Bearbeitung von Kupfer

Kupfermetalle werden wegen ihres Aussehens sehr geschätzt. Es wird vor allem in der Alltagskunst und bei Gebrauchsgegenständen verwendet. Kupfer hat bessere materielle und elektrische Eigenschaften als andere Metalle. Aluminium oder Aluminium. Dies macht die Herstellung komplexer Teile unerlässlich. Diese Teile werden z. B. für EDM-Elektroden verwendet.

Kupfer ist jedoch in der Regel schwierig zu bearbeiten. Diese Härte wirft mehrere Probleme auf, wie z. B. Zu den Zusatzstoffen gehören Aluminium, Zink, Silizium und Zinn. Diese Kombinationen führen zur Bildung von Legierungen wie Messing und Bronze. Für besondere Anforderungen werden auch Nickel-Silber-Legierungen hergestellt.

Jede der Legierungen ist daher für genaue Bearbeitungsanwendungen ausgelegt. Daher spielen sie in vielen Bereichen eine wichtige Rolle. Die Bearbeitung von Teilen aus Kupferlegierungen wird leichter zugänglich und ermöglicht eine effizientere Produktion. Dies wiederum ermöglicht eine effizientere Produktion. Kupfer ist aufgrund seiner Vielseitigkeit nach wie vor für alle Bereiche wertvoll. In Kombination mit anderen Metallen ist es sogar noch nützlicher. Dennoch ist Kupfer unersetzlich, und die Industrie wird auch in Zukunft damit zu tun haben.

Dieser Artikel befasst sich mit den Methoden der CNC-Bearbeitung von Kupfer, den wichtigsten zu berücksichtigenden Faktoren, den verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten von Kupfer und den erforderlichen Bearbeitungsdienstleistungen. Lassen Sie uns Ihnen helfen, die Informationen zu entschlüsseln, die Sie benötigen, um das Beste aus diesem Metall zu machen.

CNC-Bearbeitung von Kupfer:

Wenn es darum geht CNC-Bearbeitung von Kupfergibt es zwei entscheidende Faktoren, die für optimale Ergebnisse zu beachten sind:

1. Optimale Auswahl des Werkzeugmaterials:

Der Umgang mit Rohkupfer ist problematisch, da das Material sehr weich ist, wodurch sich die Werkzeuge sehr schnell abnutzen und die Späne schwer zu entfernen sind. Eines der Probleme, mit denen man häufig konfrontiert wird, ist die Entstehung einer Aufbauschneide, d. h. eines Zustands, bei dem Kupferpartikel am Werkzeug haften bleiben und unebene Oberflächen erzeugen. Um diese Probleme zu beseitigen, müssen Schneidwerkzeuge eingesetzt werden, die aus Materialien wie Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) gefertigt sind. HSS-Werkzeuge sind besonders für das Schneiden von Kupfer bekannt, da es sich um ein weiches Metall handelt und HSS-Werkzeuge beim Einsatz von CNC-Maschinen nicht so schnell stumpf werden.

2. Einstellung der idealen Vorschubgeschwindigkeit:

Die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt die Geschwindigkeit, mit der sich das CNC-Schneidwerkzeug auf dem Kupferwerkstück bewegt. Bei der Kupferbearbeitung ist es ratsam, die Vorschubgeschwindigkeit zwischen moderat und niedrig zu halten. Hohe Vorschubgeschwindigkeiten können viel Wärme erzeugen, was bei Präzisionsbearbeitungsanwendungen nicht erwünscht ist.

Einer der kritischen Aspekte bei der Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit ist, dass sie für die Präzision und Oberflächengüte bei der Bearbeitung entscheidend ist. Wenn in Ihrem Projekt höhere Vorschubgeschwindigkeiten erforderlich sind, ist die Verwendung von Kühlschmierstoffen obligatorisch, da die Wärme für eine bessere Präzision bei der Bearbeitung abgeführt werden muss.

3. Auswahl der richtigen Materialsorte

Die Wahl der richtigen Kupfersorte ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Planung eines jeden Projekts. Elektrolytisches Hartkupfer (ETPC), auch bekannt als reines Kupfer (C101), hat einen Reinheitsgrad von 99%. Die Zuverlässigkeit von 99% kann problematisch und teuer sein, insbesondere bei mechanischen Komponenten.

Vergleicht man die beiden Materialien, so ist C110 leitfähiger als C101, für Maschinen besser zugänglich als C101 und manchmal auch billiger. Die Wahl der richtigen Materialqualität ist entscheidend für die ordnungsgemäße Erfüllung der Konstruktionsanforderungen.

