Magnesium har enestående egenskaber, især lav massefylde og god bearbejdelighed, som gør det muligt at skabe korrosionsbestandighed i dele med høj styrke ved hjælp af CNC-bearbejdning. Bearbejdningen af magnesium er dog en stor udfordring på grund af materialets brændbarhed. Når man arbejder med magnesium, træffes der sikkerhedsforanstaltninger for at reducere de risici, der kan være forbundet med det.

Bearbejdningen af magnesium genererer spåner og støv, som let kan antændes, hvilket er en stor fare for CNC-maskinister. Hvis bearbejdningsprocessen ikke er godt kontrolleret, vil den sandsynligvis forårsage brande eller eksplosioner i værkstedet. Denne artikel beskriver de vigtigste sikkerhedsforanstaltninger for at arbejde korrekt med magnesium og andre brændbare metaller. Den fokuserer på korrekte metoder til spåntagning og foranstaltninger og forholdsregler for at undgå brand i et maskinværksted.

Udfordringer ved bearbejdning af magnesium

Arbejdet med magnesiumlegeringer er altid forbundet med risici, som skal håndteres korrekt. Her er nogle af de risici, man skal være opmærksom på, når man er involveret i CNC-bearbejdning af magnesium.

Brandfare

Et af de store problemer ved bearbejdning af magnesiumlegeringer er, at de fine spåner og det støv, der opstår under processen, er brandfarlige. Disse partikler er meget letantændelige, og selv små gnister eller kraftig varme kan let få dem til at bryde i brand, hvilket er en stor fare i værkstedet.

Slid på værktøjet

På grund af sin bløde og slibende natur kan magnesiummaterialet slide på skæreværktøjet under CNC-bearbejdning. Det resulterer i en lavere bearbejdningshastighed og flere værktøjer, der skal skiftes oftere end ellers.

Varmeproduktion

Det er også klart, at magnesiumlegeringer har lav varmeledningsevne, og derfor er varmen lokaliseret til skærezonen. Denne høje skæretemperatur påvirker også værktøjets levetid negativt. Det øger også muligheden for at fordreje emnet og fremskynder værktøjssliddet.

Udfordringer med overfladefinish

Det er en udfordring at opnå en høj overfladefinish på magnesiumlegeringer på grund af tilstedeværelsen af grater og deformation i bearbejdningen. Alle disse problemer skal løses ved at anvende de korrekte bearbejdningsmetoder og vælge de rigtige værktøjer for at opnå den ønskede overfladefinish af høj kvalitet. For at løse disse problemer er det nødvendigt at overholde alle sikkerhedsforanstaltninger, korrekt brug af værktøjer og information om magnesiums egenskaber og bearbejdningen af det for at opnå sikkerhed og effektivitet.

Enorme fordele ved CNC-bearbejdning af magnesium

Der er dog nogle fordele ved at bruge CNC-bearbejdning af magnesium på trods af ovenstående risici. Derfor er magnesium velegnet til brug i industrier, der kræver lethed, som f.eks. luftfarts- og bilindustrien, hvor det forbedrer effektiviteten og brændstofforbruget. Det er et meget let materiale, men samtidig har det høj styrke. Derfor kan strukturer være solide og slanke og kræve mindre materiale.

Magnesium er let at bearbejde og kan derfor produceres i store mængder. De anvendte værktøjer beskadiges ikke så let, hvilket reducerer omkostningerne. På grund af dets gode varmeledningsevne er det velegnet til anvendelser, hvor varmen skal ledes væk fra produktet, f.eks. i kabinetter til elektronisk udstyr. Magnesium har også indbyggede EMI-pakningsegenskaber, der beskytter følsom elektronik mod interferens.

Fra et miljømæssigt synspunkt er der masser af magnesium. Det kan genbruges, og i bearbejdningsprocesserne er mængden af emissioner ubetydelig. Desuden er energiforbruget mindre end for andre metaller. Denne bæredygtighed kombineret med fleksibilitet i den type overfladefinish, der kan anvendes, f.eks. maling eller anodisering, gør magnesium til et foretrukket materiale for producenter, der ønsker høj ydeevne og samtidig ønsker at reducere deres CNC-bearbejdnings indvirkning på miljøet.

