6061-T6 Aluminium CNC-Bearbeitung für offene Rahmenbauteile

Eine kompakte Aluminiumkomponente kann schwierig zu bearbeiten sein, wenn der Großteil ihres inneren Materials entfernt werden muss.

Dieses 120 x 40 mm große kundenspezifische Teil verfügt über zwei rechteckige Öffnungen, schmale Verbindungsabschnitte und mehrere vorstehende Montageösen. Sein offenes Rahmendesign reduziert das Gewicht, lässt aber auch weniger Material zur Unterstützung der Komponente während der Bearbeitung.

Wir haben 300 Stück aus 6061-T6 Aluminium für einen Kunden in den Vereinigten Staaten hergestellt. Das gesamte Projekt – von der Materialbeschaffung und CNC-Bearbeitung bis hin zu Polieren, Sandstrahlen und Eloxieren – wurde innerhalb von drei Wochen abgeschlossen.

Die größte Herausforderung bei der Produktion war nicht die Gesamtgröße des Teils. Es ging darum, die Form und Position der schmalen Rahmenteile während der Bearbeitung, der manuellen Oberflächenvorbereitung und der Endbearbeitung beizubehalten.

Projektspezifikationen

Warum die offene Struktur den Bearbeitungsplan änderte

Als das Material im Inneren der beiden Fenster entfernt wurde, wurde der verbleibende Rahmen weniger steif. Dies machte das Teil empfindlicher gegenüber Klemmdruck und Schnittkräften als eine massive Aluminiumhalterung gleicher Größe.

Zu festes Spannen des Teils könnte die schmalen Abschnitte verziehen. Zu wenig Unterstützung könnte Vibrationen während des Fräsens verursachen und die Öffnungen, Kanten und kleinen Montageelemente beeinträchtigen.

Die vorstehenden Ösen erforderten ebenfalls besondere Aufmerksamkeit. Da sie vom Hauptkörper abstehen, konnten sie nicht als primäre Klemmbereiche verwendet werden. Ihre Positionen mussten dennoch konstant bleiben, da sie wahrscheinlich beeinflussen, wie die fertige Komponente mit den Gegenstücken zusammenpasst.

Der Bearbeitungsplan konzentrierte sich daher auf:

• Unterstützung der stärkeren Bereiche des Werkstücks;
• Kontrolliertes Entfernen von Material aus den Öffnungen in Etappen;
• Vermeidung übermäßiger Schnittkräfte, wenn der Rahmen dünner wurde;
• Aufrechterhaltung der Beziehung zwischen den Öffnungen, Löchern und Ösen;
• Begrenzung des wiederholten Spannens empfindlicher fertiger Elemente.

Das Ziel war nicht einfach, das Teil schnell zu bearbeiten, sondern einen wiederholbaren Prozess für die gesamte 300-teilige Charge zu schaffen.

Konsistenz über 300 Teile hinweg beibehalten

Die Herstellung der ersten akzeptablen Komponente bestätigte den Bearbeitungsansatz, aber die Chargenkonsistenz erforderte eine fortlaufende Prozesskontrolle.

Während der Produktion konnten Änderungen am Werkzeugzustand, der Spannvorrichtungsposition oder dem Klemmdruck die schmalen Abschnitte allmählich beeinträchtigen. Das Hauptprofil, die rechteckigen Fenster, die seitlichen Details und die Montagelöcher wurden daher in einer geplanten Reihenfolge bearbeitet.

Das Material wurde schrittweise entfernt, sodass während der früheren Operationen ausreichend Unterstützung vorhanden war. Die kleineren Elemente wurden fertiggestellt, nachdem die Hauptgeometrie etabliert war, ohne unnötigen Druck auf die vorstehenden Ösen auszuüben.

Maßprüfungen wurden während der Produktion durchgeführt und nicht erst, nachdem alle 300 Teile bearbeitet worden waren. Die Inspektion konzentrierte sich auf das Gesamtprofil, die Fenstergeometrie, die Positionen der Montagelöcher und die relative Lage der seitlichen Ösen.

Diese Zwischeninspektion reduzierte das Risiko, ein Maßproblem in die Oberflächenbehandlung zu bringen, wo Nacharbeiten schwieriger wären und den Lieferplan beeinträchtigen könnten.

Vorbereitung der Teile für Sandstrahlen und Eloxieren

Der spezifizierte Oberflächenbehandlungsprozess umfasste Polieren, Sandstrahlen und Eloxieren. Bei diesem Projekt wurde das Polieren als kontrollierter Vorbereitungsschritt und nicht als endgültige dekorative Oberflächenbehandlung verwendet.

Nach der CNC-Bearbeitung wurden Grate, scharfe Kanten und sichtbare Werkzeugspuren entfernt. Besonderes Augenmerk wurde auf die inneren Öffnungen, schmalen Wände und kleinen Ösen gelegt. Übermäßiges Polieren in diesen Bereichen könnte die Kanten abrunden oder das Profil verändern.

Nachdem die Oberflächen vorbereitet waren, wurden die Teile sandgestrahlt, um eine gleichmäßige matte Textur zu erzeugen, und dann eloxiert.

