CNC-Bearbeitung von Magnesium bietet beispiellose Vorteile. In diesem Blog werden Einblicke in die Bearbeitungseigenschaften gegeben. Erwarten Sie eine detaillierte Erkundung. Entdecken Sie die Vorteile, Herausforderungen und Anwendungen von Magnesium. Tauchen Sie tief in dieses zentrale Industriesegment ein.
Magnesiumlegierungen zeichnen sich durch ihr beeindruckend geringes Gewicht aus. Im Raumfahrttechnik Im Automobil- und Automobilsektor bieten leichte Materialien erhebliche Kraftstoffeinsparungen.
Obwohl Magnesiumlegierungen leicht sind, weisen sie eine lobenswerte Festigkeit auf. Viele Branchen schätzen sie für ihr Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, das sogar mit dem von Stahl mithalten kann.
Magnesiumlegierungen weisen eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf, insbesondere wenn sie mit Schutzbeschichtungen behandelt werden. Daher erfordern Teile aus diesen Legierungen weniger Wartung.
Unter Duktilität versteht man die Fähigkeit eines Materials, sich zu verformen, ohne zu brechen. Magnesiumlegierungen können aufgrund ihrer guten Duktilität erheblichen Biegungen oder Streckungen standhalten, ohne dass es zu Ausfällen kommt.
Eine effiziente Wärmeableitung ist in vielen Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Magnesiumlegierungen haben eine bemerkenswerte Wärmeleitfähigkeit, was die Wärmeübertragung in Geräten wie Kühlkörpern erleichtert.
Die elektrische Leitfähigkeit von Magnesium ermöglicht den Einsatz in elektronischen Bauteilen. Obwohl es nicht mit Kupfer mithalten kann, eignet es sich aufgrund seiner Leitfähigkeit für Anwendungen, bei denen sowohl Gewicht als auch Leitfähigkeit eine Rolle spielen.
Bei CNC-Bearbeitungsprozessen ist die Einhaltung präziser Abmessungen von entscheidender Bedeutung. Magnesiumlegierungen bieten eine hervorragende Dimensionsstabilität und stellen sicher, dass die Teile nach der Produktion ihre Form und Größe behalten.
Magnesiumlegierungen zeichnen sich durch eine hohe Gießbarkeit aus und eignen sich daher ideal für komplizierte Designs. Aufgrund dieser Eigenschaft entscheiden sich Branchen, die komplexe Teile benötigen, häufig für diese Legierungen.
Das Zusammenfügen von Teilen wird durch Materialien, die sich gut verschweißen lassen, einfacher. Magnesiumlegierungen weisen eine gute Schweißbarkeit auf und gewährleisten nahtlose Verbindungen in gefertigten Strukturen.
Maschinen und Fahrzeuge profitieren von Materialien, die Vibrationen absorbieren. Magnesiumlegierungen zeichnen sich in diesem Aspekt aus und sorgen in vielen Anwendungen für einen reibungsloseren Betrieb.
Der Elastizitätsmodul ist ein Maß für die Materialsteifigkeit. Magnesiumlegierungen haben einen guten Modul und bieten bei Bedarf Steifigkeit.
In magnetfeldempfindlichen Umgebungen wie Elektronik- oder MRT-Räumen sind nichtmagnetische Materialien unerlässlich. Magnesiumlegierungen erfüllen dieses Kriterium gut.
Magnesiumlegierungen sind nicht nur leicht, sondern weisen auch eine geringe Dichte auf. Diese Eigenschaft verstärkt ihre Attraktivität in Branchen, die Wert auf Gewichtseinsparung legen, noch weiter.
Umweltbelange erfordern den Einsatz wiederverwertbarer Materialien. Magnesiumlegierungen sind zu 100 % recycelbar und tragen so zu den Nachhaltigkeitsbemühungen bei.
Medizinische Implantate und Geräte erfordern biokompatible Materialien. Magnesiumlegierungen, die für ihre Biokompatibilität bekannt sind, haben im biomedizinischen Bereich Anwendung gefunden.
Eine Magnesiumlegierung bietet bei maschineller Bearbeitung schnelle Schnittgeschwindigkeiten. Bei typischen Bearbeitungsvorgängen kann die Schnittgeschwindigkeit bis zu 600 Meter pro Minute erreichen. Schnelle Schnittraten führen zu schnelleren Produktionszyklen und gewährleisten maximalen Durchsatz in kürzester Zeit.
Die weiche Beschaffenheit von Magnesium führt zu einer geringeren Belastung der Bearbeitungswerkzeuge. Dadurch halten die Werkzeuge länger, was zu geringeren Wartungs- und Austauschkosten führt.
