Ez az átfogó útmutató összehasonlítja a CNC megmunkálás során leggyakrabban használt 25 anyagot, és segít kiválasztani a megfelelőt az alkalmazásához.
A CNC megmunkálással szinte bármilyen fémből vagy műanyagból lehet alkatrészeket előállítani.Ebben az esetben a CNC marással és esztergálással előállított alkatrészekhez anyagok hatalmas választéka áll rendelkezésre.Az alkalmazáshoz megfelelő kiválasztása nagy kihívást jelenthet, és az egyes rendelkezésre álló anyagok előnyeinek és legjobb felhasználási módjainak megértése kulcsfontosságú lehet.
Ebben a cikkben a legelterjedtebb CNC anyagokat hasonlítjuk össze mechanikai és termikus tulajdonságok, költségek és tipikus (és optimális) alkalmazások tekintetében.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő CNC anyagokat?
Amikor CNC megmunkálandó alkatrészt tervez, elengedhetetlen a megfelelő anyagok kiválasztása.Itt vannak azok az alapvető lépések, amelyeket javasolunk az egyedi alkatrészek megfelelő anyagának kiválasztásához.
Határozza meg az anyagkövetelményeket: Ezek magukban foglalhatják a mechanikai, termikus vagy egyéb anyagkövetelményeket, valamint a költségeket és a felületkezelést.Fontolja meg, hogyan fogja használni az alkatrészeket, és milyen környezetben lesznek.
Azonosítsa a jelölt anyagokat: Jelöljön ki néhány olyan jelölt anyagot, amely megfelel az összes (vagy a legtöbb) tervezési követelménynek.
Válassza ki a legmegfelelőbb anyagot: Itt általában két vagy több tervezési követelmény (például mechanikai teljesítmény és költség) között kompromisszumra van szükség.
Ebben a cikkben a második lépésre összpontosítunk.Az alábbiakban bemutatott információk segítségével meghatározhatja, hogy mely anyagok a legmegfelelőbbek az Ön pályázatához, miközben projektje költségvetését tarthatja.
Melyek a Hubs irányelvei a CNC anyagok kiválasztásához?
Az alábbi táblázatokban a legelterjedtebb CNC anyagok lényeges jellemzőit foglaljuk össze, melyeket az anyaggyártók által megadott adatlapok vizsgálatával gyűjtöttünk össze.A fémeket és a műanyagokat két külön kategóriába soroljuk.
A fémeket főként olyan alkalmazásokban használják, amelyek nagy szilárdságot, keménységet és hőállóságot igényelnek.A műanyagok könnyű anyagok, amelyek számos fizikai tulajdonsággal rendelkeznek, és gyakran használják vegyszerállóságuk és elektromos szigetelőképességük miatt.
A CNC anyagok összehasonlítása során a mechanikai szilárdságra (szakítószilárdságban kifejezve), a megmunkálhatóságra (a megmunkálás könnyűsége befolyásolja a CNC árat), a költségre, a keménységre (főleg fémeknél) és a hőmérséklet-állóságra (főleg a műanyagoknál) helyezzük a hangsúlyt.
Íme egy infografika, amelyet gyors referenciaként használhat a konkrét mérnöki igényeknek megfelelő CNC anyagok gyors azonosításához:
Mi az alumínium?Robusztus, gazdaságos ötvözet
6061 alumíniumból készült alkatrész
Az alumíniumötvözetek kiváló szilárdság-tömeg aránnyal, magas hő- és elektromos vezetőképességgel, valamint természetes korrózióvédelemmel rendelkeznek.Könnyen megmunkálhatók és ömlesztve költséghatékonyak, így gyakran a leggazdaságosabb megoldás prototípusok és más típusú alkatrészek gyártásához.
Míg az alumíniumötvözetek jellemzően kisebb szilárdságúak és keményebbek, mint az acélok, de eloxálhatók, így kemény, védőréteg keletkezik a felületükön.
Bontsuk le a különböző típusú alumíniumötvözeteket.