Die Herstellbarkeit sollte unabhängig von der Art des bei der Entwicklung eines Produkts verwendeten Materials berücksichtigt werden. Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, müssen die DFM-Grundsätze buchstabengetreu befolgt werden. Zu den Empfehlungen gehören die genaue Kontrolle der Leistungstoleranzen und die Überprüfung der Dimensionen. Machen Sie keine dünnen Wände mit kleinen Radien für eine bessere Bearbeitung. Die Wandstärken sollten auf ein Minimum von 0,5 mm begrenzt werden, um die strukturelle Festigkeit zu gewährleisten.

Beim CNC-Fräsen liegt die Größenbegrenzung bei 1200 mm x 500 mm x 152 mm, beim CNC-Drehen bei 152 mm x 394 mm. Entwerfen Sie Hinterschneidungen mit quadratischen Profilen, vollen Radien oder Schwalbenschwänzen, um den Bearbeitungsaufwand zu verringern. Diese Richtlinien gelten speziell für Kupferbauteile und tragen wesentlich zur Steigerung der Produktivität und Qualität der Bauteile bei.

Die Kupferlegierungen für die spanende Bearbeitung

Zu den Kupferwerkstoffen gehören verschiedene Handelsmetalle, die je nach den für eine bestimmte Anwendung erforderlichen Eigenschaften in unterschiedlichen Branchen verwendet werden.

1. Reines Kupfer:

Kupfer ist dafür bekannt, dass es in der reinsten Form weich ist und sich leicht formen lässt. Es kann einen geringen Prozentsatz an Legierungszusätzen enthalten, um seine Eigenschaften zu verbessern, z. B. eine höhere Festigkeit. Hochreines Kupfer wird in der Elektrotechnik verwendet, z. B. in Kabeln, Motoren, anderen Geräten und industriellen Anwendungen wie Wärmetauschern.

Die handelsüblichen Sorten reinen Kupfers werden unter den UNS-Nummern C10100 bis C13000 geführt. Für Anwendungen, die eine höhere Festigkeit und Härte erfordern, wie z. B. die Bearbeitung von Berylliumkupfer, ist die Legierung von reinem Kupfer mit Beryllium eine gängige Praxis.

2. Elektrolytisches Kupfer:

Elektrolytisches Zähkupfer wird aus Kathodenkupfer gewonnen, das durch Elektrolyse raffiniert wird und mangelhafte Verunreinigungen enthält. Die am weitesten verbreitete Sorte ist C11000, die eine elektrische Leitfähigkeit von bis zu 100% IACS und eine hohe Flexibilität aufweist, wodurch sie sich für elektrische Anwendungen wie Wicklungen, Kabel und Stromschienen eignet.

3. Sauerstofffreies Kupfer:

Aufgrund ihres geringen Sauerstoffgehalts zeichnen sich sauerstofffreie Kupfersorten wie C10100 (Oxygen-free electronic) und C10200 (Oxygen-free) durch einen geringen Sauerstoffgehalt und hohe elektrische Leitfähigkeit aus. Diese Kupfersorten werden unter nicht-oxidierenden Bedingungen hergestellt und in der Hochvakuum-Elektronik verwendet, z. B. für Senderöhren und Glas-Metall-Dichtungen.

4. Frei bearbeitendes Kupfer:

Diese Kupferbasislegierungen enthalten Zusätze von Nickel, Zinn, Phosphor und Zink, die die Bearbeitbarkeit verbessern sollen. Zu den bekannten Legierungen gehören Bronze, Kupfer-Zinn-Phosphor, Messing und Kupfer-Zink, die sich durch hohe Härte, Schlagfestigkeit, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit auszeichnen. Sie werden bei verschiedenen Bearbeitungsvorgängen eingesetzt, z. B. bei der Bearbeitung von Münzen, elektrischen Teilen, Zahnrädern, Lagern und Hydraulikteilen für Kraftfahrzeuge.