Magnesium zählt mit einer Dichte von etwa 1,74 g/cm³ zu den leichtesten Strukturwerkstoffen. Bauteile aus Magnesium sind wesentlich leichter als solche aus anderen Metallen.
Die CNC-Bearbeitung von Magnesium stellt sicher, dass die Komponenten Toleranzen von nur ±0,005 Zoll erreichen. Diese Präzision fördert die Herstellung komplizierter und hochdetaillierter Teile, die für Branchen mit strengen Spezifikationen unerlässlich sind.
Die Bearbeitbarkeit von Magnesium ermöglicht eine effiziente Bearbeitung Chip und Gratentfernung. Mit der richtigen Vorschubgeschwindigkeit und Spindeldrehzahl können effiziente Materialabtragsraten (MRR) erreicht und das Fehlerrisiko minimiert werden.
Reduzierter Werkzeugverschleiß, schnelleres Schneiden und effizienter Materialabtrag senken insgesamt die Produktionskosten. Einsparungen ergeben sich auch durch die Minimierung des Energieverbrauchs und der Werkzeugwechselkosten.
Bei der Magnesiumbearbeitung fallen recycelbare Späne an. Die Rückgewinnung und das Recycling dieser Späne tragen zusätzlich zur Ressourcenschonung und zum Umweltschutz bei.
Aufgrund der guten Bearbeitbarkeit von Magnesium erfordern Vorgänge wie Bohren, Fräsen und Drehen weniger Zeit. Beschleunigte Bearbeitungsprozesse steigern die Gesamtproduktivität.
Nach der Bearbeitung weisen Magnesiumteile häufig eine glatte Oberfläche auf, sodass keine Nachbearbeitung erforderlich ist. Die Oberflächenrauheit liegt im Durchschnitt bei Ra 0,8 und ist somit für die meisten Anwendungen geeignet.
Die Natur von Magnesium erfordert bei Bearbeitungsprozessen weniger Energie. Dadurch ist der Betrieb energieeffizienter und trägt zu geringeren Betriebskosten bei.
Durch die Präzisionsbearbeitung von Magnesium entsteht nur minimaler Abfall. Der Einsatz fortschrittlicher CNC-Technologien sorgt für eine optimale Materialausnutzung und reduziert so die Abfallerzeugung.
Die CNC-Bearbeitung ermöglicht die Erstellung komplexer und individueller Magnesiumdesigns. Diese Vielseitigkeit fördert Innovationen und erfüllt die unterschiedlichen Branchenanforderungen.
Magnesiumkomponenten integrieren häufig Funktionen, die Montageprozesse vereinfachen. Features wie integrierte Befestigungselemente reduzieren den Bedarf an zusätzlicher Hardware.
Magnesiumteile leiten die Wärme effektiv ab. Solche thermischen Eigenschaften sind besonders wertvoll bei Anwendungen wie Elektronikgehäusen, bei denen das Wärmemanagement von entscheidender Bedeutung ist.
Trotz seiner Leichtigkeit verfügt Magnesium über ein beeindruckendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und ist daher ideal für Anwendungen, die Festigkeit ohne zusätzliches Gewicht erfordern.
AZ31B ist eine beliebte Wahl bei CNC-Bearbeitungsprojekten für Magnesium. Diese Legierung zeichnet sich durch ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Duktilität aus und reduziert Vibrationen während des Betriebs erheblich. Seine Zusammensetzung besteht aus 3 % Aluminium und 1 % Zink und erhöht so seine Korrosionsbeständigkeit.
AZ91D ist bekannt für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und besteht aus 9 % Aluminium und 1 % Zink. Für Gussteile, die eine hohe Haltbarkeit erfordern, greifen Branchenexperten auf diese Legierung zurück. Seine weit verbreitete Verwendung zeugt von seiner herausragenden Leistung.
AM60B mit einer Zusammensetzung aus 6 % Aluminium und 0,15 % Mangan wird dort eingesetzt, wo Duktilität und Energieabsorption von größter Bedeutung sind. Die Autoteileindustrie nutzt diese Legierung wegen ihrer Schlagfestigkeit.
AM50A weist eine etwas geringere Festigkeit als AM60B auf, zeichnet sich jedoch durch hervorragende Dehnfähigkeiten aus. Diese Legierung besteht hauptsächlich aus 5 % Aluminium und wird für komplizierte CNC-Bearbeitungskonstruktionen ausgewählt.