❖ Az alumínium 6061 a legelterjedtebb, általánosan használt alumíniumötvözet, jó szilárdság-tömeg aránnyal és kiváló megmunkálhatósággal.
❖ A 6082 alumínium összetétele és anyagtulajdonságai hasonlóak a 6061-hez. Európában gyakrabban használják (mivel megfelel a brit szabványoknak).
❖ Az alumínium 7075 ötvözet a leggyakrabban használt repülőgép-ipari alkalmazásokban, ahol a súlycsökkentés kritikus.Kiváló kifáradási tulajdonságokkal rendelkezik, nagy szilárdságú és keménységű hőkezelhető, így az acélokhoz hasonlítható.
❖ Az alumínium 5083 nagyobb szilárdságú, mint a legtöbb más alumíniumötvözet, és kivételesen ellenáll a tengervíznek.Ez optimálissá teszi építőipari és tengeri alkalmazásokhoz.Hegesztéshez is kiváló választás.
Anyag jellemzői:
❖ Alumíniumötvözetek jellemző sűrűsége: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Eloxálható
❖ Nem mágneses
Mi az a rozsdamentes acél?Erős, tartós ötvözet
304-es rozsdamentes acélból készült alkatrész
A rozsdamentes acélötvözetek nagy szilárdsággal, nagy alakíthatósággal, kiváló kopás- és korrózióállósággal rendelkeznek, és könnyen hegeszthetők, megmunkálhatók és polírozhatók.Összetételüktől függően lehetnek (lényegében) nem mágnesesek vagy mágnesesek.
Bontsuk fel a platformon kínált rozsdamentes acél típusokat.
❖ A 304-es rozsdamentes acél a leggyakoribb rozsdamentes acélötvözet.Kiváló mechanikai tulajdonságokkal és jó megmunkálhatósággal rendelkezik.Ellenáll a legtöbb környezeti körülménynek és korrozív közegnek.
❖ A 316-os rozsdamentes acél egy másik elterjedt rozsdamentes acélötvözet, amely a 304-hez hasonló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Magasabb a korrózióval és vegyszerekkel szembeni ellenálló képessége, különösen a sóoldatokkal (például tengervízzel) szemben, ezért gyakran jobban megbirkózik a zordabb környezetekkel.
❖ A 2205 Duplex rozsdamentes acél a legnagyobb szilárdsággal (kétszer akkora, mint a szokásos rozsdamentes acélötvözeteké) és kiváló korrózióállósággal rendelkezik.Szélsőséges környezetekben használják, számos alkalmazással az olaj- és gáziparban.
❖ A 303-as rozsdamentes acél kiváló szívóssággal rendelkezik, de kisebb a korrózióállósága a 304-hez képest. Kiváló megmunkálhatósága miatt gyakran használják nagy volumenű alkalmazásokban, például űrhajózási anyák és csavarok gyártásához.
❖ A 17-4 rozsdamentes acél (SAE 630-as fokozat) a 304-hez hasonló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Nagyon magas fokon edzett csapadékkal (a szerszámacélokhoz hasonlítható), és kiváló vegyszerállósággal rendelkezik, így alkalmas nagyon nagy teljesítményű alkalmazásokra, mint például a szélturbinák gyártólapátjai.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Nem mágneses rozsdamentes acélötvözetek: 304, 316, 303
❖ Mágneses rozsdamentes acélötvözetek: 2205 Duplex, 17-4
Mi az a lágyacél?Általános célú ötvözet
1018-as lágyacélból készült alkatrész
Enyhe acélokalacsony szén-dioxid-kibocsátású acélokként is ismertek, és jó mechanikai tulajdonságokkal, kiváló megmunkálhatósággal és jó hegeszthetőségükkel rendelkeznek.Viszonylag alacsony költségük miatt a gyártók számos általános célú alkalmazáshoz használják őket, mint például fúrók és szerelvények.Az enyhe acélok érzékenyek a korrózióra és a vegyi sérülésekre.
Bontsuk le a platformon elérhető lágyacél típusokat.
