Tämä kattava opas vertailee 25 yleisintä CNC-koneistuksessa käytettyä materiaalia ja auttaa sinua valitsemaan sovellukseesi sopivan.
CNC-työstyksellä voidaan valmistaa osia melkein mistä tahansa metallista tai muovista.Näin ollen CNC-jyrsinnällä ja -sorvauksella valmistettuihin osiin on saatavilla valtava valikoima materiaaleja.Oikean sovelluksen valitseminen voi olla melkoinen haaste, ja kunkin saatavilla olevan materiaalin etujen ja parhaiden käyttötapojen ymmärtäminen voi olla ratkaisevan tärkeää.
Tässä artikkelissa vertaamme yleisimpiä CNC-materiaaleja mekaanisten ja lämpöominaisuuksien, kustannusten ja tyypillisten (ja optimaalisten) sovellusten suhteen.
Miten valitset oikeat CNC-materiaalit?
Kun suunnittelet osaa CNC-koneistettavaksi, on tärkeää valita oikeat materiaalit.Tässä ovat perusvaiheet, joita suosittelemme noudattamaan valitaksesi oikeat materiaalit mukautettuihin osiin.
Määrittele materiaalivaatimukset: Näitä voivat olla mekaaniset, lämpö- tai muut materiaalivaatimukset sekä kustannukset ja pinnan viimeistely.Harkitse, kuinka käytät osiasi ja millaisessa ympäristössä ne ovat.
Tunnista ehdokasmateriaalit: Merkitse muutama ehdokasmateriaali, jotka täyttävät kaikki (tai useimmat) suunnitteluvaatimuksistasi.
Valitse sopivin materiaali: Tässä vaaditaan yleensä kompromissi kahden tai useamman suunnitteluvaatimuksen välillä (esimerkiksi mekaaninen suorituskyky ja hinta).
Tässä artikkelissa keskitymme vaiheeseen kaksi.Alla olevien tietojen avulla voit tunnistaa materiaalit, jotka sopivat parhaiten hakemukseesi, pitäen samalla projektisi budjetissa.
Mitkä ovat Hubin ohjeet materiaalien valinnassa CNC:tä varten?
Alla olevissa taulukoissa on yhteenveto yleisimpien CNC-materiaalien olennaiset ominaisuudet, jotka on kerätty tutkimalla materiaalinvalmistajien toimittamia tietolehtiä.Jaamme metallit ja muovit kahteen eri luokkaan.
Metalleja käytetään pääasiassa sovelluksissa, joissa vaaditaan suurta lujuutta, kovuutta ja lämmönkestävyyttä.Muovit ovat kevyitä materiaaleja, joilla on laaja valikoima fysikaalisia ominaisuuksia ja joita käytetään usein niiden kemiallisen kestävyyden ja sähköeristyskyvyn vuoksi.
CNC-materiaalien vertailussa keskitymme mekaaniseen lujuuteen (ilmaistuna vetolujuutena), työstettävyyteen (koneistuksen helppous vaikuttaa CNC-hinnoitteluun), hintaan, kovuuteen (pääasiassa metallien osalta) ja lämpötilankestoon (pääasiassa muovien osalta).
Tässä on infografiikka, jota voit käyttää pikaviitteenä tunnistaaksesi nopeasti tiettyihin suunnittelutarpeisiin sopivat CNC-materiaalit:
Mikä on alumiini?Kestävä, taloudellinen seos
Komponentti, joka on valmistettu alumiinista 6061
Alumiiniseoksilla on erinomainen lujuus-painosuhde, korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus ja luonnollinen suoja korroosiota vastaan.Ne ovat helposti koneistettavia ja kustannustehokkaita irtotavarana, mikä tekee niistä usein edullisimman vaihtoehdon prototyyppien ja muun tyyppisten osien valmistukseen.
Vaikka alumiiniseoksilla on tyypillisesti pienempi lujuus ja kovuus kuin teräksillä, ne voidaan anodisoida, jolloin niiden pinnalle muodostuu kova, suojaava kerros.
Puretaan erityyppiset alumiiniseokset.
