CNC -bearbetning är oundvikligen livsnerven i tillverkningsindustrin med applikationer som flyg-, medicinsk utrustning och elektronik. Under de senaste åren har det varit otroliga framsteg inom området CNC -bearbetningsmaterial. Deras breda portfölj erbjuder nu stora kombinationer av materialegenskaper, kostnader och estetik.
I den här artikeln kommer vi att fördjupa oss i den olika världen av CNC -material. Vi kommer att ge dig en omfattande guide för att välja rätt material för CNC -bearbetning, inklusive en detaljerad lista över vanligt använda material. Dessutom kommer vi att beröra några mindre kända material som du kanske inte har övervägt tidigare.
Bearbetningsmiljö
Det är viktigt att beakta bearbetningsmiljön när du väljer CNC -material. Eftersom olika material reagerar annorlunda på olika bearbetningsförhållanden, såsom skärhastighet, verktygsmaterial och kylvätska. Bearbetningsmiljön inkluderar faktorer som temperatur, luftfuktighet och närvaron av föroreningar.
Till exempel kan vissa material ha en tendens att spruta eller spricka om bearbetningstemperaturen blir för hög, medan andra kan uppleva överdrivet verktygsslitage om skärhastigheten är för hög. På liknande sätt kan användningen av vissa kylmedel eller smörjmedel vara nödvändig för att minska värme och friktion under bearbetning. Men dessa kanske inte är kompatibla med vissa material och kan leda till korrosion eller andra former av skador.
Därför kan man ta hänsyn till bearbetningsmiljön hjälpa till att förbättra produktiviteten, minska kostnaderna och säkerställa kvaliteten på den färdiga produkten.
Delvikt
Det är viktigt att överväga delvikt för att säkerställa kostnadseffektivitet, prestanda och tillverkbarhet. Tyngre delar kräver mer material, vilket kan öka produktionskostnaderna. Dessutom kan tyngre delar kräva större och kraftfullare CNC -maskiner för att tillverka, vilket ökar kostnaderna och produktionstiden. Därför kan du välja ett material med en lägre densitet, såsom aluminium eller magnesium, bidra till att minska vikten på delen och lägre produktionskostnader.
Dessutom kan delvikt också påverka den slutliga produktens prestanda. I flyg- och rymdapplikationer kan till exempel att minska vikten på en komponent öka bränsleeffektiviteten och förbättra den totala prestandan. I bilapplikationer kan minskning av vikten också förbättra bränsleeffektiviteten, samt öka accelerationen och hanteringen.
Värmemotstånd
Värmemotstånd påverkar direkt materialets förmåga att motstå höga temperaturer utan att uppleva betydande deformation eller skador. Under CNC -bearbetningsprocess genomgår materialet som bearbetas olika uppvärmnings- och kylcykler, särskilt när det skärs, borras eller malas. Dessa cykler kan orsaka värmeutvidgning, vridning eller sprickbildning i material som inte är värmebeständiga.
Att välja CNC -material med god värmemotstånd kan också bidra till att förbättra bearbetningsprocessen och minska produktionskostnaderna. När ett material tål höga temperaturer möjliggör det snabbare skärhastigheter och djupare skär. Detta ger kortare bearbetningstider och minskat slitage på verktyg.
Olika material för CNC -bearbetning har olika nivåer av värmebeständighet, och valet av material beror på den avsedda användningen av den färdiga produkten. Material som aluminium och koppar är lämpliga för kylflänsar och termiska hanteringsapplikationer på grund av deras goda värmeledningsförmåga. Men rostfritt stål och titan är idealiska för flyg- och medicinska tillämpningar på grund av deras höga smältpunkter och korrosionsmotstånd.
Elektrisk konduktivitet och magnetiska krav
Elektrisk konduktivitet är ett mått på materialets förmåga att bedriva elektricitet. Vid CNC -bearbetning föredras material med hög elektrisk konduktivitet eftersom de kan sprida värme effektivt. Detta är särskilt viktigt när bearbetningsmetaller, eftersom värmen som genereras under processen kan få materialet att varpa eller deformeras. Material med hög elektrisk konduktivitet, såsom koppar och aluminium, kan effektivt sprida värme, vilket hjälper till att förhindra dessa problem.