❖ Az 1018-as lágyacél egy általános felhasználású ötvözet, amely jó megmunkálhatósággal és hegeszthetőséggel, valamint kiváló szívóssággal, szilárdsággal és keménységgel rendelkezik.Ez a leggyakrabban használt lágy acélötvözet.
❖ Az 1045-ös lágyacél közepes szénacél, jó hegeszthetőséggel, jó megmunkálhatósággal, nagy szilárdsággal és ütésállósággal.
❖ Az A36 lágyacél jó hegeszthetőségű általános szerkezeti acél.Különféle ipari és építőipari alkalmazásokhoz alkalmas.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Mágneses
Mi az ötvözött acél?A keményebb, kopásálló ötvözet
Ötvözött acélból készült alkatrész
Az ötvözött acélok a szénen kívül más ötvözőelemeket is tartalmaznak, ami javítja a keménységet, szívósságot, fáradtságot és kopásállóságot.Az enyhe acélokhoz hasonlóan az ötvözött acélok is érzékenyek a korrózióra és a vegyi anyagok támadásaira
❖ A 4140 ötvözött acél jó általános mechanikai tulajdonságokkal, jó szilárdsággal és szívóssággal rendelkezik.Ez az ötvözet számos ipari alkalmazásra alkalmas, de hegesztésre nem ajánlott.
❖ A 4340 ötvözött acél hőkezelhető nagy szilárdság és keménység eléréséig, miközben megőrzi jó szívósságát, kopásállóságát és kifáradási szilárdságát.Ez az ötvözet hegeszthető.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Mágneses
Mi az a szerszámacél?A kivételesen szívós és ellenálló ötvözet
Szerszámacélból megmunkált alkatrész
Szerszámacélokolyan fémötvözetek, amelyek keménysége, merevsége, kopása és hőállósága rendkívül nagy, mindaddighőkezelés.Gyártási eszközök (innen a név) létrehozására használják őket, például matricák, bélyegzők és formák.
Bontsuk le a Hubs-nál kínált szerszámacélokat.
❖ A D2 szerszámacél egy kopásálló ötvözet, amely 425°C-ig megőrzi keménységét.Általában vágószerszámok és matricák gyártására használják.
❖ Az A2 szerszámacél egy légedzett, általános célú szerszámacél, amely jó szívóssággal és kiváló méretstabilitással rendelkezik magas hőmérsékleten.Általában fröccsöntő szerszámok gyártására használják.
❖ Az O1 szerszámacél egy olajban edzett ötvözet, amelynek keménysége 65 HRC.Általában késekhez és vágószerszámokhoz használják.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 7,8 g/cm3
❖ Tipikus keménység: 45-65 HRC
Mi az a sárgaréz?Vezető és kozmetikai ötvözet
Egy sárgaréz C36000 alkatrész
Sárgarézjó megmunkálhatósággal és kiváló elektromos vezetőképességgel rendelkező fémötvözet, így ideális olyan alkalmazásokhoz, amelyek alacsony súrlódást igényelnek.Gyakran találhat kozmetikai sárgaréz alkatrészeket, amelyeket építészeti célokra használnak (arany részlet).
Íme a sárgaréz, amelyet a Hubsnál kínálunk.
❖ A Brass C36000 nagy szakítószilárdságú és természetes korrózióállóságú anyag.Ez az egyik legkönnyebben megmunkálható anyag, ezért gyakran használják nagy volumenű alkalmazásokhoz.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Nem mágneses
Mi az ABS?A hőre lágyuló műanyag prototípus
ABS-ből készült alkatrész
ABSaz egyik legelterjedtebb hőre lágyuló műanyag, amely jó mechanikai tulajdonságokkal, kiváló ütésállósággal, nagy hőállósággal és jó megmunkálhatósággal rendelkezik.
Az ABS alacsony sűrűségű, így ideális könnyű alkalmazásokhoz.A CNC megmunkálású ABS alkatrészeket gyakran prototípusként használják a fröccsöntéssel történő tömeggyártás előtt.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 1,00-1,05 g/cm3
Mi az a nylon?Műszaki hőre lágyuló műanyag
Nylonból készült alkatrész
Nejlon(más néven poliamid (PA)) egy hőre lágyuló műanyag, amelyet gyakran használnak mérnöki alkalmazásokban, kiváló mechanikai tulajdonságai, jó ütésállósága, valamint magas vegyi és kopásállósága miatt.Hajlamos a víz- és nedvességfelvételre.