Durch die Zugabe von Zirkonium und Seltenerdelementen zu Magnesium entsteht ZE41A. Diese Legierung weist eine hervorragende Festigkeit bei erhöhten Temperaturen auf und eignet sich daher für Komponenten in der Luft- und Raumfahrt.
EQ21A, das 2 % Silber und 1 % Seltenerdelemente enthält, erweist sich als Legierung für hervorragende Schweißbarkeit. Für hochfeste schweißbare Strukturen wird EQ21A zum Industriestandard.
WE54A ist bekannt für seine hohe Festigkeit und seine geringen Kriecheigenschaften bei erhöhten Temperaturen und enthält Yttrium und Seltenerdelemente. Branchen mit strengen Anforderungen an die Ermüdungsfestigkeit bevorzugen diese Legierung.
Seltenerdelemente bilden zusammen mit Yttrium die Zusammensetzung von WE43. Diese Legierung ist für ihre Langzeitstabilität bei hohen Temperaturen bekannt und eignet sich für Anwendungen wie Flugzeugtriebwerkskomponenten.
Für hohe Festigkeit und gute Duktilität empfehlen wir ZK60A. Es enthält 5-6 % Zink und eine minimale Menge Zirkonium und sichert sich damit seinen Platz bei Hochleistungsanwendungen.
AZ80 besteht aus 8,2 % Aluminium und 0,7 % Zink und wird wegen seiner hohen Festigkeit geschätzt. Es eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit ohne nennenswerten Gewichtsnachteil erfordern.
HM21A besteht aus 2 % Thorium und 1 % Zirkonium und findet dort Anwendung, wo die Festigkeit bei erhöhter Temperatur entscheidend ist. Nukleare Anwendungen und Teile von Strahltriebwerken sind häufige Anwendungen für diese Legierung.
AE42 ist eine bemerkenswerte Wahl für Anwendungen bei erhöhten Temperaturen. Mit 4 % Aluminium und 2 % Seltenerdelementen bietet es eine erhebliche Kriechfestigkeit.
QE22 enthält 2 % Silber und 2 % Seltenerdelemente und bildet eine äußerst stabile Mikrostruktur. Für Teile, die Festigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen erfordern, ist diese Legierung außergewöhnlich.
ZC71, dessen Hauptelemente 7 % Zink und 1 % Zirkonium sind, ist auf höchste Festigkeit und Härte ausgelegt. Diese Kombination bietet für viele Bauteile eine solide Alternative zu Aluminiumlegierungen.
EZ33 besteht aus 3 % Zirkonium und einer Prise seltener Erden und zeichnet sich durch Kriechfestigkeit aus. In Bereichen, in denen eine langfristige Hochtemperaturstabilität erforderlich ist, ist EZ33 ein Spitzenreiter.
Legierungstyp | Streckgrenze (MPa) | Höchste Zugfestigkeit (MPa) | Dichte (g/cm^3) | Korrosionsbeständigkeit | Wärmeleitfähigkeit (W/m·K) | Typische Anwendung |
AZ31B | 125 | 270 | 1,77 | Gut | 75 | Luft- und Raumfahrt |
AZ91D | 160 | 290 | 1,81 | Exzellent | 72 | Automobil |
AM60B | 110 | 230 | 1,78 | Gerecht | 70 | Elektronik |
AM50A | 105 | 240 | 1,77 | Gut | 69 | Allgemeiner Maschinenbau |
ZE41A | 145 | 275 | 1,79 | Sehr gut | 68 | Militär |
EQ21A | 130 | 255 | 1,80 | Gut | 71 | Industrielle Maschinen |
WE54A | 170 | 300 | 1,82 | Exzellent | 73 | Luft- und Raumfahrt |
Tabelle zu Arten von Magnesiumlegierungen, die üblicherweise in der CNC-Bearbeitung verwendet werden!
Magnesium ist das leichteste aller Strukturmetalle und daher die erste Wahl für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Eine typische Magnesiumlegierung wiegt etwa 1,8 g/cm³, während Aluminiumlegierungen etwa 2,7 g/cm³ wiegen.
