Magnesium hat außergewöhnliche Eigenschaften, insbesondere eine niedrige Dichte und eine gute Bearbeitbarkeit, um durch CNC-Bearbeitung Korrosionsbeständigkeit in hochfesten Teilen zu erreichen. Allerdings ist die Bearbeitung von Magnesium aufgrund der Entflammbarkeit des Materials eine ziemliche Herausforderung. Beim Umgang mit Magnesium werden Sicherheitsmaßnahmen ergriffen, um die damit verbundenen Risiken zu verringern.

Bei der Bearbeitung von Magnesium entstehen Späne und Staub, die leicht entzündet werden können, was eine große Gefahr für CNC-Bearbeiter darstellt. Wenn der Bearbeitungsprozess nicht gut kontrolliert wird, kann es zu Bränden oder Explosionen in der Werkstatt kommen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Sicherheitsmaßnahmen für die korrekte Arbeit mit Magnesium und anderen brennbaren Metallen beschrieben. Er befasst sich mit den richtigen Methoden der Spanabfuhr sowie mit Maßnahmen und Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung von Bränden in einer Maschinenwerkstatt.

Herausforderungen bei der Magnesium-Bearbeitung

Die Arbeit mit Magnesiumlegierungen ist immer mit Risiken verbunden, die angemessen gehandhabt werden müssen. Dies sind einige der Risiken, die man kennen sollte, wenn man sich mit der CNC-Bearbeitung von Magnesium.

Brandgefahr

Eines der größten Probleme bei der Bearbeitung von Magnesiumlegierungen ist die Entflammbarkeit der feinen Späne und Stäube, die während des Prozesses entstehen. Diese Partikel sind leicht entzündlich, und schon winzige Funken oder übermäßige Hitze können sie leicht in Brand setzen, was eine große Gefahr in der Werkstatt darstellt.

Werkzeugverschleiß

Aufgrund seiner weichen und abrasiven Beschaffenheit kann der Werkstoff Magnesium bei der CNC-Bearbeitung das Schneidwerkzeug verschleißen. Dies führt zu einer geringeren Bearbeitungsrate und zu mehr Werkzeugen, die häufiger gewechselt werden müssen als andere.

Wärmeerzeugung

Es ist auch klar, dass Magnesiumlegierungen eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben und daher die Wärme in der Schneidzone lokalisiert wird. Diese hohe Schnitttemperatur wirkt sich auch negativ auf die Lebensdauer des Werkzeugs aus. Außerdem erhöht sich dadurch die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Werkstück verzieht und der Werkzeugverschleiß beschleunigt wird.

Herausforderungen bei der Oberflächenbearbeitung

Die Erzielung einer hohen Oberflächengüte bei Magnesiumlegierungen ist aufgrund des Vorhandenseins von Graten und Bearbeitungsdeformationen eine Herausforderung. All diese Probleme müssen durch die Anwendung der richtigen Bearbeitungsmethoden und die Auswahl der richtigen Werkzeuge angegangen werden, um die gewünschte hochwertige Oberflächengüte zu erzielen. Um diese Probleme zu lösen, müssen alle Sicherheitsmaßnahmen, der richtige Einsatz von Werkzeugen und Informationen über die Eigenschaften von Magnesium und seine Bearbeitung beachtet werden, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten.

Enorme Vorteile der CNC-Magnesium-Bearbeitung

Es gibt jedoch einige Vorteile bei der Verwendung von CNC-Bearbeitung von Magnesium trotz der genannten Risiken. Aus diesem Grund eignet sich Magnesium für die Verwendung in Branchen, die ein geringes Gewicht benötigen, wie z. B. die Luft- und Raumfahrt- sowie die Automobilindustrie, da es die Effizienz und den Kraftstoffverbrauch verbessert. Es ist ein sehr leichtes Material, hat aber gleichzeitig eine hohe Festigkeit. Daher können die Strukturen solide und schlank sein und benötigen weniger Material.

