Jak wybrać odpowiednie materiały do ​​niestandardowych części obrabianych CNC?

Uniwersalność to jedna z głównych zalet obróbki CNC. Dzieje się tak, ponieważ precyzyjne frezowanie i toczenie CNC może z powodzeniem generować gotowe produkty z szerokiej gamy surowców. Daje to konstruktorom wiele możliwości tworzenia prototypów i towarów handlowych.

Większość części toczonych i frezowanych CNC składa się z metalu. Ze względu na swoją wytrzymałość i sztywność metal może wytrzymać szybkie usuwanie materiału wywołane przez współczesne instrumenty. Zacznijmy od zbadania najpopularniejszych metali używanych do obróbki CNC.

Rozważania dotyczące materiałów do obróbki CNC

Wilgoć

Niektóre metale są naturalnie odporne na korozję, podczas gdy inne wymagają malowania, platerowania lub anodowania.

Wytrzymałość

Inżynierowie produktu troszczą się o:

Wytrzymałość na rozciąganie: Jak dobrze materiał wytrzymuje siłę ciągnącą?

• Ściskanie lub nośność: Jak dobrze materiał wytrzymuje stałe obciążenie?

• Wytrzymałość: Jak wytrzymały jest materiał?

• Elastyczność: Jak szybko materiał wraca do swojego pierwotnego kształtu?

Wszystkie materiały mają różne wytrzymałości, dlatego ważne jest, aby znać swoje granice tolerancji i wybrać materiał o wysokim współczynniku bezpieczeństwa.

Ciepło

Podgrzewane materiały rozszerzają się i kurczą. Jeśli Twoja część przejdzie wiele cykli ogrzewania i chłodzenia, może to mieć na to wpływ. Podgrzane części przed stopieniem stają się bardziej miękkie i elastyczne. Aby zapobiec krytycznej awarii części, zawsze używaj materiału stabilnego termicznie znacznie powyżej przewidywanych temperatur roboczych.

Przeciw powstawaniu rdzy

Korozja to nie tylko kontakt z wodą. Każda zewnętrzna substancja chemiczna może spowodować uszkodzenie części. Oleje, odczynniki, kwasy, sole, alkohole, środki czyszczące itp. Sprawdź odporność chemiczną swojego metalu.

Obrabialność

Niektóre metale i włókna węglowe są trudne do obróbki. Niezwykle wytrzymałe materiały szybko niszczą narzędzia tnące. Inni muszą zarządzać prędkością skrawania i szybkościami posuwu. Niektóre materiały są szybsze w obróbce. Używanie szybko skrawającego metalu do dłuższych serii produkcyjnych może zaoszczędzić czas i koszty

Wszystkie surowce mają swoje koszty. Wybierz najbardziej funkcjonalny i niedrogi materiał. Zapewnia to trwałość gotowej części.

Metale szeroko stosowane do obróbki CNC w DS

W tej sekcji poznasz różne metale powszechnie stosowane w obróbce CNC. Materiały te są wymienione poniżej.

Obróbka aluminium jest bardzo wszechstronnym procesem i może być wykorzystywana do różnych zastosowań. Znajduje zastosowanie w przemyśle opakowań żywności, materiałów budowlanych, motoryzacyjnym, lotniczym, obronnym i AGD, a także w produkcji towarów konsumpcyjnych, takich jak meble i naczynia kuchenne, a nawet zabawki.

Aluminium 7075-T5

Aluminium 7075-T5 służy do obróbki cieplnej stopów aluminium. Jest odporny na korozję, wytrzymały i lekki. Jest odporny na elektryczność, temperaturę i uderzenia. Aluminium 7075-T5 jest odporne chemicznie na chlor gazowy lub słoną wodę oraz na warunki atmosferyczne. Zastosowania obejmują okrętowe wały napędowe, skrzynie biegów i obudowy wałów napędowych, samochodowe wały napędowe/osie lub elementy układu kierowniczego/przednie łączniki zawieszenia, materiały konstrukcyjne mostów i budynków, sprzęt górniczy, taki jak wiertarki i pompy, artykuły sportowe, takie jak rakiety tenisowe i kije golfowe, sprzęt medyczny przyrządy (takie jak endoskopy), niestandardowe branże produkcyjne (takie jak meble) itp.

