כרסום ועיבוד אלומיניום - כל מה שחשוב לדעת

עיבוד אלומיניום

כמו העופרת, הנחושת והפליז, גם האלומיניום הוא מתכת ׳אל-ברזלית׳ שמציעה תכונות ייחודיות שלא נמצאות במתכות מבוססות ברזל, כמו עמידות בפני קורוזיה, משקל קל, מחזור קל, מוליכות חשמלית ותרמית טובה. האלומיניום מציע גם רמה גבוהה של מוליכות וגמישות, ונחשב למתכת מבוקשת בתעשיות רבות, החל מהנדסת חשמל וענף הבנייה וכלה בתעשיית הרכב, התעופה והחלל.

מהו אלומיניום?

אלומיניום הוא מתכת בגוון לבן-כסוף, היסוד ה-13 בטבלה המחזורית, ונחשב למתכת הנפוצה ביותר על פני כדור הארץ. למעשה, האלומיניום מהווה יותר מ-8% ממסת ליבת כדור הארץ והשלישי בשכיחותו אחרי חמצן וסיליקון. היתרונות הרבים שמציע האלומיניום כחומר גלם, באות לביטוי בשימושים שעושות התעשיות השונות בסגסוגות האלומיניום כדי ליצור מגוון עבודות אלומיניום איכותיות שמאופיינות, בין השאר, במשקל קל, חוזק, עמידות וגמישות.

יתרונות האלומיניום כחומר גלם

• משקל קל: משקלו הסגולי של האלומיניום הוא כשליש ממשקל הפלדה.
• חוזק: סגסוגת של אלומיניום טהור עם מתכות אחרות, משפרת את חוזקם של מוצרים ועבודות מאלומיניום.
• עמידות בפני קורוזיה: כשהאלומיניום בא במגע עם חמצן, נוצרת שכבת תחמוצת צפופה על פני השטח, המשמשת כשכבת מגן למניעת קורוזיה.
• קל לעבודה: אלומיניום הוא גמיש מאוד כך שהוא מתאים לשיטות עיבוד שונות, כולל חריטה או חיתוך אלומיניום. בזכות נקודת ההיתוך הנמוכה של האלומיניום, הוא אידיאלי גם ליציקה. את האלומיניום ניתן לעבד בקלות כדי ליצור מגוון רחב של צורות ושימושים.
• מוליכות תרמית גבוהה: לאלומיניום מוליכות תרמית גבוהה כמעט פי 3 מזו של הברזל, כך שהוא אידיאלי לשימוש, למשל, ברדיאטורים לרכב.
• מוליכות חשמלית גבוהה: השילוב בין המשקל הקל והמוליכות הגבוהה של האלומיניום (שנושא זרם כפול מנחושת באותו משקל), הופך אותו לחומר אטרקטיבי לייצור קווי תמסורת חשמליים, המאפשרים הגדלת המרווח בין מגדלי החשמל והפחתת העלויות.  
• ניתנת למיחזור: אלומיניום הוא חומר שמתכלה בקלות.
• לא מגנטי: העובדה שהאלומיניום לא מושפע משדות מגנטיים סביבו, הופכת אותו למתכת מתאימה לייצור מכשירים רפואיים ועוד.
• עמידה בטמפרטורות נמוכות: אלומיניום שומר על חוזקו גם בטמפרטורות נמוכות ביותר.
• מחזיר חום ואור: היכולת של האלומיניום להחזיר קרני אינפרה אדום, אולטרה סגול וגלים אלקטרומגנטיים, הופכת אותו לחומר שימושי לייצור מחזירי חימום, חליפות חלל ועוד.
• מראה מושך: לאלומיניום יופי טבעי שניתן לשיפור באמצעות טיפולי שטח כמו צביעה אלקטרוליטית.
• לא רעיל: אלומיניום לא מגיב עם מזון, הוא אינו רעיל, וגם לא גורם נזק לאדמה.

