Servizio di fresatura CNC dei metalli: soluzioni di lavorazione complete dall'acciaio e dal rame alle leghe speciali

Il servizio di fresatura CNC dei metalli è un'opzione comune per la lavorazione di parti metalliche destinate all'industria manifatturiera.

Ma quando si tratta di posizioni in cui ci si confronta con la lavorazione di leghe di titanio per l'industria aerospaziale, con elevate conduttività per parti in rame per l'industria elettronica o con la deformazione per la lavorazione di parti a pareti sottili, si ha difficoltà a decidere cosa fare e cosa non fare?

Tuttavia, una guida professionale è sempre utile per evitare le insidie più comuni.

L'integrazione della tecnologia di fresatura CNC in diversi settori manifatturieri non è una novità, ma le differenze insite in ogni processo possono essere enormi. Spesso, una scelta sbagliata in merito al fornitore di servizi può comportare un aumento dei costi, scarsa precisione o persino ritardi.

Questo manuale combina gli anni di esperienza di JS Precision, dalle informazioni più basilari sui componenti in alluminio ai materiali più complessi e difficili da lavorare richiesti nel settore aerospaziale. Vi accompagna inoltre alle informazioni più importanti relative al controllo della precisione e all'ottimizzazione dei costi nella scelta di una fresatura CNC dei metalli più adatta.

Tabella delle risposte principali

Punti chiave:

• Processi basati sui materiali: le principali aziende di servizi hanno una conoscenza o un database per diversi materiali, come i metalli, mentre l'elaborazione attuale utilizza lo stesso insieme di fattori per ogni materiale.
• Precisione come processo di ingegneria dei sistemi: la coerenza richiede l'integrazione di apparati, processi e sistemi di controllo, anziché soluzioni puntuali.
• La collaborazione DFM è fondamentale: l'analisi DFM con i fornitori è essenziale nelle fasi iniziali per ottimizzare costi e prestazioni o per gestire le variazioni dei preventivi.
• Tecnologia correlata ai materiali difficili da lavorare: il livello tecnologico dei fornitori può essere misurato in base alla loro capacità di gestire materiali difficili da lavorare, come le leghe di titanio.
• Vantaggi derivanti dall'assunzione di produttori cinesi qualificati: l'assunzione di produttori cinesi qualificati come JS Precision garantisce una competenza tecnologica di livello simile a quella dei produttori europei e americani, con notevoli vantaggi complessivi in termini di costi.

Perché fidarsi di questa guida?

Per scegliere un buon servizio di fresatura CNC dei metalli, è necessaria una consulenza professionale che può essere ricavata solo dall'esperienza e non solo dal pensiero teorico.

Ad esempio, di recente abbiamo aiutato un cliente del settore aerospaziale a ridurre del 35% il peso di una staffa satellitare in titanio, migliorandone al contempo la resa in lotti al 99,8% e mantenendo costantemente una conduttività del 99,5% per gli elettrodi in rame medicali attraverso il nostro processo di lavorazione proprietario.

JS Precision è profondamente impegnata in questo settore da 15 anni, avendo servito più di 5.000 clienti aziendali in tutto il mondo e completato più di 100.000 ordini per la lavorazione dei metalli, tra cui oltre 20 metalli come alluminio, acciaio inossidabile, titanio, rame e altri materiali difficili da tagliare come Hastelloy.

• Certificazione autorizzata: nel complesso settore dei servizi di fresatura CNC per il settore aerospaziale, siamo orgogliosi del nostro conseguimento della certificazione del sistema di qualità aerospaziale AS9100D , avendo fornito componenti essenziali a molti produttori aerospaziali di fama mondiale.
• Dati e competenze degli esperti: quando si tratta di elettronica di precisione, il controllo della perdita di conduttività entro l'1% nel nostro processo di fresatura CNC del rame è basato sui dati dei nostri test e ottimizzazioni interni.
• Esperienza e credibilità: il fatto che ogni punto del processo definito in questa guida abbia soluzioni basate sugli ordini, nonché ogni punto di considerazione derivante dalle sfide superate, è finalizzato a garantire che tu abbia una comprensione della logica generale per servizi di fresatura CNC di alta qualità basati su questa guida.

Se hai in mente delle parti specifiche, puoi fornirci i disegni e i nostri ingegneri ti forniranno un'analisi gratuita di fattibilità del processo e un preventivo preliminare e trasparente per la fresatura CNC.

