Guia Especialista para Fabricação de Peças de Alumínio: Métodos Comprovados e Melhores Práticas

O alumínio é um dos materiais mais usinados hoje. Na verdade, processos de usinagem CNC de alumínio são os segundos após o aço em frequência de execução. Isso se deve principalmente à excelente usinabilidade.

Em sua forma pura, o elemento químico alumínio é macio, dúctil, não magnético e branco-prateado na aparência. Contudo, o elemento não é usado apenas em sua forma pura. O alumínio é tipicamente ligado com vários elementos como manganês, cobre e magnésio para formar centenas de ligas de alumínio com propriedades significativamente aprimoradas.

O Alumínio é Bom para Usinagem?

O alumínio como material oferece propriedades térmicas e mecânicas interessantes. Além disso, o metal alumínio é relativamente fácil de moldar, especialmente em processos de furação como usinagem CNC de alumínio. Na verdade, valorizamos uma liga de alumínio muito mais comparada a outros metais leves como ligas de magnésio e titânio.

O uso de alumínio CNC aumentou imensamente, a produção de peças automotivas CNC e outras peças leves CNC tem sido intensa.

Por que o alumínio é mais fácil de usinar que o aço?

O alumínio é mais fácil de cortar que o aço, permitindo usinagem mais rápida e prazos de entrega menores. Embora o alumínio seja considerado muito macio para produção em massa, isso simplesmente não é verdade.

Alguns moldes de alumínio são capazes de produzir peças após 2 milhões de ciclos! O alumínio resfria muito mais rápido e uniformemente que o aço. Isso encurta o tempo de ciclo e economiza dinheiro.

Como o alumínio é tão leve, pode ser usinado em máquinas menores e mais rápido também. O alumínio dissipa calor muito uniformemente, permitindo grande estabilidade dimensional através de menos empenamento. Há muito menos sucata porque há muito menos trincas e empenamentos.

O alumínio é frequentemente visto como material fraco e macio, não bom para produção em massa. Contudo, o alumínio pode realmente ser usado para altos volumes. Também pode ser usinado mais rápido e dissipa calor muito mais rápido e uniformemente que o aço. Isso frequentemente encurta tempos de produção e economiza dinheiro.

Qual Grau de Alumínio Usar para Fabricação de Peças?

A escolha final do tipo de grau de alumínio que você quer usar depende dos seus projetos de usinagem, que permitem classificar cada grau segundo suas características, do mais importante para o menos importante. Isso permite escolher o alumínio com propriedades e formas específicas conforme suas necessidades.

Os seguintes são alguns tipos com fatos essenciais sobre o grau de Alumínio:

• Alumínio 6061: Este grau tem excelentes propriedades mecânicas e excelente soldabilidade. Suas propriedades tópicas o tornam uma das ligas mais extrudadas. Isso se deve à sua boa tenacidade, resistência média e alta, excelente resistência à corrosão sob condições adversas, anodização a frio e trabalhabilidade de dobra. Alumínio 6061 é comumente usado para usinagem CNC de 5 eixos.
• Alumínio 7075: Também popular, embora não como o 6061. Este grau é conhecido por sua resistência à fadiga excepcional. Este tipo de alumínio não é adequado para soldagem; é caro. Portanto, é mais adequado para peças de serviço pesado como fuselagens, peças de bicicleta, equipamentos de escalada e asas de avião. Esta liga também tem melhor resistência à corrosão.
• Alumínio 2024: A liga é usada principalmente nos setores militar e aeroespacial. Isso se deve às suas propriedades mecânicas como alta resistência ao desgaste e alta resistência. O alumínio 2024 tem terrível resistência à corrosão e não é soldável.

5 Formas de Fabricar Peças de Alumínio

O alumínio é um material amplamente usado para fabricação de peças mecânicas. Por ser fácil de trabalhar, leve e metal forte. Além disso, existem vários métodos de aplicar acabamento superficial para proteger o alumínio da corrosão e dar bela aparência.

Como usamos alumínio em ampla gama de aplicações, existem 5 formas diferentes de produzir peças de alumínio: Usinagem CNC de Alumínio, Extrusão de Alumínio, Chapa Metálica, Moldagem e Fundição de Alumínio, e Forjamento de Alumínio. Abaixo passamos por estas 5 formas de produzir componentes e semi-acabados de alumínio.