❖ Alumiini 6061 on yleisin yleiskäyttöinen alumiiniseos, jolla on hyvä lujuus-painosuhde ja erinomainen työstettävyys.
❖ Alumiinilla 6082 on samanlainen koostumus ja materiaaliominaisuudet kuin 6061:llä. Sitä käytetään yleisemmin Euroopassa (koska se on brittiläisten standardien mukainen).
❖ Alumiini 7075 on seos, jota käytetään yleisimmin ilmailu- ja avaruussovelluksissa, joissa painon vähentäminen on kriittistä.Sillä on erinomaiset väsymisominaisuudet ja se voidaan lämpökäsitellä korkeaan lujuuteen ja kovuuteen, mikä tekee siitä verrattavissa teräksiin.
❖ Alumiinilla 5083 on suurempi lujuus kuin useimmilla muilla alumiiniseoksilla ja se kestää erinomaisesti merivettä.Tämä tekee siitä optimaalisen rakennus- ja merisovelluksiin.Se on myös erinomainen valinta hitsaukseen.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen alumiiniseosten tiheys: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Voidaan anodisoida
❖ Ei-magneettinen
Mikä on ruostumaton teräs?Vahva, kestävä metalliseos
Ruostumattomasta teräksestä 304 valmistettu osa
Ruostumattoman teräksen seoksilla on korkea lujuus, korkea sitkeys, erinomainen kulutus- ja korroosionkestävyys, ja ne voidaan helposti hitsata, koneistaa ja kiillottaa.Koostumuksestaan riippuen ne voivat olla joko (olennaisesti) ei-magneettisia tai magneettisia.
Erottelemme alustalla tarjoamamme ruostumattoman teräksen tyypit.
❖ Ruostumaton teräs 304 on yleisin ruostumattoman teräksen seos.Sillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja hyvä työstettävyys.Se kestää useimpia ympäristöolosuhteita ja syövyttäviä aineita.
❖ Ruostumaton teräs 316 on toinen yleinen ruostumattomasta teräksestä valmistettu seos, jolla on samanlaiset mekaaniset ominaisuudet kuin 304. Sillä on kuitenkin korkeampi korroosion- ja kemiallinen kestävyys, erityisesti suolaliuoksille (esim. merivedelle), joten se soveltuu usein paremmin koviin ympäristöihin.
❖ Ruostumattomalla teräksellä 2205 Duplex on suurin lujuus (kaksi kertaa tavallisiin ruostumattomiin terässeoksiin verrattuna) ja erinomainen korroosionkestävyys.Sitä käytetään äärimmäisissä ympäristöissä monissa öljy- ja kaasusovelluksissa.
❖ Ruostumattomalla teräksellä 303 on erinomainen sitkeys, mutta alempi korroosionkestävyys verrattuna 304:ään. Erinomaisen työstettävyyden ansiosta sitä käytetään usein suurissa sovelluksissa, kuten ilmailun muttereiden ja pulttien valmistuksessa.
❖ Ruostumattoman teräksen 17-4 (SAE-luokka 630) mekaaniset ominaisuudet ovat verrattavissa 304:ään. Se voidaan karkaistua erittäin hyvin (verrattavissa työkaluteräksiin) ja sillä on erinomainen kemiallinen kestävyys, joten se sopii erittäin suorituskykyisiin sovelluksiin, kuten tuuliturbiinien siipien valmistus.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Ei-magneettiset ruostumattoman teräksen seokset: 304, 316, 303
❖ Magneettiset ruostumattoman teräksen seokset: 2205 Duplex, 17-4
Mikä on pehmeä teräs?Yleiskäyttöinen seos
Osa valmistettu Mild Steel 1018 -teräksestä
Pehmeät teräksettunnetaan myös vähähiilisenä teräksenä ja niillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet, hyvä työstettävyys ja hyvä hitsattavuus.Koska ne ovat suhteellisen edullisia, valmistajat käyttävät niitä moniin yleiskäyttöisiin sovelluksiin, kuten jigeihin ja kalusteisiin.Kevyet teräkset ovat herkkiä korroosiolle ja kemiallisille vaurioille.
Erottelemme alustalla saatavilla olevat mietojen terästen tyypit.