Magnetiska egenskaper är också viktiga när man väljer CNC -material, särskilt när man arbetar med ferromagnetiska material som järn, nickel och kobolt. Dessa material har ett starkt magnetfält som kan påverka skärningsprocessen. Material som är icke-magnetiska, såsom titan och rostfritt stål, föredras för CNC-bearbetning. Eftersom de inte påverkas av magnetfältet och därför ger ett renare snitt.
Hårdhet
Maskinbarhet hänvisar till hur lätt ett material kan skäras, borras eller formas av ett CNC -maskinverktyg.
När ett CNC -material är för svårt kan det vara svårt att klippa eller forma, vilket kan resultera i överdrivet verktygsslitage, verktygsbrott eller dålig ytfinish. Omvänt kan ett material som är för mjukt deformera eller avböja under skärkraften, vilket resulterar i dålig dimensionell noggrannhet eller ytfinish.
Därför är det avgörande att välja ett material för CNC-bearbetning med lämplig hårdhet för att uppnå högkvalitativa, precisionsbearbetade komponenter. Dessutom kan materialets hårdhet också påverka hastigheten och effektiviteten i bearbetningsprocessen. Eftersom hårdare material kan kräva långsammare skärhastigheter eller kraftfullare skärverktyg.
Ytfin
Ytfinishen påverkar den slutliga bearbetade produktens prestanda och utseende. Till exempel kan en del med en grov ytbehandling uppleva mer friktion, vilket kan leda till för tidigt slitage och misslyckande. Å andra sidan kommer en del med en slät ytfinish att ha mindre friktion, vilket resulterar i förbättrad prestanda och en längre livslängd. Dessutom spelar ytfinishen också en viktig roll i estetiken. En polerad ytfinish kan förbättra utseendet på en del och göra det mer tilltalande för kunderna.
Därför, när du väljer material för CNC -bearbetning, är det viktigt att överväga ytbehandlingskraven för slutprodukten. Vissa material är enklare att bearbeta till en slät yta än andra. Till exempel är metaller som aluminium och mässing relativt enkla att maskiner till en smidig finish. Däremot kan material som kolfiber och glasfiber vara mer utmanande för maskin, och att uppnå en slät yta kan kräva specialiserade verktyg och tekniker.
Estetik
Om ditt CNC-bearbetningsprojekt är avsett att producera en produkt som kommer att användas i en avancerad detaljhandelsinställning, skulle estetik vara en betydande faktor. Materialet måste vara visuellt tilltalande, med en attraktiv struktur, färg och ytfinish. Det bör också kunna lätt poleras, målas eller färdig för att uppnå en önskad look.
Dessutom, inom branscher som fordon och flyg- och rymd, kan estetik vara en indikation på produktens kvalitet och tillverkarens uppmärksamhet på detaljer. Detta är särskilt viktigt i lyxfordon, där konsumenterna betalar en premie för högkvalitativa material och ytbehandlingar.
Ansökan
Den slutliga tillämpningen av produkten är den ultimata beslutsfattaren. De ovannämnda faktorerna utgör en liten del av alla skäl som man överväger innan ett CNC -material slutförs. Andra applikationsstyrda faktorer kan inkludera praktiska problem som materialbikhet, kemisk reaktivitet, vidhäftning, materialtillgänglighet, trötthetsliv etc.
När det gäller att välja lämpliga material för CNC -bearbetning är den avsedda tillämpningen av den färdiga produkten en avgörande faktor att tänka på. Olika material har olika egenskaper, såsom hårdhet, draghållfasthet och duktilitet. Dessa egenskaper påverkar hur ett material presterar under specifika förhållanden och bestämmer materialets lämplighet för olika tillämpningar.
Till exempel, om den färdiga produkten är avsedd för användning i en hög temperaturmiljö, skulle material som aluminium eller koppar vara ett bättre val på grund av deras höga värmeledningsförmåga och motstånd mot värmeskador.
Budget
Budget är en viktig faktor att tänka på av flera skäl. För det första kan materialets kostnad variera beroende på vilken typ och kvantitet som krävs. Även om vissa högkvalitativa metaller kan vara kostsamma, kan plast eller kompositer vara billigare. Att ställa in en budget för material hjälper till att begränsa dina alternativ och fokusera på material inom din prisklass.