Come scegliere un servizio di fresatura CNC dei metalli in grado di gestire la transizione dall'alluminio all'acciaio inossidabile?

Quando si sceglie un fornitore di servizi di fresatura CNC per metalli, l'essenziale è considerare la sua capacità di processo unica per vari materiali e non concentrarsi solo sul marchio e sul numero di macchine utensili disponibili.

Superare la deformazione nella lavorazione dell'alluminio: soluzioni per il controllo termico e la gestione delle sollecitazioni

La sfida nella lavorazione delle leghe di alluminio risiede nella deformazione generata dal calore di taglio e dalle tensioni interne. La soluzione a questa sfida offerta da JS Precision risiede nei seguenti parametri:

• Percorso utensile ottimizzato: l'uso di tecniche di fresatura trocoidale e fresatura ad alto avanzamento impedisce l'accumulo di calore di taglio.
• Processo di riduzione delle sollecitazioni: una strategia di compressione mediante taglio introdotta nella fase di riduzione delle sollecitazioni rimuove le sollecitazioni del materiale all'interno.
• Controllo di precisione della temperatura: utilizzo di un sistema di raffreddamento a temperatura costante (mantenuta entro un margine di ±1°C) per raffreddare il calore generato in tempo reale.

Eliminazione delle sbavature nella lavorazione dell'acciaio inossidabile: utensili affilati e parametri precisi

La durezza dei materiali in acciaio inossidabile genera facilmente bave. Il rimedio è:

• Scelta dell'utensile: utilizzo di frese frontali affilate con taglio in P/C e rivestimento in TiAlN.
• Corrispondenza dei parametri: adattamento della velocità del mandrino e della velocità di avanzamento. Ad esempio, per la lavorazione dell'acciaio inossidabile 304, la velocità operativa del mandrino (SFM) consigliata deve essere di 150-200 giri/min con una concentrazione di refrigerante adeguata.
• Post-elaborazione: con componenti con requisiti elevati, la post-elaborazione o la sbavatura elettrochimica insieme alla lavorazione secondaria aiutano a ottenere un bordo finito con Ra inferiore a 0,8 μm.

Quali sono le vostre soluzioni esclusive per la fresatura CNC dei metalli difficili da lavorare, come le leghe di titanio?

Le leghe di titanio come la TC-4 sono considerate uno standard per la valutazione delle competenze tecniche del fornitore di servizi, in base alle loro proprietà di resistenza, bassa conduttività termica e capacità di incrudimento. Abbiamo progettato un sistema unico per la fresatura CNC dei metalli.

Tecnologie di gestione termica di base

• Tecnologia di raffreddamento ad alta pressione: utilizza un refrigerante penetrante ad alta pressione di 1000-1500 psi per raffreddare efficacemente la punta dell'utensile.
• Strategia di fresatura trocoidale: questa strategia prevede la riduzione dell'area di contatto tra utensile e pezzo. Questa strategia comporta anche una minore generazione di calore durante il processo di lavorazione e garantisce un aumento della durata dell'utensile del 30%.

Ottimizzazione della strategia di processo

• Strategia "bassa velocità, elevata profondità di taglio": utilizzando una velocità del mandrino inferiore con una maggiore profondità di taglio, insieme a un portautensile e a un dispositivo di fissaggio di maggiore rigidità, la strategia è in grado di smorzare le vibrazioni, garantire un taglio più fluido e prevenire la trasformazione di fase o la scheggiatura dell'utensile dovuta alle alte temperature.

Figura 1 Un lotto di parti di precisione per la fresatura CNC di leghe di titanio, tra cui cilindri filettati, parti a forma di blocco con fori, ecc.

Come garantire una precisione costante per ordini di materiali multipli durante la fresatura CNC dei metalli?

Nei casi in cui l'ordine contiene parti realizzate in acciaio, alluminio o rame, la sfida di garantire che ogni parte soddisfi i requisiti specificati nei disegni rappresenta una prova della capacità di standardizzazione del sistema.

Durante il processo di fresatura CNC dei metalli , la precisione di ripetizione di JS Precision per ordini che coinvolgono più materiali viene ottenuta utilizzando una lavorazione adattiva basata sulla calibrazione dei dati.

Calibrazione e compensazione sistematiche: superamento della precisione di una singola macchina utensile

A tal fine, uno standard di precisione comune è garantito da test di accuratezza geometrica eseguiti su macchine utensili utilizzando attrezzature complete, modelli di compensazione degli errori termici e controlli di parti standard su varie macchine utensili che lavorano su materiali diversi.

