Acest ghid cuprinzător compară cele 25 de materiale cele mai comune utilizate în prelucrarea CNC și vă ajută să alegeți cel potrivit pentru aplicația dvs.
Prelucrarea CNC poate produce piese din aproape orice metal sau plastic.În acest caz, există o gamă largă de materiale disponibile pentru piesele produse prin frezare și strunjire CNC.Selectarea celui potrivit pentru aplicația dvs. poate fi o provocare, iar înțelegerea avantajelor și a celor mai bune utilizări ale fiecărui material disponibil poate fi crucială.
În acest articol, comparăm cele mai comune materiale CNC, în ceea ce privește proprietățile mecanice și termice, costul și aplicațiile tipice (și optime).
Cum alegi materialele CNC potrivite?
Când proiectați o piesă pentru prelucrare CNC, alegerea materialelor potrivite este esențială.Iată pașii de bază pe care îi recomandăm să îi urmăm pentru a selecta materialele potrivite pentru piesele tale personalizate.
Definiți cerințele de material: acestea pot include cerințe mecanice, termice sau alte cerințe de material, precum și costul și finisarea suprafeței.Luați în considerare modul în care vă veți folosi piesele și în ce fel de mediu se vor afla.
Identificați materialele candidate: stabiliți câteva materiale candidate care îndeplinesc toate (sau majoritatea) cerințelor dvs. de proiectare.
Selectați cel mai potrivit material: aici este necesar de obicei un compromis între două sau mai multe dintre cerințele de proiectare (de exemplu, performanța mecanică și costul).
În acest articol, ne vom concentra pe pasul doi.Folosind informațiile prezentate mai jos, puteți identifica materialele care sunt cele mai potrivite pentru aplicația dvs., păstrând în același timp proiectul la buget.
Care sunt ghidurile Hubs pentru alegerea materialelor pentru CNC?
În tabelele de mai jos, rezumăm caracteristicile relevante ale celor mai comune materiale CNC, adunate prin examinarea fișelor de date furnizate de producătorii de materiale.Împărțim metalele și materialele plastice în două categorii distincte.
Metalele sunt utilizate în principal în aplicații care necesită rezistență ridicată, duritate și rezistență termică.Materialele plastice sunt materiale ușoare, cu o gamă largă de proprietăți fizice, adesea folosite pentru rezistența chimică și capacitățile lor de izolare electrică.
În comparația noastră a materialelor CNC, ne concentrăm pe rezistența mecanică (exprimată ca limită de curgere la tracțiune), prelucrabilitate (ușurința de prelucrare afectează prețul CNC), cost, duritate (în principal pentru metale) și rezistență la temperatură (în principal pentru materiale plastice).
Iată un infografic pe care îl puteți folosi ca referință rapidă pentru a identifica rapid materialele CNC care se potrivesc nevoilor specifice de inginerie:
Ce este aluminiul?Aliajul robust, economic
O componentă din aluminiu 6061
Aliajele de aluminiu au un raport excelent rezistență-greutate, conductivitate termică și electrică ridicată și protecție naturală împotriva coroziunii.Ele sunt ușor de prelucrat și sunt rentabile în vrac, făcându-le adesea cea mai economică opțiune pentru producerea de prototipuri și alte tipuri de piese.
În timp ce aliajele de aluminiu au de obicei rezistență și duritate mai scăzute decât oțelurile, dar pot fi anodizate, creând un strat dur, protector pe suprafața lor.
Să defalcăm diferitele tipuri de aliaje de aluminiu.
❖ Aluminiul 6061 este cel mai comun aliaj de aluminiu de uz general, cu un raport bun rezistență-greutate și prelucrabilitate excelentă.
❖ Aluminiul 6082 are o compoziție și proprietăți de material similare cu 6061. Este mai frecvent utilizat în Europa (deoarece respectă standardele britanice).
❖ Aluminiul 7075 este aliajul cel mai frecvent utilizat în aplicațiile aerospațiale în care reducerea greutății este critică.Are proprietăți excelente de oboseală și poate fi tratat termic la rezistență și duritate ridicate, făcându-l comparabil cu oțelurile.
❖ Aluminiul 5083 are o rezistență mai mare decât majoritatea celorlalte aliaje de aluminiu și o rezistență excepțională la apa de mare.Acest lucru îl face optim pentru construcții și aplicații marine.Este, de asemenea, o alegere excelentă pentru sudare.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică a aliajelor de aluminiu: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Poate fi anodizat
❖ Nemagnetic
Ce este oțelul inoxidabil?Aliajul puternic, durabil
O parte din oțel inoxidabil 304
Aliajele de oțel inoxidabil au rezistență ridicată, ductilitate ridicată, rezistență excelentă la uzură și coroziune și pot fi ușor sudate, prelucrate și lustruite.În funcție de compoziția lor, acestea pot fi fie (în esență) nemagnetice, fie magnetice.