För det andra kan bearbetningskostnaderna för CNC vara dyra och tidskrävande. Bearbetningskostnaden beror på den materiella typen, komplexiteten i delen och nödvändig utrustning. Att välja material som är billigare för en maskin kan hålla de totala produktionskostnaderna nere.
Slutligen kan val av material som ligger inom din budget påverka den färdiga produktens kvalitet. Billigare material kan vara mer benägna att defekter eller mindre hållbara än material av högre kvalitet. Därför kommer att ställa in en budget och välja material av högre kvalitet inom budgeten att säkerställa att den färdiga produkten är både hållbar och med höga standarder.
De bästa materialen för CNC -bearbetningsprojekt
Låt oss nu gå vidare till nästa del av vår diskussion: typer av CNC -bearbetningsmaterial. Vi kommer att diskutera i detalj de vanliga metallerna och plasten. Senare kommer vi att flytta vårt fokus till några mindre kända CNC-material.
Metall CNC -material
Metaller är det vanligaste materialet bland CNC -bearbetade delar. De erbjuder ett brett utbud av gynnsamma egenskaper som hög styrka, hårdhet, termisk motstånd och elektrisk konduktivitet.
Aluminium (6061, 7075)
Aluminium anses allmänt vara ett av de mest mångsidiga och värdefulla materialen i CNC -bearbetning. Det har ett exceptionellt styrka-till-vikt-förhållande, lätt natur, korrosionsmotstånd och slående silvigt utseende. Således är aluminium mycket önskvärt för användning i en mängd olika applikationer. Dessutom gör dess gynnsamma termiska och elektriska egenskaper den idealisk för användning i en rad elektroniska och termiska hanteringsapplikationer.
Jämfört med andra CNC -metaller, såsom titan och stål, är aluminium relativt enkelt att maskin, vilket gör det till ett populärt val för tillverkare. Det bör emellertid noteras att aluminium inte är det billigaste materialet som finns. Och det är dyrare än vissa andra material, till exempel rostfritt stål.
De högkvalitativa 6061 och 7075 aluminiumkvaliteterna är särskilt populära för användning i flyg- och rymdramar, bildelar och lätt sportutrustning. Aluminiums mångsidighet innebär emellertid att den används i många andra branscher och applikationer, inklusive konstruktion, förpackning och konsumentelektronik.
Rostfritt stål (316, 303, 304)
Rostfritt stål finns i många kvaliteter. Generellt sett har det dock hög styrka och seghet, slitmotstånd och korrosionsbeständighet och har ett glänsande utseende som aluminium. Dessutom är det bland de mellanprissatta metallerna. Det är emellertid ett svårt att maskera CNC-material på grund av dess hårdhet.
316 SS är användbart i marina applikationer, medicinsk utrustning och utomhuskapslingar på grund av dess förmåga att motstå värme och korrosion. 303 och 314 delar liknande kompositioner och är i allmänhet billigare och mer bearbetbara än 316. Deras huvudanvändning inkluderar fästelement (bultar, skruvar, bussningar, etc.), bildelar och inhemska apparater.
Kolstål och legeringsstål
Kolstål och relaterade legeringar erbjuder utmärkt styrka och bearbetbarhet, vilket gör dem idealiska för användning i många applikationer. De är också kompatibla med olika värmebehandlingsprocesser, vilket ytterligare förbättrar deras mekaniska egenskaper. Dessutom är kolstål relativt billigt jämfört med andra CNC -metaller.
Det är emellertid värt att notera att kolstål och dess legeringar inte är i sig korrosionsbeständiga, till skillnad från material som rostfritt stål eller aluminium. Dessutom kanske deras grova utseende inte är lämpligt för estetiska tillämpningar.
Ändå har kolstål och dess legeringar många praktiska tillämpningar, inklusive mekaniska fästelement och strukturella element som balkar. Trots deras begränsningar förblir dessa material populära val för många industriella och tillverkningsapplikationer på grund av deras styrka, överkomliga priser och bearbetbarhet.
Mässing
Mässing är en mångsidig metall känd för sin utmärkta bearbetbarhet, korrosionsbeständighet och termisk och elektrisk konduktivitet. Det har också ett attraktivt utseende tack vare dess kopparinnehåll, liksom utmärkta ytfriktionsegenskaper.
