Her CNC makinisti aynı hayal kırıklığıyla karşı karşıya kalmıştır. Büyük bir alüminyum plaka kare şeklinde kesilmiş, ön yüzü yapılmış ve dikkatli bir hassasiyetle cebe yerleştirilmiştir. Parça makinede mükemmel şekilde ölçülür. Daha sonra kelepçeler serbest bırakılır. Parça bir inçin birkaç binde biri oranında eğrilmekte, bükülmekte veya bükülmektedir. Temel neden neredeyse her zaman artık strestir. Bu stresin nereden geldiğini ve nasıl kontrol edileceğini anlamak, pahalı alüminyum parçaları hurdaya çıkaran mağazaları, ilk denemede düz, sağlam bileşenler gönderen mağazalardan ayırır.
Alüminyumdaki artık gerilim iki ana kaynaktan kaynaklanır. Birincisi orijinal malzeme üretimidir. Alüminyum levha ve ekstrüde çubuk, dökümden sonra haddelenir veya gerilir. Bu mekanik çalışma, iç gerilimleri malzemeye kilitler. Çekirdek gerilim altındayken yüzey katmanları basınç altında olabilir. Malzeme sağlam kaldığı sürece bu gerilimler birbirini dengeler. İkinci kaynak ise işlemenin kendisidir. Kesme iş parçası yüzeyini ısıtır. Düzensiz termal genleşme ve kesici kenardan kaynaklanan plastik deformasyon yeni gerilimlere neden olur. Malzeme kaldırıldığında iç kuvvetlerin dengesi değişir ve parça yeni bir şekil bulur.
En dramatik deformasyonlar ön gerilimli ham stokun işlenmesinden kaynaklanır. Bir tedarikçiden alınan tipik bir 6061 alüminyum levha, kalınlığına göre değişen artık gerilimlere sahiptir. Plakanın bir tarafının çıkarılması bu gerilimleri asimetrik olarak ortadan kaldırır. Geriye kalan malzeme dengeyi sağlamak için bükülür. Bu, basit bir yüz kesiminin neden düz bir tabağı patates cipsine dönüştürebildiğini açıklıyor. Deformasyonu kontrol etmenin anahtarı, neredeyse imkansız olan artık gerilimi tamamen ortadan kaldırmak değil, işleme sırasında nasıl serbest bırakılacağını yönetmektir.
Kanıtlanmış tekniklerden biri kaba işleme ve ardından gerilim gidermedir. Bir kaba işleme geçişi malzemenin çoğunu ortadan kaldırır ve tüm yüzeylerde 0,030 ila 0,060 inçlik küçük bir pay bırakır. Parça daha sonra makineden çıkarılır ve artık gerilimleri azaltmak için ısıl işleme tabi tutulur. 7075 veya 2024 gibi alüminyum alaşımları için, iki ila üç saat boyunca 350 Fahrenheit derecede termal gerilim giderme döngüsü ve ardından yavaş soğutma, iç gerilimleri önemli ölçüde azaltabilir. Gerilim giderildikten sonra parça, kesimlerin tamamlanması için makineye geri gönderilir. Bitirme geçişi yalnızca minimum düzeyde kilitli stres içeren kalan cildi kaldırır. Sonuç istikrarlı bir parçadır.
Isıl işlem kapasitesi olmayan mağazalar için, kriyojenik veya titreşimli stres giderme, daha az evrensel olsa da, yardımcı olabilir. Daha basit bir yöntem sıralı kaba işlemedir. Programcı, tek bir işlemde derin bir cebi boşaltmak yerine, parçanın farklı alanlarındaki kaba işleme geçişlerini kademeli olarak gerçekleştirir. Malzemenin simetrik olarak çıkarılmasıyla iç gerilim daha eşit bir şekilde serbest bırakılır. Örneğin, bir plakadaki büyük bir cebi işlerken, bir tarafı pürüzlendirin, ardından parçayı çevirin ve her iki tarafı da bitirmeden önce karşı tarafı pürüzlendirin. Bu dengeli çıkarma işlemin başında parçanın bükülmesini önler.
Bir diğer güçlü teknik ise düşük kesme kuvvetleriyle yüksek hızda işlemedir. Büyük kesme derinliği ve düşük ilerleme ile geleneksel kaba işleme, malzemeyi iterek ısı ve plastik deformasyona neden olur. Hafif radyal kavrama ve diş başına yüksek ilerlemeyi kullanan yüksek hızlı işleme, kesme kuvvetlerini önemli ölçüde azaltır. Daha az kuvvet, daha az indüklenen artık gerilim anlamına gelir. Pek çok mağaza, 15.000 RPM'de 0,040 inç radyal kesme derinliğinin ve dakikada 300 inç beslemenin, malzemeyi 8.000 RPM'deki ağır kesime göre daha hızlı çıkardığını ve parçayı çok daha stabil bıraktığını buldu. Talaşlar ısıyı iş parçasına pompalamak yerine uzaklaştırır.
Armatür tasarımı da kritik bir rol oynar. Parçaların çarpık bir durumda sıkıştırılması, parçaların açıldıktan sonra eski haline dönmesini garanti eder. Tutarlı, düşük sıkma kuvveti uygulayan parçaların serbest şekline veya sıfır noktalı sıkma sistemlerine uyacak şekilde işlenmiş yumuşak çeneler. Vakumlu aynalar ince alüminyum plakalar için idealdir çünkü malzemeyi bükmeden kuvveti eşit şekilde dağıtırlar. Çökmeye eğilimli parçalar için, parça ile fikstür arasındaki çift taraflı bant veya yapışkan film, gerilim yaratmadan hareketi önler.
Ön bükme veya ön gerdirme, uzun alüminyum ekstrüzyonlar için özel bir tekniktir. Ham stokun bilinen bir yayı varsa fikstür, işlemeden önce parçayı ters yönde biraz fazla sıkıştırabilir. Kelepçeleri kesip serbest bıraktıktan sonra parça tekrar düz hale gelir. Bu, dikkatli deneyler gerektirir ancak tekrarlanan işler için karşılığını verir.
Kritik alüminyum parçalar için pratik bir iş akışı malzeme seçimiyle başlar. Hassas zemin plakasının maliyeti daha yüksektir ancak standart haddelenmiş plakaya göre çok daha düşük artık gerilime sahiptir. Uygulama izin veriyorsa, Mic 6 gibi dökme alüminyum işleme plakası neredeyse hiç iç gerilim içermez çünkü net şekle yakın bir şekilde dökülmüştür ve mekanik olarak işlenmemiştir. Döküm plakası güzel bir şekilde işlenir ve malzeme çıkarıldıktan sonra düz kalır. Haddelenmiş levhadan yapılan yapısal parçalar için, tedarikçiden esneme tesviye edilmiş veya gerilim giderilmiş malzeme belirtilmesi maliyeti artırır ancak hurdayı azaltır.
Son olarak, muayene yöntemleri artık gerilime saygı göstermelidir. Bir parçanın hala kelepçeliyken ölçülmesi yanlış güven verir. Her zaman parça tamamen serbest kaldıktan ve herhangi bir elastik iyileşme sağlamak için birkaç saat dinlendikten sonra ölçüm yapın. Artık gerilim kontrolünde ustalaşan mağazalar, işlenmiş alüminyum parçalarda rutin olarak düzlüğü fit başına 0,001 inç dahilinde tutar. Alüminyumun kararsız bir metal olduğuna inanan rakipleri hâlâ atölyede çarpık parçaları kovalıyor. Kararsız olan metal değildir. Kontrolsüz strestir.
