Magnesium har eksepsjonelle egenskaper, særlig lav tetthet og god bearbeidbarhet, noe som gjør det mulig å skape korrosjonsbestandighet i høyfaste deler ved hjelp av CNC-maskinering. Bearbeiding av magnesium er imidlertid en utfordring på grunn av materialets brennbarhet. Når man arbeider med magnesium, iverksettes det sikkerhetstiltak for å redusere risikoen som kan være forbundet med det.

Bearbeiding av magnesium genererer spon og støv som lett kan antennes, noe som er en stor fare for CNC-maskinister. Hvis maskineringsprosessen ikke kontrolleres godt, kan den forårsake brann eller eksplosjoner i verkstedet. Denne artikkelen beskriver de viktigste sikkerhetstiltakene for korrekt arbeid med magnesium og andre brennbare metaller. Den fokuserer på riktige metoder for sponfjerning og tiltak og forholdsregler for å unngå brann i et maskinverksted.

Utfordringer innen magnesiumbearbeiding

Arbeid med magnesiumlegeringer er alltid forbundet med risiko som må håndteres på riktig måte. Dette er noen av de risikoene som man bør være klar over når man er involvert i CNC-maskinering av magnesium.

Brannfare

Et av de største problemene ved maskinering av magnesiumlegeringer er brennbarheten til de fine sponene og støvet som produseres under prosessen. Disse partiklene er svært lettantennelige, og selv små gnister eller sterk varme kan lett føre til at de tar fyr, noe som er en stor fare i verkstedet.

Slitasje på verktøy

På grunn av sin myke og slipende natur kan magnesiummaterialet slite ut skjæreverktøyet under CNC-maskinering. Dette resulterer i lavere maskineringshastighet og flere verktøy som må skiftes oftere enn ellers.

Varmeutvikling

Det er også klart at magnesiumlegeringer har lav varmeledningsevne, og derfor lokaliseres varmen til skjæresonen. Denne høye skjæretemperaturen påvirker også verktøyets levetid negativt. Det øker også muligheten for skjevhet i arbeidsstykket og akselererer slitasjen på verktøyet.

Utfordringer med overflatefinish

Det er utfordrende å oppnå en høy overflatefinish på magnesiumlegeringer på grunn av tilstedeværelsen av grader og deformasjoner. Alle disse problemene må løses ved å bruke de riktige bearbeidingsmetodene og velge de rette verktøyene for å oppnå ønsket overflatefinish av høy kvalitet. For å løse disse problemene er det nødvendig å følge alle sikkerhetstiltakene, bruke verktøyene riktig og få informasjon om egenskapene til magnesium og bearbeiding av magnesium for å oppnå sikkerhet og effektivitet.

Enorme fordeler med CNC-maskinering av magnesium

Det er imidlertid noen fordeler med å bruke CNC-maskinering av magnesium til tross for de ovennevnte risikoene. Derfor er magnesium velegnet til bruk i industrier som krever lite vekt, for eksempel fly- og bilindustrien, der det forbedrer effektiviteten og drivstofforbruket. Det er et svært lett materiale, men samtidig har det høy styrke. Dermed kan konstruksjonene være solide og slanke, noe som krever mindre materiale.

Magnesium er lett å bearbeide og kan dermed produseres i store mengder. Verktøyene som brukes, blir ikke lett skadet, noe som reduserer kostnadene. På grunn av den gode varmeledningsevnen egner det seg godt til bruksområder der varmen skal ledes bort fra produktet, som for eksempel i kabinettet til elektronisk utstyr. Magnesium har også iboende EMI-pakningsegenskaper som beskytter følsom elektronikk mot forstyrrelser.

Fra et miljøsynspunkt er magnesium i overflod. Det kan resirkuleres, og i bearbeidingsprosessene er utslippsmengden ubetydelig. I tillegg er energiforbruket mindre enn for andre metaller. Denne bærekraften, kombinert med fleksibiliteten i typen overflatebehandling som kan brukes, for eksempel lakkering eller anodisering, gjør magnesium til et foretrukket materiale for produsenter som ønsker høy ytelse og samtidig ønsker å redusere miljøpåvirkningen fra CNC-maskineringen.