1. Usinagem CNC de Alumínio a Partir de Bloco ou Barra Inteiros

Usinagem CNC é o tipo mais simples de usinagem de alumínio. Montamos um bloco de alumínio em uma fresadora. Ou fixamos uma barra em um torno para usiná-la com ferramenta de corte.

O princípio de ambas as formas é cortar cavacos de metal com ferramenta de corte para obter a forma desejada do produto. Na fresadora, a ferramenta de corte gira. No torno, por outro lado, o produto gira.

Usinagem de peças de alumínio permite altas velocidades de corte. Também, com boa refrigeração líquida, obtemos um belo acabamento na peça. Contudo, dependendo da direção de avanço, há frequentemente diferença na rugosidade superficial comparada à direção de rotação da ferramenta. Você sabia que álcool é um refrigerante muito bom para corte de alumínio? Torna as superfícies usinadas de peças de alumínio CNC brilhantes.

A vantagem é que quase qualquer forma pode ser processada. Contudo, a menos que estejamos usando uma máquina CNC de 5 eixos, teremos que rotacionar e fixar a peça na máquina a cada lado. E há muita sucata, o que afeta custos unitários.

2. Extrusão de Alumínio

Extrusão é um processo para produção de semi-acabados. Para ilustrar, aquecemos uma barra de alumínio à temperatura de deformação. Em seguida, um pedaço de cerca de 500 milímetros é cortado. Então o operador coloca esta peça na entrada da máquina de extrusão.

No final, forçamos o alumínio através de uma matriz de extrusão de aço endurecido. O resultado é uma peça longa de alumínio com a seção desejada do produto. Estas peças costumam ter 12 metros de comprimento. Após a extrusão, as barras são endireitadas. Agora cortamos as peças longas no comprimento desejado do produto final. Na maioria dos casos, o produto ainda precisa ser processado.

O benefício de produtos de alumínio extrudado é que há grande redução de material desperdiçado para obter a peça final. Contudo, a gama de produtos é fixa e o número de funções embutidas é limitado.

3. Chapa Metálica de Alumínio

Fabricação de chapa metálica é outro tipo das 5 formas de fazer peças de alumínio. Assumimos uma chapa fina de alumínio. Em seguida, cortamos a chapa na forma certa. Por isso usamos máquinas de corte a laser e perfuradoras.

Existem peças de chapa plana e produtos curvos. As chapas de alumínio são dobradas com máquina de dobra, mas também com perfuradoras e prensas.

4. Moldagem e Fundição de Alumínio

Existem diferentes formas de moldar peças de alumínio.

Peças de Alumínio Moldadas por Injeção

Também fazemos moldagem por injeção de alumínio. Alumínio líquido é injetado em um molde de injeção sob alta pressão. Como resultado, obtemos peças com quase todas as propriedades desejadas após saírem do molde. Esta técnica é apenas adequada para produção de grandes quantidades, pois o molde de injeção é relativamente caro.

Fundição em Areia de Peças de Alumínio

O custo do molde é muito mais barato na fundição em areia, mas você deve aceitar a forma e superfície mais rugosas dos produtos. Fundições em areia têm tolerâncias maiores e o material é mais frágil devido à fundição de baixa pressão.

Na maioria dos casos, as peças de alumínio fundido ainda têm certas características para usinar. Por exemplo, usamos nossas máquinas CNC para usinar cavidades com tolerâncias apertadas. Também fazemos furação e roscagem após a moldagem. Peças de alumínio fundido não são adequadas para anodização devido à estrutura do material. Portanto, geralmente são revestidas a pó.

5. Forjamento de Alumínio

E finalmente, entre as 5 formas de fazer peças de alumínio está o forjamento de alumínio. Esta é outra forma de reduzir desperdício. Prensamos literalmente um bloco de alumínio entre um lado positivo e negativo de um molde de aço endurecido.

Portanto, nossa fábrica usa uma grande prensa com pressão de 5000 toneladas. Como resultado, obtemos uma peça perfeitamente formada. Assim como no processo de moldagem por injeção, fazemos pós-processamento de rebarbas, furos e furos roscados para produto mais preciso.

Produtos de alumínio processados com prensa são adequados para anodização porque a estrutura é similar à do alumínio extrudado. Este processo de fabricação de peças de alumínio começa a ser lucrativo para lotes de produção acima de 3000 peças.

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