Lavorazione adattiva basata sui dati: utilizzo di feedback in tempo reale e ottimizzazione dei parametri

Utilizzando i sensori impiegati nelle macchine utensili che ci consentono di monitorare in tempo reale le forze di taglio, le vibrazioni e altri dati di lavorazione, regoliamo dinamicamente i parametri di lavorazione per compensare le fluttuazioni nelle proprietà dei materiali.

Se il tuo ordine riguarda più materiali metallici e la mancanza di precisione finisce per compromettere il prodotto finale, JS Precision ti accoglie con favore nella scelta di fresare i metalli con macchine CNC. JS Precision ti offrirà una soluzione completa per soddisfare tutte le esigenze di precisione.

Come garantire la conduttività del nucleo del rame tramite fresatura CNC?

La lavorazione non è la preoccupazione principale del rame, bensì la protezione delle sue proprietà desiderabili di ottimo conduttore di elettricità e calore, evitando che vengano compromesse dal processo di lavorazione stesso. JS Precision, fornitoredi fresatrici CNC per rame , si impegna a proteggere questo materiale da qualsiasi deformazione che possa comprometterne le proprietà dopo la lavorazione.

Utilizzo accurato della scienza dei materiali, del raffreddamento e della lubrificazione

Il rame è troppo reattivo all'ossigeno presente nell'aria e viene corroso anche dai componenti chimici presenti nei fluidi da taglio, che ne riducono la conduttività. Nel nostro caso, quindi:

• Richiede l'uso di un fluido da taglio specificamente formulato, non reattivo ed elettricamente neutro . Questo tipo di fluido non reagisce chimicamente con il rame e non lascia impurità sulla superficie.
• Assicurarsi che la zona di taglio sia pulita durante il taglio per evitare graffi sulla superficie o impurità dovute a trucioli rimanenti.
• Dopo la lavorazione , pulire e asciugare subito la superficie per evitare l'ossidazione.

Serraggio non sollecitato e precisione di deformazione dell'ordine dei micron

Le tensioni residue causate dalla deformazione di serraggio tendono a danneggiare la microstruttura del rame, influenzandone così la conduttività. Utilizziamo i seguenti metodi di serraggio:

• Il serraggio a bassa forza di serraggio, calcolando con precisione la forza di serraggio richiesta, riduce al minimo la pressione di serraggio garantendo al contempo la stabilità del pezzo.
• Gli artigli morbidi completamente chiusi o le ventose a vuoto aumentano l'area di contatto di serraggio, disperdono la forza di serraggio ed evitano la deformazione causata da una pressione locale eccessiva.
• Nel caso di componenti in rame con pareti sottili, utilizziamo dispositivi di fissaggio personalizzati, progettati per supportare le aree vulnerabili e ridurre la deformazione.

Se la tua applicazione ha requisiti di tolleranza molto rigidi per la conduttività dei componenti in rame, i servizi di fresatura CNC del rame di JS. Precision garantiscono che i tuoi componenti siano dimensionalmente precisi, con la massima conservazione della conduttività intrinseca.

In che modo la fresatura CNC aerospaziale può soddisfare i requisiti di materiali e precisione in ambienti estremi?

Il settore aerospaziale richiede una combinazione di robustezza, leggerezza, resistenza alla fatica e affidabilità nei componenti metallici aerospaziali in condizioni operative estreme. Per i componenti fresati CNC aerospaziali, i rigorosi standard di sicurezza prescritti dalla norma ISO 15641:2001 per le frese ad alta velocità sono un aspetto di fondamentale importanza per JS Precision.

Tracciabilità completa del processo e certificazione dei materiali

La qualità dei componenti è di fondamentale importanza per la sicurezza e l'affidabilità dei prodotti aerospaziali. È possibile scegliere un fornitore con un sistema di tracciabilità end-to-end che prevede la verifica del controllo di qualità delle materie prime (MTC), la gestione delle quantità di ogni lotto e, infine, la fornitura di report dettagliati di tutti i risultati dei test secondo le specifiche AS9100.

Lavorazione per le prestazioni: integrità superficiale e controllo delle microdeformazioni

Per garantire la durata a fatica dei componenti aerospaziali, viene sviluppato uno strato superficiale di sollecitazione compressiva residua utilizzando parametri di taglio bassi, impiegando una lavorazione sequenziale per la rimozione della sollecitazione interna per cavità profonde a pareti sottili e un trattamento di rilascio della sollecitazione dopo la lavorazione.