Sikkerhetstiltak ved CNC-bearbeiding av magnesiumlegeringer

CNC-maskinering av magnesiumlegeringer kan være trygt hvis følgende tiltak for sikker maskinering av magnesium overholdes: Her er noen viktige tips for å sikre trygg maskinering av magnesium.

1. Hold verktøyene skarpe:

En av utfordringene ved bearbeiding av magnesium er varmeutvikling - for å unngå varmeakkumulering er det viktig å bruke skarpe verktøy når man skjærer. Sløve verktøy vil sannsynligvis skape mye friksjon og kan forårsake gnister som fører til antennelse av magnesiumspon. Verktøy med karbidspisser er å foretrekke fordi de er harde og ikke slår gnister raskt ved høye temperaturer.

2. Unngå trange klaringsvinkler:

En av de viktigste tingene å ta hensyn til ved maskinering av magnesiumlegeringer er å unngå tette toleransevinkler. Høye skjærevinkler resulterer i massive og sammenhengende spon som øker varmen og muligheten for brannutbrudd på grunn av magnesiumets natur.

3. Produser ødelagte chips:

Still inn CNC-maskinen slik at den produserer små og intermitterende spon. Dette bidrar til å fjerne varmen fra skjæreverktøyet og arbeidsstykket, slik at det er minimal sjanse for at materialet får en åpen flamme. Dette bør gjøres ved å bruke små bakre sponvinkler, lave matehastigheter og moderat til høy skjærehastighet.

4. Bruk mineraloljebaserte kjølevæsker:

Ved bearbeiding av magnesium anbefales det å bruke mineralolje som kjølevæske i stedet for vann. Mineralolje reduserer brann- og eksplosjonsfaren og forbedrer overflatefinishen. Vandige løsninger av kjølevæsker kan korrodere magnesium og forårsake dannelse av brannfarlig hydrogengass.

5. Bruk eksplosjonssikre vakuumsystemer:

Bruk eksplosjonssikre vakuumsystemer for å suge ut magnesiumspon og støv fra CNC-maskinene. Sponene er også brannfarlige, og det er avgjørende å fjerne dem i verkstedet uten å forårsake brann.

6. Unngå vann i tilfelle brann:

Ikke forsøk å slukke brannen med vann under en magnesiumbrann, da dette bare vil forverre den. Magnesiumbranner bør bekjempes med tørre brannslukningsapparater i klasse D eller tørr sand. Ved å følge de ovennevnte tiltakene kan magnesium cnc-maskinering utføres trygt og med mindre risiko på arbeidsplassen.

Valg av riktig skjæreverktøy ved CNC-bearbeiding av magnesiumlegeringer

Valg av riktig skjæreverktøy er avgjørende for å oppnå best mulig resultat og sikkerhet ved CNC-bearbeiding av magnesiumlegeringer. Nedenfor følger en kategorisering av verktøyene som ofte brukes:

Verktøy i høyhastighetsstål (HSS):

Verktøy i hurtigstål er enkle å bruke og relativt billigere enn andre verktøy. På grunn av hardheten og evnen til å skjære avbrutte kutt er de enkle å slipe og egner seg derfor godt til ulike typer maskinering.

Verktøy med hardmetallspiss:

Karbidverktøy er kjent for sin hardhet og slites derfor svært sjelden, og de har lang levetid. De holder seg skarpe lenge, noe som fører til bedre overflatefinish, høyere maskineringshastighet og dermed økt produktivitet.

Belagte karbidverktøy:

Belagte karbidverktøy har karbid som substratmateriale, med andre materialer som titannitrid belagt med substratet. Disse beleggene forbedrer hardheten og varmestabiliteten, noe som gir verktøyet lengre levetid og samtidig forbedrer maskineringseffektiviteten.

Verktøy med polykrystallinsk diamant (PCD):

PKD-verktøy er blant de mest hardføre skjærematerialene på markedet, og gir best slitestyrke og levetid. Det egner seg for høyhastighetsbearbeiding for å beholde skarpheten lenger og produsere mange deler nøyaktig.

Hvorfor magnesium for CNC-maskinering?