Magnesium ist leicht zu bearbeiten und kann daher in großen Mengen hergestellt werden. Die verwendeten Werkzeuge werden nicht leicht beschädigt, was die Kosten senkt. Aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit eignet es sich für Anwendungen, bei denen die Wärme vom Produkt weggeleitet werden muss, wie z. B. bei Gehäusen von elektronischen Geräten. Außerdem hat Magnesium inhärente EMI-Dichtungseigenschaften, die empfindliche Elektronik vor Störungen schützen.

Aus ökologischer Sicht ist Magnesium im Überfluss vorhanden. Es kann recycelt werden, und bei den Bearbeitungsprozessen ist die Menge der Emissionen vernachlässigbar. Außerdem ist der Energieaufwand geringer als bei anderen Metallen. Diese Nachhaltigkeit in Verbindung mit der Flexibilität bei der Art der Oberflächenbehandlung wie Lackieren oder Eloxieren macht Magnesium zu einem bevorzugten Werkstoff für Hersteller, die hohe Leistungen wünschen und gleichzeitig die Auswirkungen ihrer CNC-Bearbeitung auf die Umwelt verringern wollen.

Sicherheitsmaßnahmen für die CNC-Bearbeitung von Magnesiumlegierungen

Die CNC-Bearbeitung von Magnesiumlegierungen kann sicher sein, wenn die folgenden Maßnahmen zur sicheren Bearbeitung von Magnesium beachtet werden: Hier finden Sie wichtige Tipps für eine sichere Bearbeitung von Magnesium.

1. Werkzeuge scharf halten:

Eine der Herausforderungen bei der Bearbeitung von Magnesium ist die Wärmeentwicklung - die Verwendung scharfer Werkzeuge beim Schneiden ist ebenfalls wichtig, um einen Wärmestau zu vermeiden. Stumpfe Werkzeuge erzeugen wahrscheinlich viel Reibung und können Funken verursachen, die zur Entzündung von Magnesiumspänen führen. Hartmetallbestückte Werkzeuge sind vorzuziehen, da sie hart sind und bei hohen Temperaturen nicht so schnell Funken schlagen.

2. Vermeiden Sie enge Freiwinkel:

Einer der wichtigsten Punkte, die bei der Bearbeitung von Magnesiumlegierungen zu beachten sind, ist die Vermeidung von engen Toleranzwinkeln. Hohe Schnittwinkel führen zu massiven und aufeinanderfolgenden Spänen, die aufgrund der Beschaffenheit des Elements Magnesium die Hitze und die Möglichkeit eines Brandausbruchs erhöhen.

3. Gebrochene Chips produzieren:

Richten Sie Ihre CNC-Maschine so ein, dass sie kleine und intermittierende Späne erzeugt. Dadurch wird die Wärme vom Schneidwerkzeug und dem Werkstück abgeleitet, so dass die Gefahr, dass das Material in eine offene Flamme gerät, minimal ist. Dies sollte durch kleine Spanwinkel, niedrige Vorschubgeschwindigkeiten und mittlere bis hohe Schnittgeschwindigkeiten erreicht werden.

4. Verwenden Sie Kühlmittel auf Mineralölbasis:

Bei der Bearbeitung von Magnesium empfiehlt es sich, anstelle von Wasser Mineralöl als Kühlmittel zu verwenden. Mineralöl verringert das Brand- und Explosionsrisiko und verbessert die Oberflächengüte. Wässrige Lösungen von Kühlmitteln können Magnesium korrodieren und die Bildung von brennbarem Wasserstoffgas verursachen.

5. Explosionsgeschützte Vakuumsysteme einsetzen:

Setzen Sie explosionsgeschützte Vakuumsysteme ein, um Magnesiumspäne und -staub aus den CNC-Maschinen zu entfernen. Auch diskontinuierliche Magnesiumspäne sind brennbar; ihre Beseitigung in der Werkstatt ist entscheidend, ohne einen Brand auszulösen.

