Obrábění hořčíku

Hořčík má výjimečné vlastnosti, zejména nízkou hustotu a dobrou obrobitelnost, pro vytvoření odolnosti proti korozi u vysoce pevných dílů pomocí CNC obrábění. Proces obrábění hořčíku je však poměrně náročný kvůli hořlavosti materiálu. Při práci s hořčíkem se přijímají bezpečnostní opatření, aby se snížila veškerá rizika, která s ním mohou být spojena.

Při obrábění hořčíku vznikají hobliny a prach, které se mohou snadno vznítit, což představuje velké nebezpečí pro obráběče CNC. Pokud není proces obrábění dobře kontrolován, může v dílně dojít k požáru nebo výbuchu. Tento článek popisuje hlavní bezpečnostní opatření pro správnou práci s hořčíkem a dalšími hořlavými kovy. Zaměřuje se na správné metody odstraňování třísek a opatření a preventivní opatření, která mají zabránit vzniku požáru v obráběcí dílně.

Výzvy při obrábění hořčíku

Práce s hořčíkovými slitinami je vždy spojena s riziky, která je třeba náležitě zvládnout. Toto jsou některá z rizik, která je třeba si uvědomit, pokud se zabýváte CNC obrábění hořčíku.

Nebezpečí požáru

Jedním z významných problémů při obrábění hořčíkových slitin je hořlavost jemných třísek a prachu vznikajících při procesu. Tyto částice jsou vysoce hořlavé a i drobné jiskry nebo nadměrné teplo mohou snadno způsobit jejich vznícení, což představuje v dílně velké nebezpečí.

Opotřebení nástrojů

Hořčíkový materiál se při CNC obrábění může opotřebovávat kvůli své měkké a abrazivní povaze. To má za následek nižší rychlost obrábění a větší počet nástrojů, které se musí častěji měnit.

Výroba tepla

Je také zřejmé, že hořčíkové slitiny mají nízkou tepelnou vodivost, a proto je teplo lokalizováno do oblasti řezu. Tato vysoká řezná teplota také negativně ovlivňuje životnost nástroje. Zvyšuje také možnost deformace obrobku a urychluje rychlost opotřebení nástroje.

Problémy s povrchovou úpravou

Dosažení vysoké kvality povrchu hořčíkových slitin je náročné kvůli přítomnosti otřepů a deformací při obrábění. Všechny tyto problémy je třeba řešit použitím správných metod obrábění a výběrem správných nástrojů, aby bylo dosaženo požadované vysoce kvalitní povrchové úpravy. Pro řešení těchto problémů je nutné dodržovat všechna bezpečnostní opatření, správné používání nástrojů a informace o vlastnostech hořčíku a jeho obrábění pro zajištění bezpečnosti a efektivity.

Obrovské výhody CNC obrábění hořčíku

Používání těchto nástrojů má však některé výhody. CNC obrábění hořčíku navzdory výše uvedeným rizikům. Proto je hořčík vhodný pro použití v průmyslových odvětvích, která vyžadují světlo, jako je letecký a automobilový průmysl, kde zvyšuje účinnost a spotřebu paliva. Je to velmi lehký materiál, ale zároveň má vysokou pevnost. Konstrukce tak mohou být pevné a štíhlé, což vyžaduje méně materiálu.

Hořčík se snadno opracovává, a proto se může vyrábět ve velkém množství. Použité nástroje se snadno nepoškodí, což snižuje náklady. Díky své dobré tepelné vodivosti je vhodný pro aplikace, kde je třeba odvádět teplo od výrobku, jako je například kryt elektronických zařízení. Hořčík má také přirozené těsnicí vlastnosti proti elektromagnetickému rušení, které chrání citlivou elektroniku před rušením.

Z hlediska životního prostředí je hořčíku dostatek. Lze jej recyklovat a při obrábění je množství emisí zanedbatelné. Kromě toho je spotřeba energie nižší než u jiných kovů. Tato udržitelnost spolu s flexibilitou, pokud jde o typ povrchové úpravy, kterou lze aplikovat, jako je lakování nebo eloxování, činí z hořčíku materiál, který upřednostňují výrobci, kteří si přejí vysoký výkon a současně chtějí snížit dopady svého CNC obrábění na životní prostředí.

