La lavorazione dell'alluminio a livello hobbistico richiede una pianificazione attenta, partendo dalla scelta del materiale fino alla selezione degli utensili corretti. Nella sua forma pura, l'alluminio è malleabile, resistente alla maggior parte delle forme di corrosione, amagnetico e ottimo conduttore di calore ed elettricità. Per ottenere la resistenza necessaria a scopi strutturali, l'alluminio viene combinato con altri elementi come rame, litio, magnesio, manganese, silicio e zinco per formare una lega.
Tipologie di leghe di alluminio
È fondamentale distinguere tra le diverse categorie di leghe, poiché ognuna risponde in modo differente alla lavorazione meccanica:
- Leghe fuse: Modellate allo stato liquido versando il metallo in stampi. Sono meno costose ma meno adatte alla fresatura di precisione rispetto alle leghe battute.
- Leghe di alluminio-litio (Al-Li): Utilizzate principalmente in campo aerospaziale per la loro leggerezza, offrono però una minore lavorabilità e una ridotta tenacità alla frattura.
- Leghe battute: Modellate allo stato solido, rappresentano il materiale più utilizzato nella lavorazione CNC grazie alle loro proprietà meccaniche superiori e all'integrità strutturale.
Selezione del materiale per progetti CNC
Ogni macchinista sa che la scelta della qualità dell'alluminio può rendere il vostro lavoro CNC un successo o un fallimento. Ecco i gradi più comuni:
| Tipo di applicazione | Grado consigliato | Vantaggi principali |
|---|---|---|
| Uso generale, prototipi | 6061-T6 | Miglior equilibrio generale |
| Aerospaziale | 7075-T6 | Massima resistenza |
| Marina, chimica | 5052-H32 | Resistenza alla corrosione |
L'alluminio 6061-T6 è il più facile da lavorare a CNC grazie alla sua eccellente lavorabilità, alla durezza bilanciata e alle caratteristiche di taglio tolleranti. Al contrario, l'alluminio 7075 offre una resistenza incredibile, ma può essere più difficile e costoso da lavorare.
Scelta e gestione degli utensili
La fresa conta parecchio: per fresare alluminio si consiglia l'uso di frese al carbide integrale. Le frese per alluminio NON devono essere ricoperte, con l'unica eccezione del rivestimento DLC (diamantatura) che, grazie al bassissimo coefficiente d'attrito, evita il fenomeno "dell'incollaggio" del truciolo sul tagliente. Il tagliente lappato è inoltre molto importante per incrementare parametri, durata e finitura.
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Per quanto riguarda l'evacuazione del truciolo, la geometria dell'utensile è determinante:
- 2 taglienti: Ideali per sgrossatura e scanalatura, offrono un'evacuazione eccellente.
- 3 taglienti: Ottimi per uso generale e finitura.
- 4+ taglienti: Adatti solo per la finitura, poiché presentano un rischio maggiore di intasamento.
lavorazione di fresatura cnc
Parametri di lavorazione e lubrificazione
È NECESSARIA la lubro-refrigerazione: o con olio emulsionabile in acqua al 10/15% o con olio intero da taglio nebulizzato. Nel caso di utensili rivestiti DLC o con taglienti riportati in diamante, le lavorazioni possono essere eseguite a secco.
I due valori più critici per il successo sono la velocità di taglio (SFM o m/min) e la velocità del mandrino (RPM). Un avanzamento lento con un numero di giri elevato può causare uno sfregamento anziché un taglio, generando un calore eccessivo e portando a un guasto prematuro dell'utensile. È fondamentale bilanciare attentamente la velocità del mandrino e la velocità di avanzamento: se troppo aggressiva, il pezzo si piega; se troppo lenta, il calore si accumula causando deformazioni.
Infine, la tolleranza raggiungibile dipende dal macchinario: la lavorazione CNC dell'alluminio standard può raggiungere in genere tolleranze di ±0,127 mm, mentre con processi avanzati si può scendere fino a ±0,013 mm, ricordando sempre che tolleranze più strette comportano un aumento considerevole dei costi di produzione.
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