Wenn Sie mit Magnesium arbeiten, können Sie mit höheren Bearbeitungsgeschwindigkeiten rechnen. Die Spanbildung von Magnesium sorgt für einen höheren Vorschub
Kosteneffektivität
Oberflächenfinish
Wärmeableitung
Korrosionsbeständigkeit
Dauerfestigkeit
Schweißbarkeit
Recyclingfähigkeit
Schwingungsabsorption
Leitfähigkeit
Zugfestigkeit
Elastizität
Härte Die Härte von Magnesiumlegierungen kann zwischen 60 und 100 liegenBrinell-Skala
Haltbarkeit
Hartmetallfräser
Schnellarbeitsstahl (HSS)
Polykristalliner Diamant (PKD)
Schaftfräser
Planfräser
Bohrer Wann Bohren
Drehwerkzeuge
Wasserhähne
Reibahlen
Hohlmühlen
Gewindefräser
Werkzeugbeschichtungen
Spulengeschwindigkeit
Werkzeuggeometrie
Wasserlösliche Kühlmittel
Reine Öle
kann sich mit der Zeit verschlechtern.
Eine Emulsion vermischt Wasser und Öl. Bei Magnesium sorgt eine Emulsion für eine effiziente Wärmeableitung. Dadurch bleibt das Werkstück kühler, was die Gefahr von Verformungen verringert.
Synthetische Kühlmittel zeichnen sich durch ihre chemische Stabilität aus. Entscheiden Sie sich bei der Bearbeitung von Magnesium für solche ohne Schwefel, Chlor oder Phosphor. Solche Elemente können mit Magnesium negativ reagieren und zu Oberflächenfehlern führen.
Wenn Platz und Flüssigkeit wichtig sind, sollten Sie Nebelanwendungen in Betracht ziehen. Diese feinen Sprays verteilen sich direkt auf die Schneidzone und sorgen so für eine präzise Kühlung. Darüber hinaus reduziert Nebel die verbrauchte Kühlmittelmenge.
Bei hochintensiven CNC-Bearbeitungsaufgaben in Magnesium wirkt die Flutkühlung wahre Wunder. Es bietet eine umfassende Abdeckung und stellt sicher, dass jedes Teil gleichmäßig gekühlt wird. Bedenken Sie jedoch: Überschuss kann zu Verschwendung führen. Minimalmengenschmierung (MMS)
steht für eine Technik mit minimaler Schmierung. Dabei geht es um Effizienz. Sie bringen genau die richtige Menge Schmierstoff an die Schneide und schonen so Ressourcen und senken die Kosten.
Schneidöl ist ein Grundbestandteil der Zerspanungswelt und hilft, die Reibung zu reduzieren. Dadurch verlängert es die Standzeit des Werkzeugs und sorgt für glattere Schnitte auf Magnesiumoberflächen.
Während chlorierte Verbindungen in einigen Anwendungen vorteilhaft sind, stellen sie bei Magnesium eine Herausforderung dar. Vermeiden Sie sie, da sie Korrosion verursachen können.
Führen Sie Antioxidantien ein, um Oxidationsgefahren entgegenzuwirken. Oxidation kann die Qualität von Magnesium verschlechtern. Daher spielen Antioxidantien eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität des Materials.
Magnesium ist zwar weniger anfällig als einige Metalle, kann jedoch korrodieren. Tragen Sie nach der Bearbeitung Rostschutzmittel auf, um das Endprodukt vor unerwünschtem Rosten zu schützen.
Magnesium-Bearbeitungstechniken!
Beginnen Sie mit Magnesium-spezifischen Spiralbohrern. Entscheiden Sie sich für Geschwindigkeiten von 300 U/min für Löcher mit einem Durchmesser von 1/4 Zoll und bis zu 1.500 U/min für Löcher mit einem Durchmesser von 1/8 Zoll. Richtiges Bohren verhindert unerwünschte Verformungen. MahlenWerkzeuge aus Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Hartmetall eignen sich hervorragend für die Bearbeitung
. Streben Sie mit HSS-Werkzeugen eine Schnittgeschwindigkeit von 285 Fuß pro Minute (FPM) an, während Hartmetall Geschwindigkeiten von bis zu 1000 FPM ermöglicht.
Verwenden Sie scharfe Werkzeuge mit positiven Spanwinkeln. Erzielen Sie Oberflächengüten von 32 Mikrozoll oder besser mit Vorschubgeschwindigkeiten von 0,005 bis 0,015 Zoll pro Umdrehung. Langweilig Verwenden Sie scharfe HSS-Werkzeuge mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,002 bis 0,010 Zoll pro Umdrehung. Richtig
Die Werkzeuggeometrie sorgt für präzise Löcher ohne Ausbrüche.
Entscheiden Sie sich für 10 bis 12 Fäden pro Zoll. Ein Werkzeugwinkel von 29 Grad gewährleistet hochwertige Gewinde auf Magnesiumkomponenten.
Für beste Ergebnisse tippen Sie mit 60–75 FPM. Verwenden Sie Gewindebohrer mit Spiralspitze oder Spiralnut, um eine optimale Gewindeform und -bearbeitung zu erzielen.