A nylon 6 és a nylon 66 a leggyakrabban használt minőség a CNC megmunkálásban.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 1,14 g/cm3
Mi az a polikarbonát?Ütőszilárdságú hőre lágyuló műanyag
Polikarbonátból készült alkatrész
A polikarbonát hőre lágyuló műanyag, nagy szívóssággal, jó megmunkálhatósággal és kiváló ütésállósággal (jobb, mint az ABS).Általában átlátszó, de többféle színre festhető.Ezek a tényezők ideálissá teszik számos alkalmazáshoz, beleértve a folyékony berendezéseket vagy az autóüvegezést.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 1,20-1,22 g/cm3
Mi az a POM (Delrin)?A legjobban megmunkálható CNC műanyag
POM-ból készült alkatrész (Delrin)
A POM-ot általában Delrin kereskedelmi néven ismerik, és ez egy mérnöki hőre lágyuló műanyag, amely a műanyagok közül a legmagasabb megmunkálhatósággal rendelkezik.
A POM (Delrin) gyakran a legjobb választás olyan műanyag alkatrészek CNC megmunkálásakor, amelyek nagy pontosságot, nagy merevséget, alacsony súrlódást, kiváló méretstabilitást magas hőmérsékleten és nagyon alacsony vízfelvételt igényelnek.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 1,40-1,42 g/cm3
Mi az a PTFE (teflon)?Extrém hőmérsékletű hőre lágyuló műanyag
PTFE-ből készült alkatrész
PTFEA teflon egy mérnöki hőre lágyuló műanyag, amely kiváló vegyi és hőállósággal rendelkezik, és az ismert szilárd anyagok közül a legalacsonyabb súrlódási együtthatóval rendelkezik.Egyike azon kevés műanyagoknak, amelyek 200 Celsius-fok feletti üzemi hőmérsékletet is kibírnak, és kiváló elektromos szigetelő.Tiszta mechanikai tulajdonságokkal is rendelkezik, és gyakran használják bélésként vagy betétként egy szerelvényben.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 2,2 g/cm3
Mi az a HDPE?A kültéri és csővezeték hőre lágyuló műanyag
HDPE-ből készült alkatrész
Nagy sűrűségű polietilén (HDPE)egy hőre lágyuló műanyag, nagy szilárdság/tömeg aránnyal, nagy ütésállósággal és jó időjárásállósággal.A HDPE könnyű és alkalmas kültéri használatra és csővezetékekre.Az ABS-hez hasonlóan gyakran használják prototípusok készítésére a fröccsöntés előtt.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 0,93-0,97 g/cm3
Mi az a PEEK?A fémet helyettesítő műanyag
PEEK-ből gyártott alkatrész
KANDIKÁLegy nagy teljesítményű mérnöki hőre lágyuló műanyag, amely kiváló mechanikai tulajdonságokkal, nagyon széles hőmérséklet-tartományban hőstabilitással és a legtöbb vegyszerrel szemben kiválóan ellenáll.
A PEEK-et gyakran használják fém alkatrészek cseréjére a magas szilárdság/tömeg arány miatt.Orvosi minőségek is rendelkezésre állnak, így a PEEK alkalmas az orvosbiológiai alkalmazásokra is.
Anyag jellemzői:
❖ Jellemző sűrűség: 1,32 g/cm3
Gyakran Ismételt Kérdések
❖ Milyen előnyei vannak a fémekkel végzett CNC megmunkálásnak?
A fémek ideálisak olyan gyártási alkalmazásokhoz, amelyek nagy szilárdságot, keménységet és/vagy extrém hőmérsékletekkel szembeni megbízható ellenállást igényelnek.
A cikk forrása:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Feladás időpontja: 2023. május 10