Magnesium heeft uitzonderlijke eigenschappen, met name een lage dichtheid en een goede bewerkbaarheid, om corrosiebestendigheid te creëren in onderdelen met hoge sterkte door middel van CNC-verspaning. Het bewerken van magnesium is echter een hele uitdaging vanwege de brandbaarheid van het materiaal. Bij het werken met magnesium worden veiligheidsmaatregelen genomen om eventuele risico's te beperken.

Bij het bewerken van magnesium komen spaanders en stof vrij die gemakkelijk kunnen ontbranden, wat een groot gevaar vormt voor CNC-bewerkers. Als het bewerkingsproces niet goed onder controle wordt gehouden, zal het waarschijnlijk brand of explosies in de werkplaats veroorzaken. Dit artikel beschrijft de belangrijkste veiligheidsmaatregelen voor het correct werken met magnesium en andere brandbare metalen. Het richt zich op de juiste methoden voor spaanafvoer en maatregelen en voorzorgsmaatregelen om brand in een machinewerkplaats te voorkomen.

Uitdagingen bij het verspanen van magnesium

Werken met magnesiumlegeringen gaat altijd gepaard met risico's die adequaat beheerd moeten worden. Dit zijn enkele van de risico's die moeten worden begrepen als je betrokken bent bij het CNC-bewerking van magnesium.

Brandgevaar

Een van de grootste problemen bij het bewerken van magnesiumlegeringen is de brandbaarheid van de fijne spanen en het stof die tijdens het proces ontstaan. Deze deeltjes zijn zeer ontvlambaar en zelfs kleine vonken of overmatige hitte kunnen er gemakkelijk voor zorgen dat ze vlam vatten, wat een groot gevaar is in de werkplaats.

Slijtage gereedschap

Door zijn zachte en abrasieve aard kan het magnesiummateriaal het snijgereedschap verslijten tijdens CNC-bewerking. Dit resulteert in een lagere bewerkingssnelheid en meer gereedschap dat vaker vervangen moet worden.

Warmteopwekking

Het is ook duidelijk dat magnesiumlegeringen een lage thermische geleidbaarheid hebben, en daarom wordt de warmte gelokaliseerd in de snijzone. Deze hoge snijtemperatuur heeft ook een negatieve invloed op de levensduur van het gereedschap. Bovendien vergroot het de kans op kromtrekken van het werkstuk en versnelt het de slijtage van het gereedschap.

Uitdagingen voor oppervlakteafwerking

Het bereiken van een hoge oppervlakteafwerking op magnesiumlegeringen is een uitdaging vanwege de aanwezigheid van bramen en bewerkingsvervorming. Al deze problemen moeten worden aangepakt door de juiste bewerkingsmethoden toe te passen en het juiste gereedschap te kiezen om de gewenste hoogwaardige oppervlakteafwerking te bereiken. Om deze problemen aan te pakken, is het noodzakelijk om alle veiligheidsmaatregelen in acht te nemen, gereedschappen correct te gebruiken en informatie in te winnen over de eigenschappen van magnesium en de bewerking ervan voor veiligheid en effectiviteit.

Enorme voordelen CNC magnesiumbewerking

Er zijn echter enkele voordelen van het gebruik van CNC-bewerking van magnesium ondanks de bovengenoemde risico's. Daarom is magnesium geschikt voor gebruik in industrieën die licht nodig hebben, zoals de lucht- en ruimtevaart en de auto-industrie, waarbij het de efficiëntie en het brandstofverbruik verbetert. Het is een zeer licht materiaal, maar tegelijkertijd heeft het een hoge sterkte. Constructies kunnen dus stevig en slank zijn, waardoor minder materiaal nodig is.

Magnesium is gemakkelijk te bewerken en kan dus in grote hoeveelheden worden geproduceerd. De gebruikte gereedschappen raken niet snel beschadigd, wat de kosten drukt. Door zijn goede thermische geleidbaarheid is het geschikt voor toepassingen waarbij warmte van het product moet worden afgevoerd, zoals de behuizing van elektronische apparatuur. Bovendien heeft magnesium inherente EMI-afdichtingskenmerken die gevoelige elektronica beschermen tegen interferentie.

Vanuit milieuoogpunt is magnesium in overvloed aanwezig. Het kan worden gerecycled en bij de bewerkingsprocessen is de hoeveelheid emissie verwaarloosbaar. Bovendien wordt er minder energie verbruikt dan bij andere metalen. Deze duurzaamheid, in combinatie met de flexibiliteit in het type oppervlakafwerking dat kan worden toegepast, zoals verven of anodiseren, maakt magnesium tot een materiaal dat de voorkeur geniet van fabrikanten die hoge prestaties willen en tegelijkertijd de impact van hun CNC-bewerking op het milieu willen verminderen.

