Jak wybrać odpowiednie materiały CNC

Niezależnie od branży, do której należysz, wybór odpowiednich materiałów jest jednym z najważniejszych elementów określających ogólną funkcję i koszt części.Oto kilka szybkich wskazówek dotyczących wyboru odpowiedniego materiału.
Obróbka CNC umożliwia produkcję precyzyjnych części do niemal każdego zastosowania.Pozwala na bardzo małe tolerancje wymiarów części i złożonych projektów.Jednak, jak w każdym procesie produkcyjnym, wybór materiału jest kluczowym elementem, który określa ogólną funkcję i koszt części: projektant określił ważne cechy materiału projektu - twardość, sztywność, odporność chemiczną, obróbkę cieplną i stabilność termiczną.

Szybkie przetwarzanie może przetwarzać różne materiały metalowe i plastikowe oraz inne materiały niestandardowe, które mogą być dostarczone na żądanie.
Metal
Ogólnie rzecz biorąc, bardziej miękkie metale (takie jak aluminium i mosiądz) oraz tworzywa sztuczne są łatwe w obróbce, a usuwanie materiałów z półfabrykatów zajmuje mniej czasu, co skraca czas i koszty przetwarzania.Twarde materiały, takie jak stal nierdzewna i stal węglowa, muszą być przetwarzane przy niższych obrotach wrzeciona i prędkości posuwu maszyny, co wydłuży czas obróbki w porównaniu z miękkimi materiałami.Ogólnie rzecz biorąc, prędkość przetwarzania aluminium jest 4 razy większa niż w przypadku stali węglowej, a prędkość przetwarzania stali nierdzewnej jest o połowę mniejsza niż w przypadku stali węglowej.

Rodzaj metalu jest kluczowym czynnikiem w określaniu całkowitego kosztu części.Na przykład koszt pręta aluminiowego 6061 to około połowa kosztu płyty aluminiowej;Koszt pręta aluminiowego 7075 może być od 2 do 3 razy większy niż pręta aluminiowego 6061;Koszt stali nierdzewnej 304 jest około 2 do 3 razy wyższy od aluminium 6061 i około dwa razy wyższy od stali węglowej 1018.W zależności od rozmiaru i geometrii części koszt materiałów może stanowić dużą część całkowitej ceny części.Jeśli konstrukcja nie gwarantuje wydajności stali węglowej lub stali nierdzewnej, rozważ użycie aluminium 6061, aby zminimalizować koszt materiału.

Plastikowy
Jeśli konstrukcja nie wymaga sztywności metalu, tworzywa sztuczne mogą stać się tańszymi zamiennikami metalu.Polietylen jest łatwy w obróbce, a koszt to około 1/3 aluminium 6061.Koszt ABS jest zwykle 1,5 razy większy niż koszt acetalu.Koszt nylonu i poliwęglanu jest około trzykrotnie wyższy niż koszt acetalu.Chociaż tworzywo sztuczne może być opłacalną alternatywą dla materiałów, należy pamiętać, że w zależności od geometrii tworzywo sztuczne może mieć trudności z osiągnięciem wąskich tolerancji, a części mogą wypaczać się po obróbce z powodu naprężeń powstałych podczas usuwania materiałów.

Wybierając metal lub plastik odpowiedni dla Twoich części, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:
Do czego będą używane twoje części?
Końcowe zastosowanie części, która ma być obrabiana za pomocą CNC, będzie miało największy wpływ na wybór materiału.Na przykład, jeśli używasz części na zewnątrz lub w wilgotnym środowisku, użyj stali nierdzewnej zamiast stali węglowej, aby części nie rdzewiały.
Specyfikacje projektowe, takie jak obciążenie naprężenia, tolerancja i rodzaj mocowania (spawanie, nit) również będą miały wpływ na wybór materiałów.Specyfikacje, takie jak komponenty wojskowe i lotnicze lub środowisko regulacyjne FDA, również będą miały wpływ na wybór materiałów.
Czy waga części jest ważna?
Ogólnie rzecz biorąc, jeśli potrzebny jest metal, standardowe stopy aluminium, takie jak 6061, są dobrym wyborem o niskiej gęstości, co może zmniejszyć wagę.Jeśli można zważyć wytrzymałość, tworzywa sztuczne, takie jak ABS, mogą pomóc w dalszym zmniejszeniu masy.
Wytrzymałość i odporność na ciepło

Istnieje wiele różnych metod pomiaru wytrzymałości materiału, w tym wytrzymałości na rozciąganie, twardości materiału i odporności na zużycie.Wybór materiałów o różnych typach i wytrzymałościach, które łączą Twoje wymagania projektowe, pozwoli Ci wybrać najlepsze materiały na Twoje części.
Również bardzo niskie lub wysokie temperatury ograniczają użycie niektórych materiałów.Środowiska o dużych wahaniach temperatury są szczególnie ważne, ponieważ niektóre materiały mogą się znacznie rozszerzać lub kurczyć nawet przy niewielkich zmianach temperatury.