Mässing hittar många applikationer i olika branscher. Till exempel används det vanligtvis i konsumentprodukter, lågstyrka fästelement, VVS och elektriska enheter. Dess egenskaper gör det till ett idealiskt val för tillverkningskomponenter som kräver hållbarhet och styrka samtidigt som man behåller en estetisk överklagande.
Koppar
Koppar är känd för sin utmärkta elektriska och värmeledningsförmåga. Det kan dock vara utmanande att maskinen på grund av dess höga formbarhet. Detta kan orsaka svårigheter att generera chips under CNC -bearbetning. Dessutom är koppar benägen att korrosion, vilket kan vara ett problem i vissa miljöer.
Trots dessa utmaningar används koppar i stor utsträckning i olika branscher, inklusive elektriska ledningar, magnetprodukter och smycken. Dess utmärkta konduktivitetsegenskaper gör det till ett idealiskt val för elektriska och elektroniska tillämpningar, medan dess formbarhet och estetiska tilltal gör det till ett populärt val i smyckesindustrin.
Titan
Titanlegeringar är kända för sina exceptionella förhållanden mellan styrka, vilket gör dem lätta och starka samtidigt. De är också korrosionsbeständiga och har god värmeledningsförmåga. Dessutom är titan biokompatibelt, så de är lämpliga för biomedicinska tillämpningar.
Det finns emellertid några nackdelar med att använda titan. Den har dålig elektrisk konduktivitet och är svår att bearbeta. Regelbundna HSS eller svagare karbidskärare är inte lämpliga för bearbetning av den, och det är ett dyrt material att använda vid CNC -tillverkning.
Trots detta är titan ett populärt material för CNC-bearbetning, särskilt för högpresterande flyg- och rymddelar, militära komponenter och biomedicinska produkter som implantat.
Magnesium
Magnesium är en metall som kombinerar styrka med låg vikt. Dess utmärkta termiska egenskaper gör det idealiskt för användning i högtemperaturmiljöer, till exempel i motorer. Dess lätta natur möjliggör produktion av lättare och mer bränsleeffektiva fordon.
Magnesium är emellertid också känt för sin brandfarlighet, vilket kan göra det till ett säkerhetsproblem i vissa applikationer. Dessutom är det inte lika korrosionsbeständigt som vissa andra metaller, såsom aluminium, och kan vara dyrare att maskin.
Plast CNC -material
Vi diskuterar nu CNC -plast. Även om de flesta plastmaterial inte är bearbetbara på grund av deras låga styvhet och smältpunkter, har vi valt ut den lilla gruppen som har omfattande CNC-applikationer.
Acetal (POM)
Acetal är en mycket mångsidig CNC -plast med en rad önskvärda egenskaper. Det har utmärkt trötthet och slagmotstånd, anständig seghet och låg friktionskoefficienter. Dessutom är det mycket motståndskraftigt mot fukt, vilket gör det till ett utmärkt val för användning i fuktiga miljöer.
En av de viktigaste fördelarna med acetal är dess styvhet, vilket gör det enkelt att bearbeta med stor dimensionell noggrannhet. Detta gör det till ett populärt val för användning i precisionskomponenter som lager, växlar och ventiler. På grund av dess utmärkta mekaniska egenskaper och hög motstånd mot miljöfaktorer är Acetal ett pålitligt val för olika branscher, såsom fordon, flyg- och konsumentvaror.
Akryl (PMMA)
Akryl är ett vanligt använt material som kan tjäna som en ersättning för glas på grund av dess önskvärda egenskaper. Den har god styvhet och optisk tydlighet, vilket gör att den kan användas i applikationer där genomskinliga ytor är nödvändiga. Akrylkomponenter erbjuder ett attraktivt och funktionellt alternativ till glas, med god optisk tydlighet och en hög grad av hållbarhet.
Medan akryl har vissa begränsningar, såsom dess känslighet för sprickbildning och termisk mjukning, förblir det ett populärt material för CNC -bearbetning på grund av dess mångsidighet och användarvänlighet. Med förmågan att skapa exakta komponenter av hög kvalitet är akryl ett utmärkt val för ett brett utbud av applikationer. Linser, transparenta kapslingar, matlagringsbehållare och dekorativa föremål är bara några exempel.