Nei casi in cui siano necessari progetti aerospaziali che implichino lavorazioni meccaniche di componenti ad alta affidabilità, i servizi di fresatura CNC aerospaziale di JS Precision potrebbero rappresentare la soluzione migliore.

Figura 2 La fresatrice a cinque assi sta attualmente elaborando e producendo blocchi cilindrici in alluminio.

Come controllare la deformazione di lavorazione di parti metalliche a pareti sottili tramite il processo di fresatura CNC dei metalli?

La lavorazione di pareti sottili è l'attività più impegnativa nella fresatura dei metalli. JS Precision sfrutta un controllo efficace sulla deformazione che si verifica nella lavorazione di componenti a pareti sottili tramite fresatura CNC dei metalli.

Simulazione dei processi: a partire dalla pre-deformazione in un mondo virtuale

Con l'ausilio di un programma di simulazione, come FEA, per la modellazione delle distribuzioni di forza di taglio, temperatura e deflessione, la pre-ottimizzazione delle strategie di serraggio e delle traiettorie aiuta a escludere aree ad alto rischio di deflessione

Fasi dell'approccio di formatura progressiva e lavorazione simmetrica

Nella formatura progressiva multistadio, le tensioni interne possono essere eliminate mediante l'utilizzo di percorsi di taglio simmetrici. Durante il processo vengono eseguiti molteplici controlli e regolazioni dei parametri.

Quali fattori nascosti possono innescare cambiamenti dopo aver ottenuto il preventivo per la fresatura CNC?

Un preventivo chiaro deve fissare il prezzo nel modo più preciso possibile. È importante essere consapevoli delle possibili variabili per essere un acquirente e un gestore dei costi efficace. JS Precision prende in considerazione tutte le possibili variabili quando fornisce un preventivo per la fresatura CNC .

• Utilizzo delle billette e variabilità dell'area di ottimizzazione: il prezzo iniziale stimato si basa sull'utilizzo effettivo previsto delle billette. L'ottimizzazione del layout tramite DFM o billette ottimali può ridurre i costi, ma modifiche progettuali che valorizzano il materiale di scarto possono aumentare i costi.
• Dalla verifica del primo articolo alla produzione in serie: la verifica del primo articolo e l'ispezione a grandezza naturale possono essere costose. I preventivi di JS Precision specificheranno tali costi, garantendo così un prezzo unitario invariato per la produzione in serie.

Caso di studio: dalla saldatura di 4 pezzi alla formatura di 1 pezzo, la staffa satellitare in lega di titanio

Contesto e sfide:

Esisteva la necessità di un supporto di collegamento in lega di titanio TC4 per un satellite di telerilevamento. Il progetto originale prevedeva un totale di quattro parti saldate, del peso di 210 grammi, con possibilità di fatica di saldatura, una resa possibile dell'85% e un preventivo di fresatura CNC di 2.000 dollari, oltre a un termine di consegna di 8 settimane.

Soluzione JS Precision:

• Ottimizzazione del design: grazie all'ottimizzazione topologica, il design è stato modificato in una struttura a nervature biomimetiche monoblocco, che ha ridotto lo spessore della parete più sottile a 0,8 mm.
• Lavorazione avanzata: grazie a un centro di lavorazione a cinque assi con tecnologia di raffreddamento ad alta pressione direzionale, tutti i processi di lavorazione possono essere completati in un'unica configurazione, con sollecitazioni di lavorazione e deformazione della lega di titanio perfettamente controllate.
• Controllo di qualità end-to-end: i test, dalla materia prima al prodotto finale, sono stati eseguiti rigorosamente.

Risultati:

• Peso: ridotto da 210 grammi a 137 grammi (riduzione del peso del 35%), rigidità aumentata del 15%.
• Affidabilità: numero di saldature eliminate per raddoppiare l'affidabilità.
• Resa e costi: la resa del lotto è aumentata al 99,8% , il costo totale è stato ridotto del 40%, il prezzo è sceso a $ 1200 e i tempi di consegna sono stati ridotti a 5 settimane.

Questo caso specifico può essere utilizzato come esempio del nostro servizio di fresatura CNC per metalli, utile per affrontare le problematiche di produzione di componenti complessi di alto valore. Se siete alla ricerca di soluzioni di lavorazione di componenti complessi con l'obiettivo di ridurre peso, costi e migliorare l'efficienza, contattate JS Precision.