6. Vermeiden Sie Wasser im Falle eines Brandes:

Versuchen Sie bei einem Magnesiumbrand nicht, das Feuer mit Wasser zu löschen, da dies den Brand nur verschlimmern würde. Magnesiumbrände sollten mit trockenen Klasse-D-Feuerlöschern oder trockenem Sand bekämpft werden. Wenn die oben genannten Maßnahmen befolgt werden, kann die CNC-Bearbeitung von Magnesium sicher und mit geringerem Risiko am Arbeitsplatz durchgeführt werden.

Auswahl des richtigen Schneidwerkzeugs für die CNC-Bearbeitung von Magnesiumlegierungen

Die Auswahl der geeigneten Schneidwerkzeuge ist entscheidend, um beste Ergebnisse und Sicherheit bei der CNC-Bearbeitung von Magnesiumlegierungen zu erzielen. Im Folgenden finden Sie eine Kategorisierung der häufig verwendeten Werkzeuge:

Werkzeuge aus Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS):

Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl sind einfach zu handhaben und relativ billiger als andere Werkzeuge. Aufgrund ihrer Härte und ihrer Fähigkeit, unterbrochene Schnitte auszuführen, sind sie leicht zu schleifen und daher für verschiedene Bearbeitungsvorgänge geeignet.

Hartmetallbestückte Werkzeuge:

Hartmetallwerkzeuge sind für ihre Härte bekannt und verschleißen daher kaum und haben eine lange Lebensdauer. Sie behalten ihre Schärfe gut, was zu einer verbesserten Oberflächengüte, höheren Bearbeitungsgeschwindigkeiten und damit zu einer höheren Produktivität führt.

Beschichtete Hartmetallwerkzeuge:

Beschichtete Hartmetallwerkzeuge haben Hartmetall als Trägermaterial, wobei andere Materialien wie Titannitrid mit dem Trägermaterial beschichtet werden. Diese Beschichtungen verbessern die Härte und die Wärmestabilität, was zu einer längeren Lebensdauer des Werkzeugs und gleichzeitig zu einer höheren Bearbeitungseffizienz führt.

Werkzeuge aus polykristallinem Diamant (PCD):

PKD-Werkzeuge gehören zu den stabilsten Schneidstoffen auf dem Markt und bieten die beste Verschleißfestigkeit und Standzeit. Sie sind für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen geeignet, um die Schärfe länger zu erhalten und viele Teile präzise zu fertigen.

Warum Magnesium für die CNC-Bearbeitung?

Dennoch wird Magnesium aufgrund seiner wünschenswerten Eigenschaften bei der CNC-Bearbeitung eingesetzt, sofern die Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden. Hier sind überzeugende Gründe, Magnesium in Betracht zu ziehen:

Außergewöhnliche Bearbeitbarkeit:

Magnesiumlegierungen sind leicht zu bearbeiten und können mit Hilfe der Computer Numerical Control (CNC) leicht bearbeitet werden. Diese Eigenschaft reduziert die Schnittkräfte und verbessert somit das Werkzeug und die richtige Bearbeitung.

Komplexe Geometrien:

Das Material ist für Maschinen leichter zugänglich als andere Metalle, was die Herstellung komplexer Teileformen ermöglicht. Die CNC-Bearbeitung ermöglicht die Herstellung von Magnesiumteilen nach präzisen technischen Spezifikationen, die in der heutigen Industrie unerlässlich sind.

Präzision und Konsistenz:

Die CNC-Technologie gewährleistet, dass die Entwürfe bis ins kleinste Detail und sogar die Mikrostrukturen reproduziert werden. Die mehrachsige Bearbeitung ist sehr nützlich, da sie die Konturierung von Magnesiumlegierungen in alle Richtungen ermöglicht, um den Anforderungen der verschiedenen Projekte gerecht zu werden.

Wiederverwertbarkeit:

Es ist wichtig zu erwähnen, dass Magnesium und seine Legierungen recycelbar sind, was den Umweltfaktor bei der Herstellung deutlich erhöht. Bei der CNC-Bearbeitung entsteht recycelbares Magnesium, was die Auswirkungen auf die Umwelt verringert.