❖ Mieto teräs 1018 on yleiskäyttöinen metalliseos, jolla on hyvä työstettävyys ja hitsattavuus sekä erinomainen sitkeys, lujuus ja kovuus.Se on yleisimmin käytetty kevytterässeos.
❖ Mieto teräs 1045 on keskihiiliteräs, jolla on hyvä hitsattavuus, hyvä työstettävyys ja korkea lujuus ja iskunkestävyys.
❖ Pehmeä teräs A36 on yleinen rakenneteräs, jolla on hyvä hitsattavuus.Se soveltuu erilaisiin teollisuus- ja rakennussovelluksiin.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magneettinen
Mikä on seosteräs?Kovempi, kulutusta kestävä seos
Seosteräksestä valmistettu osa
Seosteräkset sisältävät hiilen lisäksi muita seosaineita, mikä parantaa kovuutta, sitkeyttä, väsymistä ja kulutuskestävyyttä.Kuten miedot teräkset, seosteräkset ovat herkkiä korroosiolle ja kemikaalien hyökkäyksille
❖ Seosteräksellä 4140 on hyvät mekaaniset yleisominaisuudet, hyvä lujuus ja sitkeys.Tämä seos soveltuu moniin teollisiin sovelluksiin, mutta sitä ei suositella hitsaukseen.
❖ Seosteräs 4340 voidaan lämpökäsitellä korkeaan lujuus- ja kovuustasoon säilyttäen samalla sen hyvä sitkeys, kulutuskestävyys ja väsymislujuus.Tämä seos on hitsattavissa.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magneettinen
Mikä on työkaluteräs?Poikkeuksellisen kova ja kestävä metalliseos
Työkaluteräksestä koneistettu osa
Työkalun teräksetovat metalliseoksia, joilla on poikkeuksellisen korkea kovuus, jäykkyys, hankausta ja lämmönkestävyys, kunhan ne käyvät läpilämpökäsittely.Niitä käytetään valmistustyökalujen (siitä myös nimen) luomiseen, kuten meistit, leimat ja muotit.
Puretaan Hubsissa tarjoamamme työkaluteräkset.
❖ Työkaluteräs D2 on kulutusta kestävä seos, joka säilyttää kovuutensa 425°C lämpötilassa.Sitä käytetään yleisesti leikkaustyökalujen ja meistien valmistukseen.
❖ Työkaluteräs A2 on ilmakarkaistu yleiskäyttöinen työkaluteräs, jolla on hyvä sitkeys ja erinomainen mittapysyvyys korkeissa lämpötiloissa.Sitä käytetään yleisesti ruiskupuristusmuottien valmistukseen.
❖ Työkaluteräs O1 on öljykarkaistu metalliseos, jonka korkea kovuus on 65 HRC.Sitä käytetään yleisesti veitsissä ja leikkaustyökaluissa.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 7,8 g/cm3
❖ Tyypillinen kovuus: 45-65 HRC
Mikä on messinki?Johtava ja kosmeettinen seos
Brass C36000 osa
Messinkion metalliseos, jolla on hyvä työstettävyys ja erinomainen sähkönjohtavuus, mikä tekee siitä ihanteellisen vähäistä kitkaa vaativiin sovelluksiin.Löydät usein kosmeettisia messinkiosia, joita käytetään arkkitehtuuritarkoituksiin (kultaiset yksityiskohdat).
Tässä on messinki, jota tarjoamme Hubsissa.
❖ Messinki C36000 on materiaali, jolla on korkea vetolujuus ja luonnollinen korroosionkestävyys.Se on yksi helpoimmin työstettävistä materiaaleista, joten sitä käytetään usein suuriin sovelluksiin.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Ei-magneettinen
Mikä on ABS?Prototyyppi termoplastinen
ABS-materiaalista valmistettu osa
ABSon yksi yleisimmistä kestomuovimateriaaleista, jolla on hyvät mekaaniset ominaisuudet, erinomainen iskunkestävyys, korkea lämmönkestävyys ja hyvä työstettävyys.