Figura 3 Staffa di collegamento del satellite di telerilevamento in lega di titanio

Domande frequenti

D1: Qual è il metodo migliore per ottenere un'efficace resistenza alla ruggine dopo la lavorazione dell'acciaio inossidabile?

È essenziale controllare il calore generato durante il taglio per evitare un "surriscaldamento" che potrebbe danneggiare lo strato di passivazione. Ottimizzeremo variabili come il fattore di carico superficiale (SFM) per ridurre al minimo il calore e suggeriremo una successiva passivazione per una migliore protezione dalla corrosione.

D2: I tempi di consegna per la lavorazione della lega di titanio sono molto più lunghi rispetto a quelli della lega di alluminio?

Sì. Grazie alla maggiore resistenza e alla minore conduttività termica delle leghe di titanio, la velocità di taglio è inferiore di meno di 1/4 rispetto a quella delle leghe di alluminio. Ottimizzando la nostra strategia, possiamo ridurre al minimo i tempi di consegna.

D3: I componenti in rame tendono a graffiarsi dopo la lavorazione. Cosa fate per proteggerli?

Utilizziamo materiali non tessuti ad alte prestazioni per proteggere i componenti l'uno dall'altro, nonché una pellicola protettiva staccabile per le superfici conduttive critiche.

D4: Supportate progetti di ricerca e sviluppo con piccoli lotti e più varietà?

Sì, li supportiamo. Infatti, disponiamo di una linea di produzione per la prototipazione rapida attrezzata per gestire progetti di sviluppo multi-materiale, di elevata complessità e in piccoli lotti.

D5: Il preventivo include tutti i costi di utensili e attrezzature?

Il preventivo convenzionale comprenderebbe anche utensili convenzionali e attrezzature generiche. Gli utensili specializzati o gli utensili dedicati ad alto costo verrebbero elencati separatamente per garantire trasparenza ai clienti.

D6: Il mio progetto prevede rigorosi requisiti in termini di isotopi. Come lo garantite?

Nei casi in cui i progetti comportano tolleranze isotopiche ristrette, come nei nostri servizi di fresatura CNC per il settore aerospaziale, ci assicuriamo che le aree di progettazione critiche vengano realizzate in un unico cerchio di serraggio mediante la pianificazione del processo e verificate da una macchina di misura a coordinate.

D7: Come affrontare il problema dell'umidità durante il trasporto a lunga distanza di parti metalliche spedite dalla Cina?

Imballiamo i pezzi di precisione in materiali antiurto con sufficiente essiccante e utilizziamo olio antiruggine o imballaggi sottovuoto.

D8: Quali sarebbero i principali vantaggi di JS Precision rispetto ad altri fornitori sul mercato interno?

Ampia competenza tecnica (lavorazione di materiali difficili da lavorare) + sostanziale differenziazione dei costi attraverso la catena del valore cinese + lavoro di squadra globale senza interruzioni attraverso la piattaforma digitale e il sistema di processo AS9100. Le nostre competenze sono all'altezza delle migliori del settore, ma con un valore complessivo più elevato.

Conclusione

Scegliere un servizio di fresatura CNC dei metalli appropriato significa, quindi, trovare un partner di alto livello in grado di correlare correttamente le proprietà dei materiali, controllare i sistemi di precisione ed evitare davvero le insidie dei costi.

Scegliere JS Precision come partner per la lavorazione dei metalli significa ottenere capacità produttive di altissima precisione in Cina, godendo al contempo di notevoli vantaggi in termini di costi rispetto ai produttori europei e americani.

Non solo offriamo un preventivo per la fresatura CNC, ma anche la garanzia di affidabilità basata su un'analisi ingegneristica approfondita.

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Carica subito i disegni dei tuoi componenti metallici sulla piattaforma JS Precision! Non solo riceverai un preventivo dettagliato, ma anche spiegazioni di processo dettagliate da ingegneri esperti con oltre 15 anni di esperienza nel settore.

Inoltre, se avete specifiche sfide nella lavorazione dei metalli, non esitate a lasciare un commento nella sezione commenti per discuterne, oppure a contattare direttamente i nostri esperti. Collaboriamo per trasformare i vostri progetti in metallo più complessi in prodotti impeccabili e di qualità esemplare!