Să defalcăm tipurile de oțel inoxidabil pe care le oferim pe platformă.
❖ Oțelul inoxidabil 304 este cel mai comun aliaj de oțel inoxidabil.Are proprietăți mecanice excelente și prelucrabilitate bună.Este rezistent la majoritatea condițiilor de mediu și la mediile corozive.
❖ Oțelul inoxidabil 316 este un alt aliaj obișnuit de oțel inoxidabil cu proprietăți mecanice similare cu 304. Are o rezistență mai mare la coroziune și chimic, în special la soluțiile saline (de exemplu, apa de mare), așa că este adesea mai bine pentru a face față unor medii mai dure.
❖ Oțelul inoxidabil 2205 Duplex are cea mai mare rezistență (de două ori față de aliajele obișnuite din oțel inoxidabil) și o rezistență excelentă la coroziune.Este folosit în medii extreme, cu multe aplicații în petrol și gaze.
❖ Oțelul inoxidabil 303 are o tenacitate excelentă, dar o rezistență la coroziune mai mică în comparație cu 304. Datorită prelucrării sale excelente, este adesea folosit în aplicații de volum mare, cum ar fi producerea de piulițe și șuruburi pentru industria aerospațială.
❖ Oțelul inoxidabil 17-4 (grad SAE 630) are proprietăți mecanice comparabile cu 304. Poate fi întărit prin precipitare la un grad foarte mare (comparabil cu oțelurile pentru scule) și are o rezistență chimică excelentă, făcându-l potrivit pentru aplicații de foarte înaltă performanță, precum fabricarea palelor pentru turbine eoliene.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Aliaje nemagnetice din oțel inoxidabil: 304, 316, 303
❖ Aliaje magnetice din oțel inoxidabil: 2205 Duplex, 17-4
Ce este oțelul moale?Aliajul de uz general
O parte din oțel moale 1018
Oteluri blandesunt cunoscute și ca oțeluri cu conținut scăzut de carbon și au proprietăți mecanice bune, prelucrabilitate mare și sudabilitate bună.Deoarece au un cost relativ scăzut, producătorii le folosesc pentru multe aplicații de uz general, cum ar fi jig-urile și dispozitivele de fixare.Oțelurile blânde sunt susceptibile la coroziune și deteriorări chimice.
Să defalcăm tipurile de oțeluri moale disponibile pe platformă.
❖ Oțelul moale 1018 este un aliaj de uz general cu o bună prelucrabilitate și sudabilitate și o tenacitate, rezistență și duritate excelente.Este cel mai des folosit aliaj de oțel moale.
❖ Oțelul moale 1045 este un oțel cu carbon mediu cu sudabilitate bună, prelucrabilitate bună și rezistență ridicată și rezistență la impact.
❖ Oțelul moale A36 este un oțel structural obișnuit cu o bună sudabilitate.Este potrivit pentru o varietate de aplicații industriale și de construcții.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitate tipică: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetic
Ce este oțelul aliat?Aliajul mai dur, rezistent la uzură
O parte din oțel aliat
Oțelurile aliate conțin și alte elemente de aliere în plus față de carbon, rezultând o duritate, duritate, rezistență la oboseală și uzură îmbunătățite.Similar cu oțelurile blânde, oțelurile aliate sunt susceptibile la coroziune și atacurile chimice
❖ Oțelul aliat 4140 are proprietăți mecanice generale bune, cu rezistență și tenacitate bune.Acest aliaj este potrivit pentru multe aplicații industriale, dar nu este recomandat pentru sudare.
❖ Oțelul aliat 4340 poate fi tratat termic la niveluri ridicate de rezistență și duritate, menținând în același timp o bună tenacitate, rezistență la uzură și rezistență la oboseală.Acest aliaj este sudabil.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitate tipică: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetic
Ce este oțelul pentru scule?Aliajul excepțional de dur și rezistent
O parte prelucrată din oțel pentru scule
Oteluri pentru sculesunt aliaje metalice cu duritate, rigiditate, abraziune și rezistență termică excepțional de mare, atâta timp cât suferătratament termic.Acestea sunt folosite pentru a crea instrumente de fabricație (de unde și numele) precum matrițe, ștampile și matrițe.
Să defalcăm oțelurile pentru scule pe care le oferim la Hubs.
❖ Oțelul de scule D2 este un aliaj rezistent la uzură care își păstrează duritatea la o temperatură de 425°C.Este folosit în mod obișnuit pentru fabricarea de scule de tăiere și matrițe.
❖ Oțelul de scule A2 este un oțel de scule de uz general călit cu aer, cu o rezistență bună și o stabilitate dimensională excelentă la temperaturi ridicate.Este folosit în mod obișnuit pentru fabricarea matrițelor de turnare prin injecție.