Aluminium 6063-T6

Aluminium 6063-T6 to stop do obróbki cieplnej stosowany do produkcji stopów aluminium. Ma doskonałą odporność na korozję, wysoką twardość i niską gęstość. Materiał jest dostępny w postaci prętów lub arkuszy i może być dalej odlewany we wlewki

Aluminium 6061-T6

Aluminium 6061-T6 to wytrzymały, lekki i odporny na korozję stop aluminium o doskonałej skrawalności. Charakteryzuje się dobrą spawalnością, odkształcalnością i wtopieniem spoiny. Materiał ten nadaje się do zastosowań przemysłowych, takich jak maszyny, części samolotów i sprzęt elektryczny.

Mosiądz

Mosiądz to stop miedzi i cynku, którego proporcje określa temperatura topnienia i kwasowość. Obróbka CNC mosiądzu frezuje metal za pomocą maszyny sterowanej komputerowo. Obrotowe wiertła, maszyny lub piły tną metal. To popularna technika obróbki metali. Mosiądz jest miękki i łatwo obrabiany w cienkie arkusze. Jest używany do biżuterii, architektury i mostów.

Mosiądz C260

Brass C260 to wytrzymała maszyna montowana obrotowo z funkcjami ruchu w trzech osiach. Działa z prędkością do 6000 obr./min i ma dokładność 0,001 mm na oś. Maszyna może być używana do prac o małej i dużej średnicy z przestrzenią roboczą 800 x 400 mm i może być wyposażona w różne narzędzia w zależności od wielkości wykonywanej pracy.

Gatunek ten jest czasami określany jako mosiądz nabojowy ze względu na jego historię stosowania w nabojach amunicyjnych. Inne typowe zastosowania obejmują nity, zawiasy i rdzenie chłodnic.

Mosiądz C360

Brass C360 to kolejna wytrzymała maszyna montowana obrotowo z funkcjami ruchu w trzech osiach. Działa z prędkością do 6000 obr./min i ma dokładność 0,001 mm na oś. Maszyna może być używana zarówno do prac o małej, jak i dużej średnicy z przestrzenią roboczą 800 x 400 mm.

Miedź C101

Miedź C101 to rodzaj stopu miedzi, w którym skład chemiczny miedzi został zmieniony o jeden lub więcej dodatkowych pierwiastków. Najpopularniejszymi dodatkami są cyna i cynk, ale można również dodawać inne. Miedź C101 jest używana w wielu różnych zastosowaniach, w tym w instalacjach elektrycznych, instalacjach wodno-kanalizacyjnych i wymiennikach ciepła.

Miedź C101 to ciekły metal o wysokiej odporności na korozję i doskonałej przewodności elektrycznej. Posiada dobre właściwości mechaniczne i jest łatwy w obróbce. Miedź C101 może być stosowana w różnych dziedzinach, takich jak elektronika, silniki elektryczne, silniki magnetyczne, sprzęt oświetleniowy i inne.

Stal

Stal to wysokowęglowa stal narzędziowa, która zapewnia dobrą odporność na zużycie. Służy do cięcia narzędzi, wierteł i innych przedmiotów wymagających dużej wytrzymałości, dobrej ciągliwości i doskonałej odporności na zużycie. Struktura ziarna tego materiału jest podobna do tej występującej w wielu stalach. Oznacza to, że można go obrabiać za pomocą narzędzi skrawających o podobnym wykończeniu. Charakteryzuje się również dobrą skrawalnością, co oznacza, że ​​nie poddaje się obróbce cieplnej tak łatwo jak inne stale.

Stal 1008 jest dostępna w formie blach na gorąco i na zimno. Forma na gorąco jest wyżarzana przed obróbką, podczas gdy blacha zimnowalcowana jest odprężana. Wpływa to na wykończenie powierzchni stali i na to, jak dobrze trzyma krawędź po wykończeniu za pomocą narzędzia do honowania lub kamienia do ostrzenia.

Steel 1018 to stal niskostopowa o dobrej odporności na zużycie i trwałości zmęczeniowej. Ma dobrą odporność na korozję i ostre właściwości tnące.

Steel 1020 to wysokowytrzymała stal niskostopowa o dobrej odporności na korozję i doskonałych właściwościach formowania na gorąco. Można go łatwo obrabiać za pomocą narzędzi ręcznych, a także można go dalej przetwarzać na wysokowytrzymałe stale niskostopowe lub stale nierdzewne lub stale węglowe.