Magnesium brukes imidlertid fortsatt i CNC-maskinering på grunn av sine gode egenskaper, så lenge sikkerhetstiltakene er implementert. Her er noen overbevisende grunner til å vurdere magnesium:

Eksepsjonell bearbeidbarhet:

Magnesiumlegeringer er enkle å maskinere og kan lett bearbeides ved hjelp av CNC (Computer Numerical Control). Denne egenskapen reduserer skjærekreftene og forbedrer dermed verktøyet og riktig maskinering.

Komplekse geometrier:

Materialet er mer tilgjengelig for maskiner enn andre metaller, noe som gjør det mulig å lage deler med komplekse former. CNC-maskinering gjør det mulig å fremstille magnesiumdeler i henhold til nøyaktige tekniske spesifikasjoner som er avgjørende i dagens industri.

Presisjon og konsistens:

CNC-teknologien sørger for at designene blir gjengitt ned til minste detalj og til og med mikrostrukturene. Flerakset maskinering er svært nyttig, siden den gjør det mulig å bearbeide magnesiumlegeringer i alle retninger for å oppfylle kravene til ulike prosjekter.

Gjenvinnbarhet:

Det er viktig å merke seg at magnesium og dets legeringer er resirkulerbare, noe som bidrar betydelig til miljøfaktoren i produksjonen. CNC-maskinering fører til produksjon av resirkulerbart magnesium, noe som reduserer påvirkningen på omgivelsene.

Miljømessige fordeler:

Magnesium er ufarlig for miljøet og kan resirkuleres, noe som gjør det bedre enn andre materialer. Det er miljøvennlig siden det er i tråd med globale trender for å minimere produksjonens innvirkning på miljøet.

Unike materialfordeler:

I tillegg til at det er enkelt å bearbeide, er det et lett materiale med høy styrke som forbedrer drivstoffeffektiviteten i bil- og flyindustrien. Dette gjelder spesielt overflatefinishen, noe som gjør at verktøyet kan levere deler med høy ytelse.

Ulike metoder for CNC-bearbeiding av magnesium

CNC-maskinering benytter flere spesialiserte metoder for å produsere magnesiumdeler til ulike bruksområder på en effektiv måte.

CNC-boring:

CNC-boring er boring av hull i arbeidsstykker av magnesium ved hjelp av roterende kuttere eller bor med en kontrollert matehastighet. Denne metoden er fordelaktig i applikasjoner som krever høy nøyaktighet når det gjelder posisjonering av hull og dybden de skal lages i, for eksempel i romfarts- og bildeler.

CNC-fresing: 

Ved CNC-fresing skjærer en roterende fres ut den ønskede formen og profilen i magnesium. Det fungerer også godt når det skal produseres detaljer med tynne fileter og små avstander, noe som er avgjørende i bruksområder som krever strukturer som elektronikk, medisinsk utstyr og industrielt utstyr.

CNC-dreining:

Ved CNC-dreining holder en chuck arbeidsstykket av magnesiumlegering mens arbeidsstykket roteres, og et enkeltpunktsverktøy brukes til å skjære arbeidsstykket. Denne metoden er ideell for produksjon av sylindriske emner som aksler, pinner og beslag med fine grenser og glatt overflatefinish. Den brukes i deler til bilmotorer og hydraulisk utstyr.

Laserskjæring:

CNC-laserskjæring innebærer smelting eller fordampning av magnesiumplater i henhold til en bestemt skjærebane. Denne metoden er foretrukket fordi den ikke innebærer direkte berøring, kan skape skarpe kanter og delikate detaljer, og brukes ofte til luftfartspaneler, dekorative deler og elektroniske kabinetter.

Tapping:

CNC-gjengetapping er et verktøy for å produsere innvendige gjenger i magnesiumdeler. Det gir også rimelig kontroll over gjengenes stigning og dybde, noe som er avgjørende i festeanordninger og gjengeinnsatser i romfartskonstruksjoner, bilindustrien og forbrukerelektronikk.

Oppsummering

CNMs bruk av CNC-maskinering å bearbeide magnesium fører til lette og slitesterke deler med nøyaktige dimensjoner og god slagfasthet. Magnesiums relativt gode bearbeidingsegenskaper kan brukes til et bredt spekter av produkter gjennom ulike CNC-operasjoner. Driftssikkerheten er imidlertid avgjørende ved magnesiumbearbeiding, noe som krever god forståelse og implementering av sikkerhetstiltak for å oppnå høy kvalitet i produksjonen hos CNM.