Techniken der Bearbeitung von Kupfer

Im Folgenden finden Sie einige der effizientesten Methoden zur Bearbeitung von Kupfer:

Die maschinelle Bearbeitung des Werkstoffs Kupfer ist ein Verfahren, das aufgrund der Flexibilität, Biegsamkeit und Haltbarkeit des Materials mit einigen Schwierigkeiten verbunden ist. Kupfer kann jedoch mit anderen Elementen wie Zink, Zinn, Aluminium, Silizium und Nickel legiert werden, was die Möglichkeiten der Bearbeitung von Kupfer verbessert. Solche Legierungen lassen sich in der Regel leichter schneiden als Materialien ähnlicher Härte und erfordern in der Regel eine geringere Schnittkraft. Nachfolgend finden Sie einige häufig eingesetzte Bearbeitungstechniken für Kupfer, die eine präzise Produktion in professionellen Kupferbearbeitungsdiensten gewährleisten:

CNC-Fräsen für Kupferlegierungen

Das Fräsen gehört zu den effektivsten Techniken für das Schneiden von Kupferlegierungen mit Hilfe der numerischen Computersteuerung. Dies geschieht automatisch mit Hilfe eines computergesteuerten Rotationsschneidwerkzeugs, um das Werkstück auf die gewünschte Größe zu bringen. Durch CNC-Fräsen können Kupferteile mit Nuten, Konturen, Löchern, Taschen und ebenen Flächen hergestellt werden.

Beim CNC-Fräsen von Kupfer oder seinen Legierungen sind folgende Punkte zu beachten:

• Auswahl des geeigneten Schneidstoffs wie Hartmetall N10 & N20 oder HSS-Sorten.
• Eine Verlangsamung der Schnittgeschwindigkeiten um ca. 10% verbessert die Standzeit der Werkzeuge.
• Zusätzliche Reduzierung der Schnittgeschwindigkeiten (um 15% für Hartmetallwerkzeuge und 20% für HSS-Werkzeuge) bei der Bearbeitung von Kupfergusslegierungen mit Gusshaut.

CNC-Drehen für Kupfer

Das CNC-Drehen eignet sich für die Kupferbearbeitung, da sich das Werkstück dreht, während das Werkzeug stehen bleibt und die erforderlichen Schnitte ausführt. Diese Technik wird in großem Umfang bei der Herstellung von mechanischen und elektronischen Produkten eingesetzt. Im Folgenden finden Sie einige der wichtigsten Empfehlungen für das Drehen von Kupfer und seinen Legierungen mit dem CNC-Drehverfahren:

• Der Schneidenwinkel des Werkzeugs sollte zwischen 70 und 95 Grad liegen.
• Beim Schneiden der weicheren Kupfersorten sollte der Schneidenwinkel des Schneidwerkzeugs etwas weniger als 90 Grad betragen, um ein Verschmieren zu vermeiden.
• Verringern Sie den Winkel des Schneidwerkzeugs und halten Sie die Schnitttiefe konstant, damit das Werkzeug länger hält, die Schnittgeschwindigkeit erhöht und der Druck auf das Werkzeug verringert wird.
• Die Position der ersten Schneide sollte kontrolliert werden, um die beim Schneiden entstehenden Kräfte und die Hitze zu kontrollieren.

Die oben genannten Methoden zeigen die Effizienz der CNC-Bearbeitung von Kupfer und seinen Legierungen bei der Herstellung von Teilen für verschiedene Branchen.

Überlegungen zur Oberflächenveredelung von Kupfer

Die Oberflächengüte ist bei der CNC-Bearbeitung von Kupfer von entscheidender Bedeutung, um die erforderlichen Qualitätsstandards für die Teile in ihren jeweiligen Anwendungen zu erfüllen. Ausgehend von den oben genannten Forschungszielen wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit die folgenden spezifischen Ziele entwickelt, um das Hauptziel der Verbesserung der CNC-Bearbeitungsparameter für Kupfer zu erreichen:

Die erste Strategie zur Kontrolle der Oberflächengüte besteht darin, die Bearbeitungsparameter zu ändern. Der spezifische Ansatz zur Kontrolle der Oberflächenrauheit ist von grundlegender Bedeutung. Achten Sie besonders auf den Eckenradius der Schneide oder des Werkzeugs: Auch dem Eckenradius der Schneide oder des Werkzeugs sollte man viel Aufmerksamkeit schenken. Außerdem;

• Verringern Sie den Nasenradius bei den weicheren Kupferlegierungen und polieren Sie keine raue Oberfläche.
• Wiper-Wendeschneidplatten sind besser geeignet, um die gewünschte saubere Schnittfläche zu erzielen und gleichzeitig die Vorschubgeschwindigkeit beizubehalten.

Nachbearbeitungsoptionen für die CNC-Bearbeitung von Messing

Neben der Optimierung der Bearbeitungstechniken sollten auch Nachbearbeitungsmethoden in Betracht gezogen werden, um die gewünschten Oberflächengüten zu erzielen. Neben der Verbesserung der Bearbeitungsstrategien müssen auch die Nachbearbeitungserfordernisse berücksichtigt werden, um die gewünschte Oberflächengüte zu erzielen.

