✈ 航空常見鋁合金有哪些？CNC 加工時的挑戰又是什麼？
鋁合金因為重量輕、強度高、抗腐蝕性佳，是航空產業中最廣泛使用的金屬材料之一。
無論是飛機結構、引擎零件還是內裝支架，幾乎都離不開鋁合金。
但在 CNC 加工時，不同鋁合金的特性也帶來不同挑戰。
🔩 航太工業常用的鋁合金種類
下表整理應用在航太工業中，各種鋁合金型號的用途與材料特性
| 鋁合金型號 | 用途簡介 | 材料特性 |
| 6061-T6 | 結構件、框架、艙門、座艙 | 強度與可加工性平衡，經濟實惠，應用最廣泛 |
| 7075-T6 | 機翼樑、起落架、連桿 | 高強度接近鋼，硬度高，加工難度也高 |
| 2024 | 機翼與機身結構、鉚釘結構、機械連接 | 抗疲勞強、抗腐蝕較差，需陽極處理 |
| 7050 | 厚板、高負載結構件 | 高抗應力腐蝕，穩定性強，常用於重型航空結構件 |
| 7475 | 精密結構零件、薄板部件 | 延展性佳、韌性高，適合加工精細或易變形結構 |
*表格資料來源整理自Wikipedia
⚙ CNC 加工這些航空鋁材時會遇到哪些挑戰？
即使鋁在大多數CNC加工已經非常普遍，但航空等級的鋁合金因合金元素與硬度不同，加工時反而更挑剔：
1. 焊屑與黏刀（Built-up Edge）
鋁材在高溫下容易黏附於刀具刃口，導致刀刃變鈍、鏡面品質下降，甚至崩刃。
2. 鏡面加工困難
鋁材若加工參數設定不當，容易產生摩擦熱與細微震動，讓鏡面效果不穩定或產生條紋。
3. 刀具壽命短、易損耗
特別是7075、7050等高強度鋁合金，會快速消耗刀具塗層與切削刃。
4. 排屑效率低、容易卡屑
鋁屑黏性高，若刀具幾何設計不適合，會堆積在刀具或孔內，造成刮傷或誤差。
5. 薄壁與長件容易變形
航空件常為大尺寸或薄型零件，加工時易因夾持不當或熱膨脹產生變形，降低尺寸精度。
🛠 鋁用立銑刀怎麼選？掌握5個關鍵要點不踩雷
鋁合金雖屬「易加工材料」，但若選錯刀具，容易出現毛邊、黏刀、鏡面不良等問題。選擇合適的鋁用立銑刀，才能發揮鋁材加工的真正優勢：高轉速、高效率、高表面品質。
✅ 1. 選擇適合的刃數：2刃或3刃最穩定
| 刃數 | 適用情境 | 優點 |
| 2刃 | 銑溝槽、粗加工 | 排屑空間大，不易黏屑，速度快 |
| 3刃 | 側銑、外型加工、鏡面需求高 | 切削平穩，表面品質佳，適合精加工 |
⚠ 避免使用4刃或以上的通用銑刀，會因排屑空間不足導致卡屑或表面刮傷。
✅ 2. 刀具幾何要對：大螺旋角＋鋒利刃口
- 螺旋角 45°~55°：能快速帶走鋁屑，減少焊屑現象
- 刃口要銳利：鈍刃會摩擦升溫，導致焊屑或崩刃
- 端刃有拋光倒角設計：鏡面品質更穩定
📌 若為薄壁或高精度工件，建議選用專門設計的「鏡面加工用刀」。
✅ 3. 刀具材質選用：硬質合金（鎢鋼）優於 HSS
✅ 4. 表面處理／塗層：選擇鋁專用塗層或拋光無塗層
| 處理方式 | 特點與適用 |
| 無塗層拋光 | 表面光滑、黏屑少，適合 6061 等通用鋁材 |
| ZrN（鋯氮化物） | 抗黏性佳、光滑、適合高速鏡面加工 |
| TB（硼化鈦） | 極耐高溫黏附，特別適合7075等高強度鋁 |
✅ 5. 注意加工設備條件與用途匹配
- 若機台主軸可達 18,000 RPM 以上，建議使用專為高速設計的輕量化銑刀
- 若加工為深腔或內角件，需注意刀具伸長比與刀柄穩定性
- 若常處理多品種少量鋁材加工，選擇一支泛用型鏡面刀具可降低換刀成本
震虎精密－鋁合金加工推薦刀具總覽
震虎精密提供多款專為鋁合金設計的立銑刀與鑽頭，針對高速加工、排屑效率與表面光潔度都有優化。以下是推薦使用的刀具類型與適用情境：
✅ 1. AP 單刃立銑刀（方頭設計）
專為高速粗加工與大量切削設計，單刃幾何與大排屑槽提升切屑移除效率，刀體結構加強，適用於多種有色金屬與中低硬度鋼材。
適用特點：
- 高速進給、大量切削
- 適用鋁、銅、塑膠、木材等材料
- 刀具剛性強，壽命穩定
✅ 2. AL 硬質合金鑽頭
專為鋁材與有色金屬鑽孔設計，具備雙刃結構與高剛性刀體，提升鑽孔光潔度與直線精度，排屑能力出色。
適用特點：
- 雙刃切削，提升表面品質與精度
- 適合鋁、銅、ADC 鑄鋁等材料
- 高剛性設計，有效抑制偏移與卡屑
✅ 3. ALC 內冷硬質合金鑽頭
進階版的鋁用鑽頭，延續 AL 的雙刃設計，加上冷卻液孔設計，適合高速鑽孔時散熱需求較高的工況，提升孔精度與工具壽命。
適用特點：
- 適用高強度鋁材（如 7075、ADC、AC）
- 內冷設計降低高轉速加工熱影響
- 精度與壽命再升級
✅ 4. AUE 高進給 U 型立銑刀
適合鋁材的粗加工與精加工通用刀具，U 型齒形提升排屑效率，雙後角與強化齒部設計讓加工更穩定、更高速。
適用特點：
- 高材料去除率（MRR），特別適合開槽加工
- 適用鋁、銅、合金等軟金屬
- 鋒利齒部＋優化排屑，粗精加工皆適用
🧩 不同鋁合金對應的鋁用銑刀建議配對
| 加工需求 | 推薦刀具 |
| 鋁材高速粗加工 | AP、AUE |
| 鑽孔＋光滑孔面處理 | AL、ALC |
| 鋁材厚件或高硬鋁合金 | ALC、AUE（內冷、剛性高） |
| 精密零件、薄件 | AP、AL（排屑穩、振動低） |
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- ✅ 高速粗加工 ➜ 單刃 AP 銑刀
- ✅ 鑽孔光滑＋高精度 ➜ AL / ALC 雙刃鑽頭
- ✅ 高產能開槽與全方位加工 ➜ AUE 高進給 U 型刀具
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更多航空鋁材加工參考資料
- Guide to Selecting an End Mill for Aluminum Machining
- ALUMINUM CNC MACHINING: BENIFITS, PROCESSING, AND APPLICATIONS
- 了解飛機級鋁：航空航太業的重要見解
- 7075 與 7050 鋁合金：如何最大限度地減少 CNC 加工中的變形