ABS:n tiheys on pieni, joten se on ihanteellinen kevyisiin sovelluksiin.CNC-koneistettuja ABS-osia käytetään usein prototyyppeinä ennen massatuotantoa ruiskuvalulla.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 1,00-1,05 g/cm3
Mikä on nylon?Tekninen termoplastinen muovi
Nailonista valmistettu osa
Nylon(alias polyamidi (PA)) on kestomuovi, jota käytetään usein teknisissä sovelluksissa erinomaisten mekaanisten ominaisuuksiensa, hyvän iskunkestävyyden sekä korkean kemiallisen ja kulutuskestävyyden ansiosta.Se on herkkä veden ja kosteuden imeytymiselle.
Nylon 6 ja nylon 66 ovat CNC-työstössä yleisimmin käytettyjä laatuja.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 1,14 g/cm3
Mikä on polykarbonaatti?Kestomuovi iskunkestävillä
Polykarbonaatista valmistettu osa
Polykarbonaatti on kestomuovi, jolla on korkea sitkeys, hyvä työstettävyys ja erinomainen iskulujuus (parempi kuin ABS).Se on yleensä läpinäkyvää, mutta voidaan värjätä useilla eri väreillä.Nämä tekijät tekevät siitä ihanteellisen monenlaisiin sovelluksiin, mukaan lukien nestemäiset laitteet tai autojen lasit.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 1,20-1,22 g/cm3
Mikä on POM (Delrin)?Koneistettavin CNC-muovi
POM:sta valmistettu osa (Delrin)
POM tunnetaan yleisesti kaupallisella nimellä Delrin, ja se on tekninen kestomuovi, jolla on muoveista paras työstettävyys.
POM (Delrin) on usein paras valinta CNC-työstettäessä muoviosia, jotka vaativat suurta tarkkuutta, suurta jäykkyyttä, pientä kitkaa, erinomaista mittapysyvyyttä korkeissa lämpötiloissa ja erittäin alhaista veden imeytymistä.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 1,40-1,42 g/cm3
Mikä on PTFE (teflon)?Äärimmäisen lämpötilan kestomuovi
PTFE:stä valmistettu osa
PTFE, joka tunnetaan yleisesti nimellä Teflon, on tekninen kestomuovi, jolla on erinomainen kemiallinen ja lämmönkestävyys ja pienin kitkakerroin tunnetuista kiinteistä aineista.Se on yksi harvoista muoveista, joka kestää yli 200 celsiusasteen käyttölämpötiloja ja on erinomainen sähköeriste.Sillä on myös puhtaita mekaanisia ominaisuuksia, ja sitä käytetään usein vuorauksena tai välikappaleena kokoonpanossa.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 2,2 g/cm3
Mikä on HDPE?Ulko- ja putkiston kestomuovi
HDPE:stä valmistettu osa
Korkeatiheyspolyeteeni (HDPE)on kestomuovi, jolla on korkea lujuus-painosuhde, suuri iskunkestävyys ja hyvä säänkestävyys.HDPE on kevyt ja soveltuu ulkokäyttöön ja putkistoon.Kuten ABS, sitä käytetään usein prototyyppien luomiseen ennen ruiskupuristusta.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 0,93-0,97 g/cm3
Mikä on PEEK?Muovi metallin tilalle
PEEK:stä valmistettu osa
KURKISTAAon korkean suorituskyvyn tekninen kestomuovi, jolla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, lämmönkestävyys erittäin laajalla lämpötila-alueella ja erinomainen useimpien kemikaalien kestävyys.
PEEK:ia käytetään usein metalliosien korvaamiseen sen korkean lujuus-painosuhteen vuoksi.Lääketieteellisiä laatuja on myös saatavilla, joten PEEK sopii myös biolääketieteen sovelluksiin.
Materiaalin ominaisuudet:
❖ Tyypillinen tiheys: 1,32 g/cm3
Usein Kysytyt Kysymykset
❖ Mitkä ovat metallien CNC-työstön edut?
Metallit ovat ihanteellisia valmistussovelluksiin, joissa vaaditaan suurta lujuutta, kovuutta ja/tai luotettavaa kestävyyttä äärimmäisissä lämpötiloissa.
Artikkelin lähde:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Postitusaika: 10.5.2023