Veiligheidsmaatregelen voor CNC-verspaning van magnesiumlegeringen

CNC-bewerking van magnesiumlegeringen kan veilig zijn als de volgende maatregelen voor het veilig bewerken van magnesium in acht worden genomen: Hier volgen belangrijke tips voor het veilig bewerken van magnesium.

1. Houd gereedschap scherp:

Een van de uitdagingen bij het bewerken van magnesium is warmteproductie - het gebruik van scherp gereedschap tijdens het snijden is ook essentieel om warmteophoping te voorkomen. Stom gereedschap creëert waarschijnlijk veel wrijving en kan vonken veroorzaken die leiden tot de ontbranding van magnesiumspanen. Hardmetalen gereedschap verdient de voorkeur omdat het hard is en niet snel vonkt bij hoge temperaturen.

2. Vermijd krappe vrijloophoeken:

Een van de cruciale dingen om rekening mee te houden bij het bewerken van magnesiumlegeringen is het vermijden van nauwe tolerantiehoeken. Hoge snijhoeken resulteren in massieve en opeenvolgende spanen die de hitte verhogen en de kans op brand vergroten vanwege de aard van het element magnesium.

3. Gebroken chips produceren:

Stel uw CNC machine in om kleine en intermitterende spanen te produceren. Dit helpt bij het afvoeren van hitte van het snijgereedschap en het werkstuk, zodat de kans dat het materiaal vlam vat minimaal is. Dit moet worden gedaan door gebruik te maken van kleine openingshoeken, lage voedingssnelheden en matige tot hoge snijsnelheden.

4. Gebruik koelvloeistoffen op basis van minerale olie:

Bij het bewerken van magnesium wordt aangeraden om koelmiddelen op basis van minerale olie te gebruiken in plaats van water. Minerale olie vermindert het brand- en explosiegevaar en verbetert de oppervlakteafwerking. Waterige oplossingen van koelmiddelen kunnen magnesium aantasten en de vorming van brandbaar waterstofgas veroorzaken.

5. Gebruik explosieveilige vacuümsystemen:

Gebruik explosieveilige vacuümsystemen om magnesiumspanen en stof van de CNC-machines te verwijderen. Losse magnesiumspanen zijn ook brandbaar; het is van cruciaal belang om ze in de werkplaats te verwijderen zonder brand te veroorzaken.

6. Vermijd water in geval van brand:

Probeer bij een magnesiumbrand het vuur niet met water te blussen, want dat zal de brand alleen maar verergeren. Magnesiumbranden moeten worden bestreden met droge brandblussers van klasse D of droog zand. Als je de bovenstaande maatregelen in acht neemt, kun je veilig en met minder risico magnesium cnc bewerken op de werkplek.

Het juiste snijgereedschap kiezen voor CNC-verspaning van magnesiumlegering

Het kiezen van de juiste snijgereedschappen is cruciaal om de beste resultaten en veiligheid te bereiken bij CNC-bewerking van magnesiumlegeringen. Hieronder volgt een categorisering van de gereedschappen die vaak worden gebruikt:

Gereedschap van hogesnelheidsstaal (HSS):

Gereedschappen van snelstaal zijn makkelijk te gebruiken en relatief goedkoper dan andere gereedschappen. Door hun hardheid en vermogen om onderbroken sneden te maken, zijn ze gemakkelijk te slijpen en dus geschikt voor verschillende bewerkingen.

Hardmetalen gereedschap:

Hardmetalen gereedschappen staan bekend om hun hardheid en verslijten daarom nauwelijks en hebben een lange standtijd. Ze behouden hun scherpte goed, wat leidt tot een betere oppervlaktefinish, hogere bewerkingssnelheden en dus een hogere productiviteit.

Hardmetalen gereedschap met coating:

Gereedschappen van gecoat hardmetaal hebben hardmetaal als substraatmateriaal, waarbij andere materialen zoals titaniumnitride met het substraat worden gecoat. Deze coatings verbeteren de hardheid en hittestabiliteit waardoor het gereedschap een langere levensduur heeft en tegelijkertijd de bewerkingsefficiëntie verbetert.

Polykristallijn diamantgereedschap (PCD):

PCD-gereedschappen behoren tot de meest stijve snijmaterialen op de markt en bieden de beste slijtvastheid en standtijd. Het is geschikt voor hogesnelheidsbewerkingen om de scherpte langer te behouden en veel onderdelen nauwkeurig te produceren.

Waarom magnesium voor CNC verspanen?

