervlakteafwerking en de productie-eisen.

Stuur uw tekeningen en materiaalbehoeften op om een offerte aan te vragen voor uw op maat gemaakte, CNC-gefreesde aluminium onderdelen.