❖ Oțelul pentru scule O1 este un aliaj întărit cu ulei cu o duritate mare de 65 HRC.Este folosit în mod obișnuit pentru cuțite și unelte de tăiere.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitate tipică: 7,8 g/cm3
❖ Duritate tipică: 45-65 HRC
Ce este alama?Aliajul conductiv și cosmetic
O parte din alamă C36000
Alamăeste un aliaj metalic cu prelucrabilitate bună și conductivitate electrică excelentă, făcându-l ideal pentru aplicații care necesită frecare scăzută.Veți găsi adesea piese cosmetice din alamă folosite în scopuri arhitecturale (detalii cu aur).
Iată alama pe care o oferim la Hubs.
❖ Alama C36000 este un material cu rezistență ridicată la tracțiune și rezistență naturală la coroziune.Este unul dintre cele mai ușor de prelucrat materiale, așa că este adesea folosit pentru aplicații de volum mare.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Nemagnetic
Ce este ABS?Termoplastul de prototipare
O parte din ABS
ABSeste unul dintre cele mai comune materiale termoplastice care oferă proprietăți mecanice bune, rezistență excelentă la impact, rezistență ridicată la căldură și prelucrabilitate bună.
ABS are o densitate scăzută, ceea ce îl face ideal pentru aplicații ușoare.Piesele ABS prelucrate CNC sunt adesea folosite ca prototipuri înainte de producția în masă cu turnare prin injecție.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 1,00-1,05 g/cm3
Ce este nailonul?Termoplastul de inginerie
O parte din nailon
Nailon(alias poliamidă (PA)) este un termoplastic care este adesea folosit pentru aplicații de inginerie, datorită proprietăților sale mecanice excelente, rezistenței bune la impact și rezistenței ridicate la substanțe chimice și la abraziune.Este susceptibil la absorbția apei și a umezelii.
Nylon 6 și nylon 66 sunt calitățile care sunt cel mai frecvent utilizate în prelucrarea CNC.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 1,14 g/cm3
Ce este policarbonatul?Termoplastic cu rezistență la impact
O piesă fabricată din policarbonat
Policarbonatul este un termoplastic cu duritate ridicată, prelucrabilitate bună și rezistență excelentă la impact (mai bună decât ABS).De obicei, este transparent, dar poate fi vopsit într-o varietate de culori.Acești factori îl fac ideal pentru o gamă largă de aplicații, inclusiv dispozitive fluidice sau geamuri auto.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 1,20-1,22 g/cm3
Ce este POM (Delrin)?Cel mai prelucrabil plastic CNC
O parte din POM (Delrin)
POM este cunoscut sub numele comercial Delrin și este un termoplastic de inginerie cu cea mai mare prelucrabilitate dintre materialele plastice.
POM (Delrin) este adesea cea mai bună alegere pentru prelucrarea CNC a pieselor din plastic care necesită precizie ridicată, rigiditate ridicată, frecare scăzută, stabilitate dimensională excelentă la temperaturi ridicate și absorbție de apă foarte scăzută.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 1,40-1,42 g/cm3
Ce este PTFE (Teflon)?Termoplastul la temperaturi extreme
O parte din PTFE
PTFE, cunoscut în mod obișnuit ca teflon, este un termoplastic de inginerie cu rezistență chimică și termică excelentă și cel mai scăzut coeficient de frecare dintre orice solid cunoscut.Este unul dintre puținele materiale plastice care poate rezista la temperaturi de funcționare de peste 200 de grade Celsius și este un izolator electric remarcabil.De asemenea, are proprietăți mecanice pure și este adesea folosit ca căptușeală sau inserție într-un ansamblu.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 2,2 g/cm3
Ce este HDPE?Termoplastic pentru exterior și conducte
O parte din HDPE
Polietilenă de înaltă densitate (HDPE)este un termoplastic cu un raport mare rezistență-greutate, rezistență mare la impact și rezistență bună la intemperii.HDPE este ușor și este potrivit pentru utilizare în aer liber și conducte.La fel ca ABS, este adesea folosit pentru a crea prototipuri înainte de turnarea prin injecție.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitatea tipică: 0,93-0,97 g/cm3
Ce este PEEK?Plasticul pentru a înlocui metalul
O piesă fabricată din PEEK
ARUNCA O PRIVIREeste un termoplastic de inginerie de înaltă performanță, cu proprietăți mecanice excelente, stabilitate termică într-o gamă foarte largă de temperaturi și rezistență excelentă la majoritatea substanțelor chimice.
PEEK este adesea folosit pentru a înlocui piesele metalice datorită raportului său ridicat rezistență-greutate.Sunt de asemenea disponibile clase medicale, ceea ce face PEEK potrivit și pentru aplicații biomedicale.
Caracteristicile materialului:
❖ Densitate tipică: 1,32 g/cm3
Întrebări frecvente
❖ Care sunt avantajele prelucrării CNC cu metale?
Metalele sunt ideale pentru aplicații de fabricație care necesită rezistență ridicată, duritate și/sau rezistențe fiabile la temperaturi extreme.
Sursa articolului:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Ora postării: mai-10-2023