Sandstrahlen kann das Oberflächenbild gleichmäßiger machen, aber es kann tiefe Kratzer, Dellen oder ungleichmäßige manuelle Bearbeitung nicht verbergen. Eloxieren kann einige Unvollkommenheiten sichtbarer machen. Aus diesem Grund wurden die Teile vor der Freigabe zur Oberflächenbehandlung visuell geprüft.

Dieser Schritt half, zusätzliche Zeit und Kosten für das Eloxieren von Komponenten zu vermeiden, die noch nicht den erforderlichen Oberflächenzustand erfüllten.

Abschluss von Material, Bearbeitung und Oberflächenbehandlung in drei Wochen

Der Zeitplan von drei Wochen umfasste die gesamte Bestellung, nicht nur die CNC-Bearbeitungsphase. Er umfasste die Beschaffung von 6061-T6 Material, die Prozessvorbereitung, die Chargenproduktion, das Polieren, Sandstrahlen, Eloxieren und die Inspektion.

Um den Projektfortschritt aufrechtzuerhalten, wurden die Vereinbarungen für die Bearbeitung und Oberflächenbehandlung von Anfang an koordiniert.

Die Produktionssequenz umfasste:

• Überprüfung der 2D- und 3D-Zeichnungen des Kunden;
• Bestellung und Bestätigung des 6061-T6 Materials;
• Vorbereitung von Spannvorrichtungen und CNC-Programmen;
• Bearbeitung der Profile, Öffnungen, Löcher und Montageelemente;
• Entgraten und Polieren der bearbeiteten Teile;
• Sandstrahlen und Eloxieren;
• Abschluss von Maß- und Aussehenskontrollen;
• Verpackung der fertigen Teile für den Export in die Vereinigten Staaten.

Die vorausschauende Terminplanung der Oberflächenbehandlung half, Wartezeiten zwischen den Prozessen zu reduzieren und ausreichend Zeit für die Endkontrolle vor dem Versand zu lassen.

Bei Projekten mit einem festen Liefertermin kann diese Koordination genauso wichtig sein wie der Bearbeitungszyklus selbst.

Inspektion nach dem Eloxieren

Die Teile wurden sowohl vor als auch nach der Oberflächenbehandlung inspiziert.

Vor dem Eloxieren konzentrierte sich die Inspektion auf Maßmerkmale und Oberflächenvorbereitung. Nach dem Eloxieren verlagerte sich der Schwerpunkt auf Aussehen und Handhabungszustand.

Die fertigen Komponenten wurden auf Folgendes geprüft:

• Sichtbare Verformung des Rahmens;
• Beschädigungen an den vorstehenden Ösen;
• Grat im Inneren der rechteckigen Öffnungen;
• Kratzer oder Dellen auf sichtbaren Oberflächen;
• Ungleichmäßige sandgestrahlte Textur;
• Eloxierungsfehler oder auffällige Farbinkonsistenz;
• Spuren durch Kontakt von Teil zu Teil.

Da die Ösen über das Hauptprofil hinausragen, sind sie während der Handhabung und des Transports stärkeren Stößen ausgesetzt. Die Teile wurden daher während der Verpackung getrennt und geschützt, um den Kontakt zwischen eloxierten Oberflächen zu reduzieren und Beschädigungen vor der Lieferung zu vermeiden.

Kundenspezifische Aluminium-CNC-Bearbeitung für Leichtbaustrukturen

Dieses Projekt zeigt, warum die Bearbeitungsschwierigkeit nicht allein anhand der Abmessungen beurteilt werden kann. Obwohl die Komponente nur 120 x 40 mm maß, erforderten ihre großen Öffnungen, schmalen Rahmenteile und vorstehenden Ösen eine stabile Werkstückaufnahme und einen sorgfältig geordneten Bearbeitungsprozess.

Es zeigt auch die Bedeutung der Berücksichtigung der Oberflächenbehandlung während der Bearbeitung – nicht nach Abschluss der Produktion. Kantenbearbeitung, manuelles Polieren, Sandstrahlen und Eloxieren können empfindliche Aluminiumelemente beeinträchtigen.

Wir fertigen kundenspezifische Aluminiumteile nach kundenseitig gelieferten 2D- und 3D-Zeichnungen, unterstützen Prototypen, Kleinserien und Wiederholungsaufträge. Zu den verfügbaren Dienstleistungen gehören Materialbeschaffung, CNC-Fräsen, Entgraten, Polieren, Sandstrahlen, Eloxieren, Inspektion und Exportverpackung.

Für offene Bauteile, dünnwandige Halterungen und andere nicht standardmäßige Aluminiumteile prüfen wir, wie sich die Geometrie während der Bearbeitung verhält, wie die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit exponierte Elemente beeinflusst und wie die fertigen Teile während der Lieferung geschützt werden sollten.

Fordern Sie eine Überprüfung für Ihr Aluminiumteil an

Wenn Ihr Projekt einen ähnlichen 6061-T6 Aluminiumrahmen, eine Montagekomponente oder ein sandgestrahltes eloxiertes Teil beinhaltet, senden Sie uns Ihre Zeichnungen zusammen mit der erforderlichen Menge, den Toleranzen und der Oberflächenspezifikation.

Unser Ingenieurteam kann die Werkstückaufnahme, die Bearbeitungsreihenfolge und die Anforderungen an die Oberflächenbehandlung vor der Produktion überprüfen und so potenzielle Verformungs- oder Erscheinungsrisiken frühzeitig erkennen.