Bezpečnostní opatření při CNC obrábění hořčíkových slitin

CNC obrábění hořčíkových slitin může být bezpečné, pokud jsou dodržována následující opatření pro bezpečnost při obrábění hořčíku: Zde jsou uvedeny důležité tipy pro zajištění bezpečného obrábění hořčíku.

1. Udržujte nástroje ostré:

Jedním z problémů, které jsou spojeny s obráběním hořčíku, je produkce tepla - používání ostrých nástrojů při řezání je také nezbytné, aby se zabránilo akumulaci tepla. Tupé nástroje pravděpodobně vytvářejí velké tření a mohou způsobit jiskření, které vede ke vznícení hořčíkových třísek. Upřednostňují se nástroje s karbidovou špičkou, protože jsou tvrdé a při vysokých teplotách rychle nejiskří.

2. Vyhněte se těsným úhlům:

Jednou z klíčových věcí, které je třeba při obrábění hořčíkových slitin zohlednit, je vyhnout se úhlům s malou tolerancí. Vysoké řezné úhly mají za následek masivní a po sobě jdoucí třísky, které zvyšují teplo a možnost vypuknutí požáru vzhledem k povaze prvku hořčíku.

3. Produkujte zlomené žetony:

Nastavte svůj CNC stroj na výrobu malých a přerušovaných třísek. To pomáhá odvádět teplo z řezného nástroje a obrobku, takže je minimální pravděpodobnost, že se materiál dostane do otevřeného ohně. Toho by mělo být dosaženo použitím malých úhlů zpětného záběru, nízkých rychlostí posuvu a středních až vysokých řezných rychlostí.

4. Používejte chladicí kapaliny na bázi minerálních olejů:

Při obrábění hořčíku se doporučuje používat místo vody chladicí kapaliny s minerálním olejem. Minerální olej snižuje riziko požáru a výbuchu a zlepšuje kvalitu povrchu. Vodné roztoky chladicích kapalin mohou způsobit korozi hořčíku a tvorbu hořlavého plynného vodíku.

5. Nasazení vakuových systémů s ochranou proti výbuchu:

Použijte nevýbušné vakuové systémy, které pomáhají odsávat hořčíkové třísky a prach z CNC strojů. Nesouvislé hořčíkové třísky jsou také hořlavé; jejich odstranění v dílně je zásadní, aniž by došlo k vypuknutí požáru.

6. V případě požáru se vyhněte vodě:

Při hořčíkovém požáru se nepokoušejte oheň hasit vodou, protože byste ho tím jen zhoršili. Požár hořčíku je třeba hasit suchými hasicími přístroji třídy D nebo suchým pískem. Při dodržení výše uvedených opatření lze tedy obrábění hořčíku na CNC stroji provádět bezpečně a s menším rizikem na pracovišti.

Výběr správného řezného nástroje při CNC obrábění hořčíkové slitiny

Pro dosažení nejlepších výsledků a bezpečnosti při obrábění hořčíkových slitin pomocí CNC je zásadní výběr vhodných řezných nástrojů. Níže je uvedena kategorizace často používaných nástrojů:

Nástroje z rychlořezné oceli (HSS):

Nástroje z rychlořezné oceli se snadno používají a jsou relativně levnější než jiné nástroje. Díky své tvrdosti a schopnosti provádět přerušované řezy se snadno brousí, a jsou tak vhodné pro různé obráběcí operace.

Nástroje s karbidovými hroty:

Karbidové nástroje jsou známé svou tvrdostí, a proto se velmi obtížně opotřebovávají a mají dlouhou životnost. Dobře si udržují svou ostrost, což vede k lepší povrchové úpravě, vyšší rychlosti obrábění, a tím i k vyšší produktivitě.

Nástroje z karbidu s povlakem:

Nástroje z povlakovaného karbidu mají jako substrát karbid a další materiály, jako je nitrid titanu, jsou povlakovány substrátem. Tyto povlaky zlepšují tvrdost a tepelnou stabilitu, čímž se prodlužuje životnost nástroje a zároveň se zvyšuje účinnost obrábění.

Nástroje z polykrystalického diamantu (PCD):

Nástroje z PCD patří mezi nejtužší řezné materiály na trhu a nabízejí nejlepší odolnost proti opotřebení a životnost. Je vhodný pro vysokorychlostní obrábění, aby si déle udržel ostrost a přesně vyráběl mnoho dílů.

Proč hořčík pro CNC obrábění?