Vorteile für die Umwelt:

Magnesium ist nicht umweltgefährdend und kann recycelt werden, was es besser macht als andere Materialien. Es ist umweltfreundlich, da es den globalen Trends zur Minimierung der Auswirkungen der Produktion auf die Umwelt entspricht.

Einzigartige Materialvorteile:

Es lässt sich nicht nur leicht bearbeiten, sondern ist auch ein leichtes Material mit hoher Festigkeit, das die Treibstoffeffizienz in der Automobil- und Flugzeugindustrie verbessert. Dies gilt insbesondere für die Oberflächengüte, wodurch das Werkzeug leistungsstarke Teile liefern kann.

Verschiedene Methoden der CNC-Bearbeitung von Magnesium

Bei der CNC-Bearbeitung werden verschiedene spezialisierte Verfahren eingesetzt, um Magnesiumteile für unterschiedliche Anwendungen effektiv herzustellen.

CNC-Bohren:

CNC-Bohren ist das Bohren von Löchern in Magnesiumwerkstücken mit rotierenden Fräsern oder Bohrern bei kontrolliertem Vorschub. Diese Methode ist vorteilhaft bei Anwendungen, die eine hohe Genauigkeit bei der Positionierung von Löchern und der Tiefe, in der sie gebohrt werden sollen, in Materialien wie Luft- und Raumfahrt und Automobilteilen erfordern.

CNC-Fräsen: 

Beim CNC-Fräsen schneidet ein rotierender Fräser die gewünschte Form und das Profil von Magnesium heraus. Er eignet sich auch gut für die Herstellung von Merkmalen mit dünnen Verrundungen und geringen Abständen, was für Anwendungen, die Strukturen wie Elektronik, medizinische Geräte und Industrieanlagen erfordern, unerlässlich ist.

CNC-Drehen:

Beim CNC-Drehen hält ein Spannfutter das Werkstück aus einer Magnesiumlegierung, während das Werkstück gedreht wird, und ein Einpunktwerkzeug wird zum Schneiden des Werkstücks verwendet. Dieses Verfahren ist ideal für die Herstellung zylindrischer Teile wie Wellen, Stifte und Armaturen mit feinen Grenzen und glatten Oberflächen. Es wird für Teile von Kraftfahrzeugmotoren und hydraulischen Geräten verwendet.

Laserschneiden:

Beim CNC-Laserschneiden werden Magnesiumbleche oder -platten nach einem festgelegten Schneideweg geschmolzen oder verdampft. Diese Methode wird bevorzugt, weil sie ohne direkte Berührung auskommt, scharfe Kanten und empfindliche Merkmale erzeugen kann und häufig für Paneele in der Luft- und Raumfahrt, dekorative Teile und Elektronikgehäuse eingesetzt wird.

Klopfen:

CNC-Gewindeschneiden ist ein Gewindeschneidwerkzeug zur Herstellung von Innengewinden in Magnesiumteilen. Es bietet auch eine vernünftige Kontrolle der Steigung und Tiefe der Gewinde, die in Verbindungselementen und Gewindeeinsätzen in Luft- und Raumfahrtstrukturen, Automobilbaugruppen und Unterhaltungselektronik wesentlich ist.

Resümee

Die Verwendung der CNM von CNC-Bearbeitung Die Bearbeitung von Magnesium führt zur Herstellung von leichten und dauerhaften Teilen mit genauen Abmessungen und guter Schlagfestigkeit. Die relativ gute Bearbeitbarkeit von Magnesium kann durch verschiedene CNC-Bearbeitungen auf eine breite Palette von Produkten angewendet werden. Bei der Magnesiumbearbeitung ist jedoch die Betriebssicherheit von größter Bedeutung, da dies ein angemessenes Verständnis und die Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen erfordert, um eine qualitativ hochwertige Produktion bei CNM zu erreichen.