Sikkerhedsforanstaltninger ved CNC-bearbejdning af magnesiumlegeringer

CNC-bearbejdning af magnesiumlegeringer kan være sikker, hvis man overholder følgende sikkerhedsforanstaltninger for bearbejdning af magnesium: Her er vigtige tips til sikker bearbejdning af magnesium.

1. Hold værktøjet skarpt:

En af de udfordringer, der er forbundet med bearbejdning af magnesium, er varmeproduktion - det er også vigtigt at bruge skarpe værktøjer, når man skærer, for at undgå varmeakkumulering. Sløve værktøjer vil sandsynligvis skabe en masse friktion og kan forårsage gnister, der fører til antændelse af magnesiumspåner. Værktøjer med hårdmetalspids foretrækkes, fordi de er hårde og ikke slår gnister hurtigt ved høje temperaturer.

2. Undgå snævre frihedsgrader:

En af de vigtigste ting, man skal overveje, når man bearbejder magnesiumlegeringer, er at undgå tætte tolerancevinkler. Høje skærevinkler resulterer i massive og sammenhængende spåner, der øger varmen og muligheden for brandudbrud på grund af grundstoffet magnesiums natur.

3. Producerer ødelagte chips:

Indstil din CNC-maskine til at producere små og intermitterende spåner. Det hjælper med at fjerne varmen fra skæreværktøjet og arbejdsemnet, så der er minimal risiko for, at materialet får en åben flamme. Dette skal gøres ved at anvende små bagudrettede vinkler, lave tilspændingshastigheder og moderate til høje skærehastigheder.

4. Brug mineraloliebaserede kølemidler:

Ved bearbejdning af magnesium anbefales det at bruge mineralolie som kølemiddel i stedet for vand. Mineralolie reducerer brand- og eksplosionsrisikoen og forbedrer overfladefinishen. Vandige opløsninger af kølemidler kan korrodere magnesium og forårsage dannelse af brandfarlig brintgas.

5. Brug eksplosionssikre vakuumsystemer:

Brug eksplosionssikre vakuumsystemer til at hjælpe med at suge magnesiumspåner og støv ud af CNC-maskinerne. Diskontinuerlige magnesiumspåner er også brandfarlige; det er afgørende at fjerne dem i værkstedet uden at forårsage brand.

6. Undgå vand i tilfælde af brand:

Forsøg ikke at slukke ilden med vand under en magnesiumbrand, da det kun vil forværre den. Magnesiumbrande skal bekæmpes med tørre klasse D-ildslukkere eller tørt sand. Ved at følge ovenstående foranstaltninger kan cnc-bearbejdning af magnesium således udføres sikkert med mindre risiko på arbejdspladsen.

Valg af det rigtige skæreværktøj til CNC-bearbejdning af magnesiumlegering

Det er afgørende at vælge de rigtige skæreværktøjer for at opnå de bedste resultater og den bedste sikkerhed, når man bruger CNC-bearbejdning på magnesiumlegeringer. Nedenfor er en kategorisering af de værktøjer, der ofte anvendes:

Værktøj i højhastighedsstål (HSS):

Værktøjer i højhastighedsstål er nemme at bruge og relativt billigere end andre værktøjer. På grund af deres hårdhed og evne til at lave afbrudte snit er de nemme at slibe og dermed velegnede til forskellige bearbejdninger.

Værktøj med hårdmetalspids:

Hårdmetalværktøjer er kendt for deres hårdhed og bliver derfor meget sjældent slidt og har en lang levetid. De holder deres skarphed godt, hvilket fører til forbedret overfladefinish, højere bearbejdningshastigheder og derfor forbedret produktivitet.

Belagt hårdmetalværktøj:

Belagte hårdmetalværktøjer har hårdmetal som substratmateriale, og andre materialer som titannitrid er belagt med substratet. Disse belægninger forbedrer hårdheden og varmestabiliteten, hvilket giver værktøjet en længere levetid og samtidig forbedrer bearbejdningseffektiviteten.

Værktøj i polykrystallinsk diamant (PCD):

PCD-værktøjer er blandt de mest stive skærematerialer på markedet og giver den bedste slidstyrke og værktøjslevetid. Det er velegnet til højhastighedsbearbejdning for at bevare skarpheden i længere tid og producere mange dele præcist.

Hvorfor magnesium til CNC-bearbejdning?

