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CNC加工喷砂+氧化+镭雕后处理手板过程

行业/分类:其他手板模型加工

加工方式: cnc加工 使用材料: 铝合金

最小精度: 0.05mm 生产周期: 2~7天

产品尺寸: 5cm*3cm*4cm

后处理: 喷砂+氧化+镭雕

案例介绍

CNC 加工手板是通过计算机控制机床对材料进行精确切削成型的过程,而喷砂、氧化、镭雕是常见的后处理工艺,可提升手板的外观质感、防护性能和标识功能。以下是 CNC 加工喷砂 + 氧化 + 镭雕后处理手板的完整流程 及关键要点:

一、CNC 加工阶段

1. 前期准备

材料选择:根据手板需求选用铝合金(如 6061、7075)、不锈钢、尼龙、亚克力等材料,其中铝合金是最常用的金属材料,适合喷砂和氧化处理。

图纸设计:使用 CAD、UG、Pro/E 等软件设计 3D 模型,确定尺寸精度(通常公差 ±0.05mm)和表面粗糙度要求。

编程与装夹

将 3D 模型转化为 CNC 机床可识别的 G 代码,设定切削参数(如主轴转速、进给速度、切削深度)。

选择合适的夹具(如平口钳、真空吸盘)固定材料,确保加工过程中稳定无位移。

2. 切削加工

粗加工:使用大直径刀具快速去除大部分材料,形成手板基本形状,预留 0.5-1mm 精加工余量。

精加工:换用小直径刀具(如球头刀、端铣刀)进行细节雕刻,保证尺寸精度和表面光洁度,完成后去除毛边。

检测:通过三坐标测量仪(CMM)检测尺寸是否符合图纸,若有误差需返工修正。

手板

二、喷砂处理

1. 作用

表面预处理:去除 CNC 加工残留的刀纹、油污,使表面粗糙化,增强后续氧化膜的附着力。

外观效果:形成均匀哑光质感,掩盖轻微加工缺陷。

2. 操作步骤

设备:喷砂枪 / 喷砂箱,搭配不同目数的砂粒(如氧化铝砂、玻璃珠)。

参数控制

砂粒目数:目数越高(如 240 目),表面越细腻;目数越低(如 60 目),粗糙度越高。

喷砂压力:通常 0.3-0.6MPa,压力越大,表面越粗糙。

距离与角度:喷嘴距工件 10-15cm,角度 45°-60°,均匀移动确保喷砂均匀。

后处理:喷砂后用压缩空气吹净表面残留砂粒,或用超声波清洗去除油污。

三、氧化处理(阳极氧化)

1. 作用

防护性能:在金属表面生成一层致密氧化膜(Al₂O₃),提高耐腐蚀性和耐磨性。

着色功能:可通过电解染色或有机染色赋予手板多种颜色(如银色、黑色、蓝色等)。

2. 操作流程(以铝合金为例)

除油:用碱性溶液(如氢氧化钠)或超声波清洗去除表面油脂。

酸洗:浸入稀硝酸溶液中,去除喷砂后残留的金属碎屑和氧化物,活化表面。

阳极氧化

将工件作为阳极,浸入硫酸电解液中,通直流电(电压 10-20V,温度 15-25℃),生成氧化膜(厚度通常 5-25μm)。

时间控制:氧化膜厚度随时间增加,需根据需求调整(如 5μm 约需 15 分钟)。

着色(可选):

电解着色:在含金属盐的溶液中通电,金属离子沉积到氧化膜孔隙中显色(如锡盐显银色,镍盐显黑色)。

有机染色:浸入有机染料溶液(如酸性染料)中,通过吸附作用染色,颜色鲜艳但耐光性较差。

封孔:将工件浸入热水(80-95℃)或镍盐溶液中,封闭氧化膜孔隙,防止染色剂流失并提高耐腐蚀性。

干燥:自然晾干或低温烘干(≤60℃),避免高温导致颜色变色。

手板

四、镭雕处理(激光雕刻)

1. 作用

标识功能:雕刻文字、图案、二维码等标识,永久留存且不易磨损。

装饰效果:通过激光灼烧表面形成深浅不一的纹路,实现哑光与光亮对比的视觉效果。

2. 操作步骤

设备:CO₂激光机(适合非金属)或光纤激光机(适合金属,如铝合金)。

参数设置

功率:金属雕刻通常 20-50W,功率越高,雕刻深度越深(一般 0.05-0.3mm)。

速度:50-500mm/s,速度慢则深度大,需平衡效率与精度。

焦距:调整激光头与工件距离,确保光斑聚焦清晰。

编程与定位

使用激光雕刻软件(如 CorelDRAW、AutoCAD)设计图案,生成雕刻路径。

将工件固定在激光机工作台上,通过摄像头或定位销精准对位。

雕刻执行:启动激光,按设定路径扫描雕刻,过程中可通过吹气装置清除烟尘,保证清晰度。

五、注意事项与常见问题

1. 工艺顺序影响

必须严格遵循:CNC 加工 → 喷砂 → 氧化 → 镭雕。

若先氧化再喷砂,会破坏氧化膜;若镭雕后再氧化,会掩盖雕刻痕迹。

2. 表面缺陷控制

喷砂不均:可能导致氧化后颜色不一致,需确保喷砂压力和角度均匀。

氧化膜气泡:除油不彻底或电解过程中温度过高,需严格控制前处理和电解液温度。

镭雕模糊:激光功率不足或工件移动,需校准设备并固定牢固。

3. 材料兼容性

非金属材料(如尼龙、亚克力):不可氧化,喷砂后可直接镭雕或喷涂上色。

不锈钢:氧化效果差,通常喷砂后做 PVD 镀膜或直接镭雕。

六、应用场景

产品原型验证:如消费电子(手机壳、笔记本电脑外壳)、汽车配件、医疗器械的手板制作,通过多种后处理工艺模拟量产效果。

高端定制件:如航空航天零件、精密仪器面板,利用氧化和镭雕提升质感与功能性。

通过以上流程,可将 CNC 加工的手板从 “毛坯” 转化为具有工业级外观和性能的成品,满足设计验证、样品展示及小批量生产需求。实际操作中需根据材料特性和工艺要求灵活调整参数,确保每一步后处理效果达标。