על עיבוד אלומיניום

לאלומיניום יש תכונות ייחודיות משלו. כדי לייצר מוצרים איכותיים מאלומיניום, חשוב מאוד להבין את סוגי סגסוגות האלומיניום והתכונות המאפיינות אותם.

מהם סוגי סגסוגות האלומיניום?

• סגסוגת אלומיניום מחושלת ומעובדת: סגסוגת שעברה תהליכי חישול ומעובדת בתהליכים כמו עיבוד שבבי, אקסטרוזיה (יצירת פרופילים ארוכים) וערגול. מדובר בסגסוגות מסדרת 1000 שכוללות 99% אלומיניום טהור ומתאימות לשימושים בתעשיות הכימיות ובתעשיות לעיבוד מזון. וסגסוגות מסדרת 2000 שכוללת כמרכיב עיקרי נחושת-אלומיניום, והן שימושיות בעיקר בתעשיות התעופה והרכב.
• סגסוגת אלומיניום יצוקה: סגסוגת שעברה תהליכי יציקה בתנאי חום גבוה ומספקת איכות נוזלית ברמה גבוהה. סגסוגות מסדרת 4000 (הנקראות גם 4xxx), הן בעיקר סגסוגות אלומיניום-סיליקון המשמשות בתעשיית הרכב, הבנייה, האדריכלות הדקורטיבית והיציקה.

מהן השיטות הנפוצות לעיבוד אלומיניום?

יש מגוון שיטות לעיבוד אלומיניום, כולל אקסטרוזיה; יציקה (לייצור המוני של צורות מורכבות); כיפוף (ליצירת זוויות וקימורים); Anodizing (לשיפור שכבת החמצון של האלומיניום ולהגברת העמידות בפני קורוזיה). במאמר זה נרחיב קצת יותר על שיטות העיבוד הנפוצות ביותר שלהלן:

חיתוך לייזר

יתרונות: שיטת עיבוד שמציעה ביצוע מהיר, רמת דיוק גבוהה, קצוות נקיים ואפשרות לחיתוך צורות מורכבות.

שימושים לדוגמה: ייצור חלקי מכונות מדויקים, רכיבים אלקטרוניים, דקורציה אדריכלית ולוחות חזיתיות.

עיבוד שבבי

שיטת עיבוד המשתמשת בחריטה,

יתרונות: דיוק רב, אפשרות לייצור חלקים מורכבים, גימור איכותי של משטח האלומיניום.

שימושים לדוגמה: חלקי מנוע, חלקי מכונות מדויקים, רכיבים הנדסיים שונים.

לגבי עיבוד שבבי ממוחשב – CNC (Computer Numerical Control), סוג של עיבוד שבבי שמציע הליך עיבוד אוטומטי לחלוטין, כדי להפחית את זמני הייצור, להגביר את הדיוק, לחסוך בחומרי גלם ולצמצם טעויות אנוש.

העיבוד הממוחשב יעיל לייצור שתלים דנטליים ואורתופדיים, תבניות להזרקת פלסטיק, מארזים מדויקים למעגלים אלקטרוניים, חלקים לטורבינות ומחוללים, אבי טיפוס לתעשיית הרכב.

כרסום אלומיניום

עיבוד אלומיניום באמצעות כרסום מציע תהליך שבו מוסרות שכבות של חומר מגוש המתכת באמצעות כלי חיתוך שמסתובב ומכרסם במתכת כדי ליצור צורה מסוימת במידות מדויקים ובגימור מושלם.

יש שני סוגים עיקריים של כרסום:

• כרסום אנכי שבו ציר הסיבוב של המכרסם ניצב לשטח העבודה.
• כרסום אופקי שבו ציר הסיבוב של המכרסם מקביל לשטח העבודה.

בנוסף, כרסום ממוחשב, CNC, מספק אפשרויות לייצור צורות מורכבות ומדויקות להפליא!