Polykarbonat (PC)
Polykarbonat (PC) är ett populärt plastmaterial som används för CNC -bearbetning på grund av dess unika uppsättning egenskaper. Det är mycket transparent, vilket gör det till ett idealiskt material för användning i produkter som kräver tydlighet, såsom säkerhetsglasögon, medicinsk utrustning och elektroniska skärmar. Dessutom har den bra värmebeständighet så det är lämpligt för användning i högtemperaturapplikationer.
Emellertid kan dess mottaglighet för repor och brist på UV -motstånd begränsa dess användning i vissa applikationer. Långvarig exponering för solljus kan få den att gula och bli spröd. Detta kan begränsa dess användning i utomhusapplikationer såvida det inte modifieras med UV -stabilisatorer.
En vanlig användning av PC är i produktion av säkerhetsglasögon och ansiktssköldar, där dess slagmotstånd och transparens gör det till ett idealiskt val. PC används också vid produktion av fordonsdelar, elektroniska komponenter och medicinsk utrustning.
Polypropen (PP)
Polypropen är en mångsidig polymer med många fördelar, inklusive hög kemisk resistens och trötthetsstyrka. Det är också ett material med medicinsk klass, och det ger en slät yta vid CNC-bearbetning. En av dess begränsningar är emellertid att den inte kan tåla höga temperaturer, eftersom det tenderar att mjukna och gall under skärning, vilket gör det lite utmanande att maskin.
Polypropylen är fortfarande ett populärt val för olika applikationer. Dess utmärkta egenskaper gör det lämpligt för att tillverka växlar och medicinska produkter.
ABS
ABS är ett mycket kostnadseffektivt plastmaterial som är väl lämpat för CNC-bearbetning på grund av dess utmärkta bearbetbarhet, draghållfasthet, slagmotstånd och kemisk motstånd. Dessutom kan det lätt färgas, vilket gör det idealiskt för applikationer där estetik är viktiga.
ABS är emellertid inte lämplig för användning i miljöer med hög värme och är icke-biologiskt nedbrytbar. Dessutom producerar det en obehaglig rök när den bränns, vilket kan vara ett problem i en CNC -butik.
ABS har många applikationer och används vanligtvis i 3D-utskrift och formsprutning, ofta med efterbehandling med CNC-bearbetning. Det används ofta för att skapa fordonskomponenter och skyddande kapslingar och för snabb prototyper.
Nylon
Nylon är ett mångsidigt material med utmärkt draghållfasthet, hårdhet och slagmotstånd. Det kan användas i olika sammansatta former, såsom glasfiberförstärkta nylon, och har superb-smörjfunktioner. Det rekommenderas emellertid inte för användning i fuktiga miljöer.
Nylon är särskilt väl lämpad för applikationer som kräver skydd mot friktionskrafter. Detta inkluderar komponenter som växlar, glidande ytor, lager och kedjehjul. Med sina överlägsna styrka och smörjningsegenskaper är Nylon ett populärt val för många industriella och sportrelaterade produkter.
Uhmw-pe
UHMWPE är ett populärt material på grund av dess exceptionella egenskaper, inklusive hög hårdhet, nötning och slitmotstånd och hållbarhet. Emellertid gör dess termiska instabilitet under bearbetning det utmanande för maskin.
Trots sin svårighet med bearbetning är UHMWPE ett utmärkt material för CNC -bearbetning av glidytor i lager, växlar och rullar. Dess enastående egenskaper gör det idealiskt för applikationer där hög slitmotstånd och hållbarhet krävs. När de bearbetas korrekt kan UHMWPE ge utmärkt prestanda och en längre livslängd jämfört med andra material.
Andra material
CNC -bearbetning använder vanligtvis metaller och plast, men det kan också fungera med många andra material, inklusive de som listas nedan.
Skumma
Skum är en typ av CNC-material som kännetecknas av en solid kropp med luftfyllda tomrum. Denna unika struktur ger skum en igenkännbar form och anmärkningsvärd lätthet. Vissa skum med hög täthet, såsom polyuretanskum och styrofoam, kan lätt bearbetas på grund av deras styvhet, styrka, lätt och hållbarhet.