Halten Sie die Räumnadeln scharf. Üben Sie leichten, kontinuierlichen Druck aus, um hochwertige Oberflächen zu erzielen.
Für Präzisionsarbeiten verwenden Sie Siliziumkarbid- oder Aluminiumoxid-Räder. Halten Sie die Radgeschwindigkeit zwischen 4.500 und 6.500 FPM ein, um eine optimale Materialentfernung zu gewährleisten.
Magnesium profitiert von der Verwendung von Standard-Honsteinen. Streben Sie Steingeschwindigkeiten zwischen 120 und 150 FPM an.
Bandsägen und Kreissägen funktionieren am besten. Blattgeschwindigkeiten von 10.000 bis 15.000 FPM maximieren die Effizienz.
Erzielen Sie Lochgenauigkeiten von 0,0005 Zoll oder besser. Verwenden Sie Hartmetall- oder HSS-Reibahlen mit Drehzahlen von 150 bis 300 U/min. Gravur Präzise Werkzeuggeometrie sorgt für saubere, scharfe Linien. Für optimale Ergebnisse nutzen Sie ähnliche Geschwindigkeiten wie beim Fräsen. In diesem Fall,
kann hilfreich sein.
Eine nicht-traditionelle Methode, EDM, kann Magnesium ohne direkten Werkzeugkontakt formen. Die Eigenschaften der dielektrischen Flüssigkeit für Magnesium verbessern den Prozess.
Tipps zum Erreichen der gewünschten Oberflächengüte!
Um eine außergewöhnliche Oberflächengüte bei der CNC-Bearbeitung von Magnesium zu gewährleisten, bestimmen Sie die beste Vorschubgeschwindigkeit. Bedenken Sie, dass höhere Vorschubgeschwindigkeiten zu Oberflächenfehlern führen können. Verwenden Sie Werte zwischen 0,004 und 0,006 Zoll pro Zahn.
Ein stumpfes Werkzeug beschädigt Magnesiumoberflächen. Überprüfen und pflegen Sie regelmäßig die Schärfe der Werkzeuge. Die Schnittkanten sollten scharf bleiben; Eine häufige Werkzeuginspektion reduziert den Verschleiß.
Die richtige Verwendung von Kühlmittel verhindert eine Überhitzung und maximiert die Lebensdauer des Werkzeugs. Leiten Sie das Kühlmittel direkt zum Kontaktpunkt zwischen Werkzeug und Magnesium und sorgen Sie so für maximale Effizienz.
Befestigen Sie alle Maschinenkomponenten fest. Die erhöhte Steifigkeit sorgt für einen gleichmäßigen Kontakt zwischen Werkzeug und Magnesium und verhindert so unnötige Fehler.
Vibrationen verursachen Oberflächenfehler. Verwenden Sie ein Antivibrationswerkzeug
Richtige Geschwindigkeiten
Finishing-Pässe
Werkzeugauswahl
Mehrstufige Prozesse
Entgraten
Oberflächenbehandlungen
Spannstrategien
Jeder Werkzeugwechsel birgt Fehlerpotenzial. Begrenzen Sie Änderungen durch den Einsatz multifunktionaler Tools und die Optimierung von Arbeitsabläufen.
Luft- und Raumfahrt
Automobil
Medizinische Geräte
Elektronik
Sportausrüstung Haltbarkeit und Gewicht beeinflussen die sportliche Leistung. Daher verwenden Schläger, Schläger und Schutzausrüstung CNC-gefrästes Magnesium. Ihre Anwesenheit sorgt dafür, dass Sportler eine optimale Effizienz erreichen.
Militär
Telekommunikation
Robotik
Optische Geräte
Elektrowerkzeuge
Musikinstrumente
Biomedizinische Implantate
Drohnen
Eisenbahnen
Beim Training ist Kraft- und Gewichtsmanagement gefragt. Komponenten wie Sitzrahmen profitieren von CNC-gefrästem Magnesium und bieten den Passagieren sowohl Komfort als auch Sicherheit. Abschluss. Die CNC-Bearbeitung von Magnesium bringt zahlreiche Vorteile und Herausforderungen mit sich. Von leichten Bauteilen bis hin zu Bedenken hinsichtlich der Entflammbarkeit ist alles vielfältig. Eine Reihe von Magnesiumlegierungen ermöglichen vielfältige Anwendungen. Werkzeugauswahl und Vorsichtsmaßnahmen gewährleisten Qualität und Sicherheit.