Steel 1045 to średnio-wytrzymała stal niskostopowa o dobrych właściwościach formowania na gorąco i dobrej odporności na korozję. Ma doskonałą wytrzymałość w temperaturze pokojowej i można go łatwo obrabiać narzędziami ręcznymi, ale gdy się nagrzeje, staje się kruchy.

Stal 430F

Stal 430F to stal średniowęglowa, która zapewnia doskonałą wytrzymałość i odporność na zużycie. Ma dobrą obrabialność, spawalność i odporność na korozję. Stal 430F może być używana do różnych zastosowań, w tym: oprzyrządowania, narzędzi tnących, noży, wierteł, kół zębatych i matryc.

Stal 4130

4130 to stop chromu (50%) i molibdenu (20%). Jest stosowany w wysokowytrzymałych stalach niskostopowych, które mają wysoką wytrzymałość na rozciąganie, niskie wydłużenie i doskonałą ciągliwość.

Stal 4140

4140 to stop niklu (35%), chromu (17%), manganu (10%) i niklu (10%). Ma dobrą obrabialność, spawalność i odporność na korozję. Właściwości tego stopu sprawiają, że nadaje się on do stosowania w częściach maszyn, takich jak wały i koła zębate o większych obciążeniach.

Stal 40CrMo

40CrMo to stop chromu (40%), węgla (10%) i molibdenu (10%). Materiał ten posiada doskonałe właściwości mechaniczne dzięki połączeniu wysokiej twardości, odporności na zużycie i ciągliwości z wysoką wytrzymałością na rozciąganie, co czyni go idealnym na koła zębate.

42CrMo to również rodzaj materiału o wysokiej wytrzymałości. Produkt ten znajduje zastosowanie głównie w budowie pociągów dużych prędkości, samolotów, samochodów i innych gałęziach przemysłu, a także w produkcji różnych części precyzyjnych.

Steel 12L14 to gatunek stali niskostopowej, zawierający mangan, krzem i molibden. Jest szeroko stosowany do produkcji matryc odlewniczych i do innych celów. Właściwości fizyczne różnią się w zależności od składu chemicznego.

Steel 12L15 to gatunek stali niskostopowej, zawierającej chrom i molibden. Jest szeroko stosowany do odlewów ciśnieniowych i innych zastosowań wymagających wysokiej wytrzymałości i wiązkości w podwyższonych temperaturach. Właściwości fizyczne różnią się w zależności od składu chemicznego.

Stal nierdzewna 304

Stal nierdzewna 304 jest jedną z najbardziej wszechstronnych i szeroko stosowanych stali nierdzewnych. Charakteryzuje się dobrą odpornością na korozję w wielu mediach, w tym w wodzie słodkiej i słonej, większości chemikaliów przemysłowych i produktów spożywczych. Ma dobre właściwości mechaniczne, ale nie jest tak wytrzymały jak niektóre inne gatunki stali nierdzewnej.

Stal nierdzewna 304L jest niskowęglową wersją stali nierdzewnej 304 o mniejszej zawartości węgla niż zwykły gatunek 304. Ułatwia to wytwarzanie, spawanie i polerowanie niż zwykły gatunek 304 bez utraty wytrzymałości lub odporności na korozję. Może być również stosowany w aplikacjach, w których spodziewane są wysokie temperatury, takich jak śruby kolektora wydechowego, śruby turbosprężarki i sworznie łopatek turbiny.

Stal nierdzewna 304F to austenityczna chromowo-niklowa stal nierdzewna, która łączy w sobie odporność na korozję austenitycznych stopów chromowo-niklowych z wytrzymałością ferrytycznych stopów na bazie żelaza. To czyni go bardzo atrakcyjnym do zastosowań, w których wymagana jest wysoka wytrzymałość w podwyższonych temperaturach, takich jak części pieca, rury wymiennika ciepła, rury generatora pary i zbiorniki ciśnieniowe reaktora jądrowego.

Stal nierdzewna 316

Stal nierdzewna 316 jest austenitycznym, odpornym na korozję stopem, którego głównym składnikiem jest chrom. Charakteryzuje się doskonałą kombinacją formowalności, wytrzymałości i twardości. Oznaczenie 15-5-3 wskazuje na skład 15% chromu, 5% molibdenu i 3% niklu. Materiał ten ma doskonałą odporność na korozję wżerową i szczelinową w roztworach chlorkowych. Jest również stosowany w trudnych warunkach, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość połączona z dobrą odpornością na korozję.