Men magnesium bruges stadig i CNC-bearbejdning på grund af dets gode egenskaber, så længe der træffes sikkerhedsforanstaltninger. Her er overbevisende grunde til at overveje magnesium:

Enestående bearbejdelighed:

Magnesiumlegeringer er nemme at bearbejde og kan let bearbejdes med computerstyret numerisk kontrol eller CNC. Denne egenskab reducerer skærekræfterne og forbedrer dermed værktøjet og den korrekte bearbejdning.

Komplekse geometrier:

Materialet er mere tilgængeligt for maskiner end andre metaller, hvilket gør det muligt at skabe komplekse former for dele. CNC-bearbejdning gør det muligt at fremstille magnesiumdele efter præcise tekniske specifikationer, som er vigtige i nutidens industrier.

Præcision og konsistens:

CNC-teknologien sikrer, at designet gengives ned til mindste detalje og selv mikrostrukturerne. Flerakset bearbejdning er meget nyttig, da den gør det muligt at bearbejde magnesiumlegeringer i alle retninger for at opfylde kravene i forskellige projekter.

Genanvendelighed:

Det er vigtigt at bemærke, at magnesium og dets legeringer kan genbruges, hvilket i høj grad bidrager til miljøfaktoren i produktionen. CNC-bearbejdning fører til skabelse af genanvendeligt magnesium og reducerer dermed påvirkningen af omgivelserne.

Miljømæssige fordele:

Magnesium er ufarligt for miljøet og kan genbruges, hvilket gør det bedre end andre materialer. Det er miljøvenligt, da det er i overensstemmelse med de globale tendenser til at minimere produktionens indvirkning på miljøet.

Unikke materialefordele:

Ud over at være let at bearbejde er det et letvægtsmateriale med høj styrke, der forbedrer brændstofeffektiviteten i bil- og flyindustrien. Dette gælder især for overfladefinishen, hvor værktøjet kan levere højtydende dele.

Forskellige metoder til CNC-bearbejdning af magnesium

CNC-bearbejdning anvender flere specialiserede metoder til effektivt at fremstille magnesiumdele til forskellige anvendelser.

CNC-boring:

CNC-boring er boring af huller i magnesiumemner ved hjælp af roterende fræsere eller bor med en kontrolleret fremføringshastighed. Denne metode er fordelagtig i applikationer, der kræver stor nøjagtighed i placeringen af huller og den dybde, de skal laves i, i materialer som f.eks. rumfarts- og bildele.

CNC-fræsning: 

Ved CNC-fræsning skærer en roterende fræser den ønskede form og profil ud af magnesium. Det fungerer også godt, når man fremstiller detaljer med tynde fileter og små mellemrum, hvilket er vigtigt i applikationer, der kræver strukturer som f.eks. elektronik, medicinsk udstyr og industrielt udstyr.

CNC-drejning:

Ved CNC-drejning holder en borepatron arbejdsemnet af magnesiumlegering, mens arbejdsemnet roteres, og et enkeltpunktsværktøj bruges til at skære arbejdsemnet. Denne metode er ideel til fremstilling af cylindriske emner som aksler, stifter og beslag med fine grænser og glat overfladefinish. Den anvendes i motordele til biler og hydraulisk udstyr.

Laserskæring:

CNC-laserskæring indebærer smeltning eller fordampning af magnesiumplader i henhold til en fastlagt skærebane. Denne metode foretrækkes, fordi den ikke involverer direkte berøring, kan skabe skarpe kanter og delikate funktioner og ofte anvendes til luftfartspaneler, dekorative dele og elektroniske kabinetter.

Tapping:

CNC-gevindskæring er gevindskæreværktøjer til fremstilling af indvendige gevind i magnesiumdele. Det giver også rimelig kontrol over gevindets stigning og dybde, hvilket er vigtigt i fastgørelseselementer og gevindindsatser i rumfartskonstruktioner, bilsamlinger og forbrugerelektronik.

Opsummering

CNM's brug af CNC-bearbejdning at arbejde med magnesium fører til skabelsen af lette og holdbare dele med nøjagtige dimensioner og god slagstyrke. Magnesiums forholdsvis gode bearbejdelighed kan anvendes til en lang række produkter gennem forskellige CNC-operationer. Men driftssikkerhed er altafgørende ved magnesiumbearbejdning, da det kræver en ordentlig forståelse og implementering af sikkerhedsforanstaltninger for at opnå produktion af høj kvalitet hos CNM.