Obróbka CNC aluminium obejmuje frezowanie, toczenie i cięcie profili realizowane na maszynach sterowanych numerycznie, które odwzorowują geometrię detalu z dokładnością do setnych części milimetra. Dobór metody zależy od kształtu elementu, wymaganej tolerancji i stopu aluminium – inaczej obrabia się płaski element płytowy, inaczej profil konstrukcyjny, a jeszcze inaczej bryłę o złożonej geometrii. Aluminium skrawa się szybko i czysto, ale jego właściwości wymuszają osobne podejście do parametrów obróbki, doboru narzędzi i odprowadzania ciepła.
Aluminium uchodzi za materiał łatwy w obróbce, ponieważ skrawa się szybciej niż stal i mniej obciąża narzędzia. Ta sama miękkość i plastyczność, które ułatwiają skrawanie, stają się jednak źródłem problemów przy wymagających detalach. Materiał ma skłonność do zalepiania krawędzi skrawających, odkształca się pod naciskiem narzędzia, a duża rozszerzalność cieplna powoduje zmiany wymiarów już przy niewielkim wzroście temperatury.
Z tego powodu obróbka aluminium CNC wymaga innego doboru parametrów niż obróbka stali – wyższych prędkości skrawania, odpowiedniej geometrii ostrza i sprawnego odprowadzania wiórów. Cienkościenne profile i elementy o dużej powierzchni dodatkowo komplikują proces, bo łatwo ulegają drganiom i odkształceniom podczas mocowania.
Najważniejszą cechą aluminium z punktu widzenia skrawania jest jego niska twardość połączona z dużą plastycznością. Materiał nie kruszy się, lecz odkształca, dlatego wióry tworzą się długie i wstęgowe, łatwo owijające narzędzie. Niezbędne jest sprawne ich odprowadzanie, najczęściej strumieniem chłodziwa lub sprężonego powietrza, aby nie rysowały obrobionej powierzchni i nie blokowały ostrza.
Druga istotna właściwość to wysoka przewodność cieplna. Aluminium szybko odprowadza ciepło z miejsca skrawania, co chroni narzędzie, ale jednocześnie powoduje rozszerzanie się całego detalu. Przy precyzyjnych tolerancjach wymiar mierzony na rozgrzanym elemencie różni się od wymiaru po ostygnięciu, dlatego kontrolę wymiarową prowadzi się po ustabilizowaniu temperatury. Trzecia cecha to skłonność do tworzenia narostu na ostrzu – cząstki aluminium przywierają do krawędzi skrawającej, pogarszając jakość powierzchni, czemu zapobiega odpowiednia geometria i powłoka narzędzia.
Frezowanie jest najczęściej stosowaną metodą obróbki aluminium, ponieważ pozwala wytworzyć niemal dowolny kształt – płaszczyzny, kieszenie, rowki, otwory i powierzchnie przestrzenne. Narzędzie obrotowe usuwa materiał warstwa po warstwie, poruszając się względem zamocowanego detalu w kilku osiach jednocześnie. Aluminium frezuje się przy wysokich prędkościach obrotowych, co przy poprawnym chłodzeniu daje gładką powierzchnię i krótki czas obróbki.
Metoda sprawdza się zarówno przy prostych elementach płytowych, jak i przy skomplikowanych bryłach. Decydujący jest tu sposób mocowania – cienkościenny element trzeba zamocować tak, aby nie odkształcił się pod naciskiem narzędzia, zachowując przy tym dostęp do wszystkich obrabianych powierzchni.
Toczenie stosuje się do elementów o symetrii obrotowej – wałków, tulei, kołnierzy, pierścieni i detali walcowych. W tej metodzie obraca się detal, a nieruchome narzędzie usuwa materiał, kształtując powierzchnie zewnętrzne i wewnętrzne, gwinty oraz rowki. Aluminium toczy się szybko i czysto, dając gładką powierzchnię przy poprawnym doborze posuwu i odprowadzaniu wiórów.
Toczenie często łączy się z frezowaniem na centrach tokarsko-frezarskich, które w jednym zamocowaniu wykonują zarówno powierzchnie obrotowe, jak i elementy poza osią detalu – płaszczyzny, otwory boczne czy rowki. Pozwala to obrobić kompletny element bez przenoszenia go między maszynami, co skraca proces i ogranicza błędy pozycjonowania. Dla detali walcowych z dodatkowymi cechami geometrycznymi takie podejście daje najwyższą powtarzalność.
Cięcie aluminium CNC stosuje się przede wszystkim do profili i elementów płytowych, które trzeba podzielić na wymiar lub wyposażyć w otwory i wycięcia. W odróżnieniu od frezowania bryłowego praca dotyczy tu materiału o stałym przekroju – profilu konstrukcyjnego, rury, blachy lub kształtownika. Sterowanie numeryczne zapewnia powtarzalność długości i kątów cięcia, niemożliwą do uzyskania metodami ręcznymi.
Obróbka profili aluminiowych obejmuje nie tylko samo cięcie na wymiar, lecz także wiercenie otworów montażowych, frezowanie wycięć i obróbkę końców profilu. Cięcie CNC w aluminium prowadzi się tak, aby krawędź pozostała czysta i wolna od zadziorów, co eliminuje konieczność ręcznego wykańczania.
Poza cięciem na długość obróbka profili obejmuje wykonywanie otworów montażowych, gwintowanych i przelotowych oraz wycięć o zadanym kształcie. Sterowanie numeryczne pozwala rozmieścić otwory z dokładnością wymaganą przy montażu, gdzie nawet niewielkie odchylenie uniemożliwia spasowanie elementów. Wycięcia o złożonym kształcie, rowki i fazowania wykonuje się w tym samym procesie, bez przenoszenia detalu między stanowiskami.
Połączenie cięcia na wymiar z obróbką otworów i wycięć daje gotowy element konstrukcyjny, niewymagający dalszej obróbki ręcznej. To podejście sprawdza się szczególnie przy seriach profili, gdzie każda sztuka musi być identyczna pod względem rozmieszczenia otworów i długości.