Stal nierdzewna 316L

Stal nierdzewna 316L jest podobna do stali nierdzewnej 316, ale zawiera niską zawartość węgla (0,030%). Stal nierdzewna 316L jest stosowana, gdy wymagana jest spawalność bez poświęcania odporności na korozję lub wytrzymałości.

Stal nierdzewna 316F

Stal nierdzewna 316F jest podobna do stali nierdzewnej 316, ale zawiera 1% molibdenu zamiast 5%. Ma lepszą odporność na wżery niż stal nierdzewna 316 i może być stosowany w podwyższonych temperaturach do 1800 stopni Fahrenheita (980 stopni Celsjusza).

Stal nierdzewna 303

Stal nierdzewna 303 to rodzaj stali nierdzewnej 18-8. Jest to jeden z najpopularniejszych gatunków stali nierdzewnej, ze względu na wysoką odporność na korozję, doskonałą formowalność i doskonałe właściwości mechaniczne.

Stal nierdzewna 303 ma wysoką wytrzymałość na rozciąganie, dobrą wytrzymałość i doskonałą odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe chlorków. Stop ma wysoką przewodność cieplną i niską temperaturę odkształcenia cieplnego. Materiał jest również bardzo odporny na korozję atmosferyczną, szczególnie w atmosferze morskiej. Odporność na korozję można poprawić poprzez dodanie molibdenu i azotu.

Stal nierdzewna 303 nie reaguje z żywnością ani napojami żadnego rodzaju.

Stal nierdzewna PH17-4

Stal nierdzewna PH17-4 to wysokowęglowa stal chromowo-molibdenowa o minimalnej granicy plastyczności 110 000 psi i wytrzymałości na rozciąganie 140 000 psi. Jest stosowany w przemyśle lotniczym do wielu zastosowań konstrukcyjnych, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość, dobra odporność na korozję i właściwości w wysokich temperaturach. Stop ten jest również znany jako stal nierdzewna P-1, P-11 lub 18/8.

Super stop

Super Alloy to doskonały stop. Ten wysokiej jakości metal jest używany do produkcji urządzeń medycznych, samolotów i samochodów. Materiał jest również nazywany „Super Titanium”.

Właściwości Super Alloy sprawiają, że jest on popularny w wielu gałęziach przemysłu, także tych, które wymagają mocnych, lekkich materiałów.

Głównymi składnikami Super Alloy są tytan, cyrkon i hafn. Pierwiastki te łączy się z żelazem, aluminium i wanadem, tworząc metal o wysokiej temperaturze topnienia i wytrzymałości na rozciąganie.

Super Alloy można znaleźć w wielu różnych rodzajach produktów, w tym:

Silniki lotnicze

Prom kosmiczny

Części samochodowe

Super Alloy ma wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi stopami na bazie żelaza, takimi jak żeliwo i stale węglowe. Obejmują one:

Wysoka wytrzymałość w wysokich temperaturach;

Wysoka odporność na zużycie i korozję;

Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej;

Wysoka przewodność elektryczna;

Wysoki moduł sprężystości;

Dobra ciągliwość w temperaturze otoczenia

Stopu tytanu

Stop tytanu to połączenie tytanu i innych metali. Najpopularniejszym pierwiastkiem stopowym jest aluminium, które stanowi do 60% całkowitej masy. Inne pierwiastki stopowe to wanad i molibden.

Właściwości stopów tytanu różnią się znacznie w zależności od rodzaju i ilości użytych pierwiastków stopowych. Stopy tytanu są generalnie mocniejsze, lżejsze i bardziej odporne na korozję niż czysty tytan.

ZERKAĆ

PEEK to wysoce krystaliczna forma polieteroeteroketonu (PEEK). Jest to półkrystaliczny polimer dostępny w postaci arkuszy, prętów i rurek.

PEEK ma temperaturę zeszklenia około 140°C i temperaturę topnienia około 400°C. PEEK ma dobrą odporność chemiczną na większość mediów korozyjnych, w tym kwasy, zasady i alkohole. Posiada również dobrą odporność na ciepło, światło ultrafioletowe i promieniowanie gamma.

PEEK ma doskonałe właściwości mechaniczne, w tym wysoki moduł (wytrzymałość na rozciąganie) w podwyższonych temperaturach, niskie pełzanie pod obciążeniem, wysoką wytrzymałość na rozciąganie w niskiej temperaturze (niski współczynnik rozszerzalności cieplnej), niską nasiąkliwość wodą, doskonałą stabilność wymiarową i wysoką odporność na ścieranie.