Skums lätta natur gör dem till ett utmärkt alternativ för skyddande förpackningar. Deras mångsidighet i att bearbetas i olika former och storlekar gör dem lika användbara för att skapa dekorativa föremål. Dessutom gör deras isolerande egenskaper dem till ett populärt val för värmeisolering i byggnader, kylenheter och andra applikationer där temperaturkontroll är viktig.
Trä
Trä är ett allmänt använt material för CNC -bearbetning på grund av dess enkla bearbetning, god styrka och hårdhet och ett brett utbud av tillgängliga typer. Dessutom är trä en organisk förening och har ingen negativ inverkan på miljön. På grund av dess mångsidighet och estetiska tilltal är Wood ett populärt val för möbler, heminredning och DIY -projekt.
Men träbearbetning genererar en stor mängd damm, vilket kan utgöra hälsorisker för arbetarna. Därför är det viktigt för träbearbetningsverkstäder att ha ordentliga SWARF -hanteringssystem på plats.
Kompositer
Kompositer är material som består av två eller flera beståndsdelar som förenas tillsammans med ett bindningsmedium. Vanliga kompositmaterial som används i CNC -bearbetning inkluderar kolfiber, plywood, glasfiber och andra. Dessa material har applikationer i olika branscher, såsom fordon, luftfart, sport och medicinskt.
Bearbetningskompositer kan vara ganska utmanande på grund av flera faktorer. De beståndsdelade materialen i kompositer kan ha olika mekaniska egenskaper och former, såsom fibrer, skärvor eller plattor. Dessutom kan bindningsmediet själv ha unika egenskaper som måste beaktas under bearbetningsprocessen.
Glöm inte att överväga potentiella CNC -material
Den rika sorten i CNC -bearbetningsmaterial kan ibland orsaka mer förvirring än nytta. Det är en vanlig fråga att förbise potentiella CNC -material utöver konventionella metaller och plast.
För att hjälpa dig att titta på den större bilden när du utformar för tillverkning, nedan är en kort lista med punkter att tänka på innan du slutför material för ditt projekt!
Välj icke-metalliska material: Det finns flera fall där icke-metalliska material är lika ersättare för metaller. Hård plast som ABS eller UHMW-PE är till exempel styva, starka och hållbara. Kompositer som kolfiber utropas också som överlägsna många bäst presterande metaller.
Tänk på fenol: fenoler är en typ av kostnadseffektivt sammansatt material med hög styvhet och ytegenskaper. De är lätta att maskiner och kan skäras i otroligt höga hastigheter, vilket sparar tid och pengar.
Känner till olika plast: Att vara kunnig om hela portföljen av plast CNC-bearbetningsmaterial är en måste för designers. CNC -plast är billiga, enkla att maskiner och finns i ett brett spektrum av materialegenskaper som inte kan ignoreras.
Välj rätt mellan olika skum: Med hänvisning till ovanstående avsnitt om skum, vill vi betona att det har mycket potential som ett CNC -material. Även vissa CNC -maskinkomponenter är nu tillverkade av metalliska skum! Studera olika CNC -skum för att se vilken som passar dina applikationer bäst.
Olika CNC -bearbetningsprojekt och material, en källa
Design för tillverkning är en avgörande aspekt av modern industri. När materialvetenskapen har avancerat har CNC -bearbetning blivit alltmer beroende av tankeväckande materialval. På Guan Sheng är vi specialiserade på CNC-bearbetningstjänster, inklusive CNC-fräsning och vridning, och erbjuder ett omfattande utbud av material, från eftertraktade metaller till högkvalitativ plast. Våra 5-axliga bearbetningsfunktioner, i kombination med vårt erfarna team, gör det möjligt för oss att tillhandahålla enastående precision och kvalitet till våra kunder.
Vi är dedikerade till att tillhandahålla exceptionell kundservice och är engagerade i att hjälpa våra kunder att minska kostnaderna och uppnå sina mål. Vårt tekniska team är tillgängligt för att hjälpa dig att välja de bästa materialen för ditt projekt och kan ge expertrådgivning gratis. Oavsett om du behöver anpassade CNC -bearbetade delar eller har ett specifikt projekt i åtanke, är vi här för att hjälpa dig varje steg på vägen.
Posttid: JUL-07-2023