Toch wordt magnesium nog steeds gebruikt bij CNC-verspaning vanwege de gewenste eigenschappen, zolang er maar veiligheidsmaatregelen worden genomen. Hier zijn overtuigende redenen om magnesium te overwegen:

Uitzonderlijke bewerkbaarheid:

Magnesiumlegeringen zijn gemakkelijk te bewerken en kunnen gemakkelijk worden bewerkt met Computer Numerical Control of CNC. Deze eigenschap vermindert de snijkrachten en verbetert dus het gereedschap en de juiste bewerking.

Complexe geometrieën:

Het materiaal is toegankelijker voor machines dan andere metalen, waardoor complexe vormen van onderdelen gemaakt kunnen worden. Met CNC-verspaning kunnen magnesium onderdelen worden gemaakt volgens nauwkeurige technische specificaties die essentieel zijn in de hedendaagse industrie.

Precisie en consistentie:

CNC-technologie zorgt ervoor dat de ontwerpen tot in het kleinste detail en zelfs de microstructuren worden gereproduceerd. Meerassig bewerken is erg handig omdat het de contouren van magnesiumlegeringen in alle richtingen kan bewerken om te voldoen aan de eisen van verschillende projecten.

Recyclebaarheid:

Het is belangrijk om te weten dat magnesium en magnesiumlegeringen recyclebaar zijn, wat de milieufactor bij de productie aanzienlijk verhoogt. CNC-verspaning leidt tot de creatie van recyclebaar magnesium, waardoor de impact op de omgeving wordt verminderd.

Voordelen voor het milieu:

Magnesium is ongevaarlijk voor het milieu en kan worden gerecycled, waardoor het beter is dan andere materialen. Het is milieuvriendelijk omdat het aansluit bij de wereldwijde trends in het minimaliseren van de effecten van de productie op het milieu.

Unieke materiaalvoordelen:

Naast het gemak van verspanen is het een lichtgewicht materiaal met een hoge sterkte dat de brandstofefficiëntie in de auto- en vliegtuigindustrie verbetert. Dit geldt vooral voor de oppervlakteafwerking, waarbij het gereedschap hoogwaardige onderdelen kan leveren.

Diverse CNC-bewerkingsmethoden voor magnesium

CNC-verspaning maakt gebruik van verschillende gespecialiseerde methoden om magnesium onderdelen voor diverse toepassingen effectief te vervaardigen.

CNC Boren:

CNC boren is het boren van gaten in magnesium werkstukken met behulp van roterende frezen of boren met een gecontroleerde voedingssnelheid. Deze methode is voordelig in toepassingen die een hoge nauwkeurigheid vereisen bij het positioneren van gaten en de diepte waarop ze moeten worden gemaakt in materialen zoals luchtvaart- en auto-onderdelen.

CNC Frezen: 

Bij CNC frezen snijdt een roterende frees de gewenste vorm en het profiel uit magnesium. Het presteert ook goed bij het produceren van vormen met dunne vullingen en kleine spelingen, essentieel in toepassingen die structuren vereisen zoals elektronica, medische apparatuur en industriële apparatuur.

CNC Draaien:

Bij CNC-draaien houdt een klauwplaat het werkstuk van een magnesiumlegering vast terwijl het werkstuk wordt gedraaid, en wordt een eenpuntsgereedschap gebruikt om het werkstuk te snijden. Deze methode is ideaal voor het produceren van cilindrische goederen zoals assen, pennen en fittingen met fijne grenzen en een glad oppervlak. Het wordt toegepast in onderdelen voor automotoren en hydraulische apparatuur.

Lasersnijden:

Bij CNC lasersnijden worden magnesium platen of platen gesmolten of verdampt volgens een vast snijpad. Deze methode heeft de voorkeur omdat er geen directe aanraking nodig is, omdat er scherpe randen en delicate vormen kunnen worden gecreëerd en omdat het vaak wordt toegepast op panelen voor de ruimtevaart, decoratieve onderdelen en elektronische behuizingen.

Tikken:

CNC tappen is tapgereedschap om inwendige schroefdraad in de magnesium onderdelen te produceren. Het biedt ook redelijke controle over de spoed en diepte van de schroefdraad, wat essentieel is voor bevestigingsmiddelen en inzetstukken met schroefdraad in lucht- en ruimtevaartconstructies, autoassemblages en consumentenelektronica.

Samenvattend

Het gebruik van CNC-bewerking Het bewerken van magnesium leidt tot het maken van lichtgewicht en duurzame onderdelen met nauwkeurige afmetingen en een goede slagvastheid. De redelijk goede bewerkbaarheid van magnesium kan worden toegepast op een breed scala aan producten door middel van diverse CNC-bewerkingen. Bedrijfsveiligheid is echter van het grootste belang bij het bewerken van magnesium, omdat dit vraagt om een goed begrip en implementatie van veiligheidsmaatregelen om een productie van hoge kwaliteit bij CNM te realiseren.