• Handpolieren: Dies ist zwar recht zeitaufwändig, verleiht der Oberfläche aber eine glatte und glänzende Textur.
• Media Blasting: Er verleiht ein mattes Finish und kann leichte Unebenheiten der Oberfläche gut kaschieren.
• Elektropolieren: Es eignet sich für Kupfer, da es die Leitfähigkeit und damit den Glanz und das Aussehen verbessert und ihm ein poliertes Aussehen verleiht.

Diese Techniken sorgen dafür, dass die aus Kupfer hergestellten Produkte nicht nur nützlich sind, sondern auch das richtige Aussehen haben und die gewünschte Funktion erfüllen. Gehen Sie zu Bearbeitung von Bronze Seite, um mehr zu erfahren.

Vielfältige Anwendungen der CNC-Bearbeitung von Kupfer

Die maschinelle Bearbeitung von Kupfer wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt und bietet Vorteile hinsichtlich der Materialeigenschaften und der Möglichkeiten. Hier einige Schlüsselbereiche, in denen maschinell bearbeitete Kupferteile zum Einsatz kommen: Kupfer in mechanischen Anwendungen hat eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Es ist weit verbreitet in: Hier sehen Sie, wie es verwendet wird:

• HVAC-Systeme (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) für Wärmetauscher werden eingesetzt, um den optimalen Wärmeaustausch zu bestätigen.
• In der Automobilindustrie werden Kühler aufgrund der Stärke und Effizienz der Wärmeübertragung zur Steigerung der Motorleistung eingesetzt.
• Elektrizität wird bei der Herstellung von Lagern verwendet, wo die Maschinen aufgrund der Antihaftwirkung von Kupfer länger halten und weniger Reibung aufweisen.
• Hohe Genauigkeit bei der Fertigstellung der Gasschweißdüsen, was für den Schweißprozess sehr wichtig ist.
• Sanitärindustrie für Produkte, die nicht von Korrosion betroffen sind und somit die Garantie für Sanitärzubehör bieten können.
• In der Elektro- und Elektronikindustrie wird die hervorragende elektrische Leitfähigkeit von Kupfer sehr geschätzt.
• Elektrische Ausrüstungen für Stromschienen werden für die Stromverteilung in den Verteilernetzen hergestellt.
• Motoren und Wicklungen für den Elektroniksektor, wo die Leitfähigkeit von Kupfer bevorzugt wird, sowie Klemmen.
• Kupferkabel werden in Privathaushalten, Büros und Fabriken häufig wegen ihrer Effizienz und Sicherheit verwendet.

Neben diesen Verwendungszwecken wird Kupfer aufgrund seiner nichtmagnetischen Eigenschaften und seiner Flexibilität auf vielfältige Weise in verschiedenen Branchen eingesetzt:

• Die Kupferbearbeitung wird in der verarbeitenden Industrie vor allem zur Herstellung präziser Teile für den Maschinen- und Anlagenbau eingesetzt.
• Kupfer wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie für die Produkte verwendet, auf die man sich am ehesten verlassen kann und von denen man erwartet, dass sie optimal funktionieren, wie z. B. Flugzeugelektronik und -teile.
• Bearbeitetes Kupfer wird auch in der Automobilindustrie in den elektrischen Systemen und Teilen der Motoren verwendet, um deren Leistung und Energie zu erhöhen.
• Zu den Technologien für erneuerbare Energien gehören Sonnenkollektoren, Windturbinen und andere Maschinen, die aufgrund ihrer Leitfähigkeit Kupfer verwenden und so die Energieerzeugung und -übertragung verbessern.

Diese Beispiele belegen die Vielseitigkeit und die Notwendigkeit der Kupferbearbeitung in verschiedenen Bereichen, da sie die beabsichtigte Funktion erfüllt, die erforderlich ist, um die technischen und funktionellen Spezifikationen zu erreichen, die für die notwendige Zuverlässigkeit, Produktivität und Leistung in verschiedenen Anwendungen erforderlich sind.

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CNC-gefertigte Kupferteile werden in der heutigen Gesellschaft in zahlreichen Branchen eingesetzt. Qualitativ hochwertige Kupferbearbeitungsdienstleistungen müssen jedoch den genauen Konstruktionsspezifikationen und Produktanforderungen entsprechen.

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