יש סוגים שונים של מכונות לכרסום אלומיניום:

• כרסום קצה: ליצירת חריצים וקונטורים.
• כרסום אצבע: לעיבוד כללי.
• כרסום כדורי: ליצירת צורות מעוגלות ומשטחים מעוקלים.
• כרסומי דיסק: ליצירת חריצים.

יתרונות: דיוק גבוה, עיבוד יעיל, יכולת לייצר צורות מורכבות, גמישות מבחינת העיצוב, יכולת שליטה בעומק החיתוך. איכות הגימור חלקה ומעולה, בהתאם לדרישות.

שימושים לדוגמה: ייצור תבניות, שלדות, חלקים מבניים במטוסים, רכיבי רכב.

ריתוך אלומיניום

יתרונות: עבודות ריתוך אלומיניום מציעות חיבורים חזקים, אפשרויות לחיבורם של חלקים גדולים ועמידות גבוהה.

שימושים לדוגמה: ייצור מסגרות, מבנים, צנרת וקונסטרוקציות.

על ריתוך אלומיניום ב-MIG וב-TIG

לעקרונות הריתוך של אלומיניום שזמין בשני סוגי ריתוך – MIG ו-TIG – יש יתרונות, חסרונות ושימושים משלהם:

• ריתוך MIG (Metal Inert Gas)

יתרונות: עבודות ריתוך אלומיניום בריתוך MIG מציעות מהירות גבוהה שמפחיתה עיוותים, קצב הרבדה גבוה שמתאים במיוחד לאלומיניום עבה, שיטת עבודה קלה ללמידה. בנוסף, ניתן לשלב את הריתוך עם רובוטיקה וליצור ריתוך אוטומטי.

חסרונות: דיוק מופחת בהשוואה ל- TIG, אפשרות לנתזי חומר רבים יותר, קושי בריתוך דפנות דקים, קושי בגישה למקום צר בגלל גודל האקדח.

שימושים לדוגמה: מבנים גדולים, מסגרות מאלומיניום, ייצור מוצרים בהיקף גדול, חלקים עבים יחסית, שהם מעל 6 מ״מ.

• ריתוך TIG (Tungsten Inert Gas)

יתרונות: ריתוך TIG מאפשר שליטה בתהליך הריתוך ולכן דיוק גבוה מאוד, תפרי הריתוך הם נקיים ואסתטיים כך שהריתוך הוא איכותי מאוד, יש אפשרות לריתוך גם ללא חומר מילוי, ובנוסף, הרתך רואה היטב את האזור המרותך.

חסרונות: קצב הרבה נמוך לעומת ה-MIG, הלמידה מורכבת יותר ונדרשת מיומנות גבוהה יותר, זמן הריתוך ארוך יותר כך שהוא יעיל פחות לחומר עבה, דורש משטחי עבודה נקיים לחלוטין בגלל רגישות לזיהומים.

שימושים לדוגמה: עבודות הדורשות דיוק או משטח עם דופן חלקה, ריתוך מערכות צנרת איכותיות, תעשיית התעופה והחלל, רכיבים אסתטיים שאינם מוסתרים מהעין.

טיפים לריתוך אלומיניום

רוצים לרתך אלומיניום? הנה 4 טיפים לרתך המתחיל שיוכלו לסייע לכם להתגבר על האתגרים הקשורים לריתוך אלומיניום:

• התחילו בהבנת העקרונות הבסיסיים של ריתוך אלומיניום.
• אל תוותרו על תרגול, תרגול ושוב תרגול... כדי להגיע בסופו של דבר לתוצאות טובות.
• לפני הריתוך, הקפידו על ניקוי יסודי של המתכת כדי למנוע זיהומים.
• השתמשו בטכניקת העיבוד הנכונה או במכשיר הריתוך הנכון, לביצוע הפרויקט הספציפי שלכם.