Hořčík se však stále používá při CNC obrábění díky svým žádoucím vlastnostem, pokud jsou dodržena bezpečnostní opatření. Zde jsou přesvědčivé důvody, proč uvažovat o hořčíku:

Výjimečná obrobitelnost:

Hořčíkové slitiny se snadno obrábějí a lze je snadno opracovávat pomocí počítačového numerického řízení neboli CNC. Tato vlastnost snižuje řezné síly, a tím zlepšuje nástroj a správné obrábění.

Složité geometrie:

Tento materiál je pro stroje přístupnější než jiné kovy, což umožňuje vytvářet složité tvary dílů. CNC obrábění umožňuje vyrábět hořčíkové díly podle přesných technických specifikací, které jsou v dnešním průmyslu nezbytné.

Přesnost a důslednost:

Technologie CNC zajišťuje, že návrhy jsou reprodukovány do nejmenších detailů a dokonce i mikrostruktur. Víceosé obrábění je velmi užitečné, protože umožňuje tvarování hořčíkových slitin ve všech směrech, aby splňovalo požadavky různých projektů.

Recyklovatelnost:

Je důležité poznamenat, že hořčík a jeho slitiny jsou recyklovatelné, což významně přispívá k ekologickému faktoru při výrobě. CNC obrábění vede ke vzniku recyklovatelného hořčíku, čímž se snižuje dopad na okolí.

Přínosy pro životní prostředí:

Hořčík není nebezpečný pro životní prostředí a lze jej recyklovat, což je lepší než jiné materiály. Je šetrný k životnímu prostředí, protože je v souladu s celosvětovými trendy minimalizace dopadů výroby na životní prostředí.

Výhody jedinečného materiálu:

Kromě snadného obrábění je to lehký materiál s vysokou pevností, který zvyšuje účinnost paliva v automobilovém a leteckém průmyslu. To platí zejména pro povrchovou úpravu, díky níž může nástroj poskytovat vysoce výkonné díly.

Různé metody CNC obrábění hořčíku

CNC obrábění využívá několik specializovaných metod pro efektivní výrobu hořčíkových dílů pro různé aplikace.

CNC vrtání:

CNC vrtání je vrtání otvorů do hořčíkových obrobků pomocí rotujících fréz nebo vrtáků s řízeným posuvem. Tato metoda je výhodná v aplikacích, které vyžadují vysokou přesnost umístění otvorů a hloubku, v níž mají být provedeny, v materiálech, jako jsou letecké a automobilové díly.

CNC frézování: 

Při CNC frézování vyřeže rotující fréza požadovaný tvar a profil hořčíku. Dobře se osvědčuje také při výrobě prvků s tenkým koutem a malými vůlemi, což je důležité v aplikacích, které vyžadují konstrukce, jako je elektronika, lékařské vybavení a průmyslová zařízení.

CNC soustružení:

Při CNC soustružení drží obrobek z hořčíkové slitiny sklíčidlo, zatímco se obrobek otáčí, a k řezání obrobku se používá jednobodový nástroj. Tato metoda je ideální pro výrobu válcových výrobků, jako jsou hřídele, čepy a kování, s přesnými limity a hladkou povrchovou úpravou. Používá se u dílů automobilových motorů a hydraulických zařízení.

Řezání laserem:

Řezání CNC laserem zahrnuje tavení nebo odpařování hořčíkových plechů nebo desek podle nastavené dráhy řezu. Tato metoda je upřednostňována, protože při ní nedochází k přímému dotyku, lze vytvářet ostré hrany a jemné prvky a běžně se používá pro letecké panely, dekorativní díly a elektronické kryty.

Klepání:

CNC závitování je řezání závitů nástroji pro výrobu vnitřních závitů v hořčíkových dílech. Nabízí také přiměřenou kontrolu stoupání a hloubky závitů, což je nezbytné u spojovacích prvků a závitových vložek v leteckých konstrukcích, automobilových sestavách a spotřební elektronice.

Shrnutí

Použití CNM CNC obrábění práce s hořčíkem vede k vytváření lehkých a odolných dílů s přesnými rozměry a dobrou rázovou pevností. Poměrně dobrou obrobitelnost hořčíku lze uplatnit u široké škály výrobků prostřednictvím různých CNC operací. Při obrábění hořčíku je však nejdůležitější bezpečnost provozu, která vyžaduje správné pochopení a zavedení bezpečnostních opatření, aby bylo možné dosáhnout vysoce kvalitní výroby na CNM.