Obróbka aluminium - jakie procesy obejmuje?

Aluminium jest znanym i cenionym materiałem, wykorzystywanym w wielu branżach. Odporność na korozję, wysoka skrawalność czy dobre parametry mechaniczne (wielu stopów glinu) sprawiają, że z bloków aluminium produkowane są różne rodzaje części w bardzo dużych ilościach. 

Podobnie jak w przypadku innych metali, obróbka stopów aluminium może odbywać się na wiele sposobów, a każdy z nich ma nieco inne zastosowania oraz umożliwia uzyskanie innego efektu końcowego.

Rodzaje obróbki aluminium

Podobnie jak wiele innych metali czy tworzyw sztucznych, stosowanych w różnych gałęziach przemysłu (np. branży motoryzacyjnej lub medycznej), stopy aluminium mogą być obrabiane na różne sposoby.

Wśród kluczowych metod można wymienić następujące:

• obróbkę wiórową, nazywana też obróbką skrawaniem, która umożliwia kształtowanie elementów przez usuwanie nadmiaru materiału w formie niewielkich wiór (stąd: obróbka wiórowa). Jest ona powszechnie stosowana do produkcji części, również precyzyjnej obróbki aluminium. Wprowadzenie obróbki CNC sprawiło, że ten proces produkcji stał się jeszcze prostszy. Dzisiaj toczenie i frezowanie CNC uchodzą za standard w większości branży, którym zależy na masowej produkcji,
• wycinanie aluminium – powszechna metoda obróbki, która powoli do lamusa, niemniej wciąż cieszy się pewną popularnością w mniej precyzyjnych zastosowaniach. Polega ona na wycinaniu obiektów z arkusza aluminium przy pomocy specjalnych stempla i matrycy,
• obróbka plastyczna – znana od wieków, opierająca się naturalnej rozciągliwości i giętkości elementów aluminiowych. Stosowana powszechnie w przypadku gięcia profili; stosunkowo prosta (wymaga niemal wyłącznie siły), jednak łatwa w automatyzacji, np. dzięki prasom hydraulicznym,
• obróbkę powierzchniową aluminium – skupioną na nadawaniu uformowanym częściom dodatkowych właściwości. Może być to poprawa parametrów mechanicznych, zwiększenie odporności na korozję, barwienie czy nabłyszczanie.

Każdy z tych rodzajów obróbki skupia się na innym aspekcie formowania i nadawania częściom aluminiowym ich finalnego kształtu. Wybór właściwego do wytworzenia konkretnej partii elementów jest powiązany bezpośrednio z oczekiwanymi przez zamawiającego (klienta) parametrami części, jak i środowiskiem, w którym będzie ona używana.

Obróbka aluminium skrawaniem – tradycyjnym, maszynowym i CNC

Obróbka skrawaniem jest wykorzystywana od wielu lat, a jej wykorzystanie leży u podstaw produkcji większych i mniejszych części. Wytwarzane w ten sposób elementy znajdują zastosowanie w praktyce w każdym obszarze życia – od zabawek i akcesoriów domowych, przez niemal całą branżę motoryzacyjną, aż do produkcji większych maszyn.

Skrawanie aluminium umożliwia precyzyjne wytworzenie dużych ilości części, a wykorzystanie komputerowego sterowania numerycznego (technologii CNC) pozwala przyspieszyć ten proces i uzyskiwać duże partie elementów o niemal identycznych wymiarach, z zachowaniem minimalnych tolerancji.
 

 
Wśród metod obróbki skrawaniem aluminium należy wymienić:

• toczenie – skupione na wytwarzaniu obiektów cylindrycznych, zarówno w tokarkach automatycznych (sterowanych ręcznie), jak i CNC,
• frezowanie – umożliwiające na produkcję niemal dowolnych kształtów (również: w
  maszynach tradycyjnych lub sterowanych numerycznie),
• szlifowanie – określane mianem „obróbki ściernej”, skupione na obróbce powierzchni
  i maksymalnym jej wygładzeniu,
• różnego rodzaju wycinarki laserowe czy wodne (waterjet).

Obróbka skrawaniem (CNC i tradycyjna) jest skupiona na wytwarzaniu obiektów, ale nie zawsze pozwala na uzyskanie idealnej powierzchni. Nawet najdokładniej zaprogramowana obróbka CNC aluminium pozostawia na jego powierzchni ślady narzędzi. Dlatego w celu poprawy parametrów wytworzonych elementów poddaje się je często dodatkowej obróbce powierzchniowej.

Obróbka powierzchniowa aluminium

Istnieje wiele rodzajów obróbki powierzchniowej stopów glinu jak i czystego aluminium.
Mają one na celu najczęściej:

• poprawę parametrów technicznych części,
• zmniejszenie tarć i naprężeń powierzchniowych,
• lepsze zabezpieczenie przed czynnikami powodującymi korozję (naturalnymi i chemicznymi) oraz niszczenie części,
• wygładzenie powierzchni,
• nadanie jej walorów estetycznych (np. barwienie).

Wśród najczęściej stosowanych metod obróbki powierzchniowej stopów glinu warto wymienić:

• anodowanie aluminium – proces elektrochemiczny, w ramach którego wytwarzana jest warstwa odpornego na korozję tritlenku diglinu i możliwe jest dodatkowe barwienie (w ramach procesu lub przy użyciu pigmentów organicznych),
• szkiełkowanie aluminium – proces technologiczny przypominający piaskowanie, w ramach którego powierzchnia materiału jest wygładzana przy pomocy specjalnego materiału ściernego wyrzucanego na powierzchnię pod bardzo dużym ciśnieniem,
• elektropolerowanie aluminium – proces elektrochemiczny, w trakcie którego wytwarzana jest idealnie gładka warstwa metalu. Poprawia ona właściwości mechaniczne oraz pozwala na uzyskanie błyszczącej powierzchni. Usuwa ślady narzędzi i redukuje możliwe tarcia.

Każda z tych metod wymaga odpowiednich narzędzi (np. wanien galwanicznych lub komór do szkiełkowania). Chociaż można je przeprowadzić w warunkach domowych, to w przypadku masowej produkcji części najlepiej zlecić ich wykonanie profesjonalnej firmie zajmującej się obróbką powierzchniową aluminium.