Denne omfattende guide sammenligner de 25 mest almindelige materialer, der bruges i CNC-bearbejdning og hjælper dig med at vælge det rigtige til din applikation.
CNC-bearbejdning kan producere dele af næsten ethvert metal eller plastik.Når dette er tilfældet, er der et stort udvalg af materialer til rådighed til dele, der er produceret via CNC-fræsning og -drejning.At vælge den rigtige til din applikation kan være noget af en udfordring, og det kan være afgørende at forstå fordelene og den bedste anvendelse af hvert tilgængeligt materiale.
I denne artikel sammenligner vi de mest almindelige CNC-materialer med hensyn til mekaniske og termiske egenskaber, omkostninger og typiske (og optimale) anvendelser.
Hvordan vælger du de rigtige CNC-materialer?
Når du designer en del, der skal CNC-bearbejdes, er det vigtigt at vælge de rigtige materialer.Her er de grundlæggende trin, vi anbefaler at følge for at vælge de rigtige materialer til dine tilpassede dele.
Definer materialekravene: Disse kan omfatte mekaniske, termiske eller andre materialekrav, såvel som omkostninger og overfladefinish.Overvej, hvordan du vil bruge dine dele, og hvilken slags miljø de vil være i.
Identificer kandidatmaterialer: Fastgør nogle få kandidatmaterialer, der opfylder alle (eller de fleste) dine designkrav.
Vælg det bedst egnede materiale: Her kræves normalt et kompromis mellem to eller flere af designkravene (f.eks. mekanisk ydeevne og omkostninger).
I denne artikel vil vi fokusere på trin to.Ved hjælp af oplysningerne nedenfor kan du identificere de materialer, der er bedst egnede til din applikation, mens du holder dit projekt på budgettet.
Hvad er Hubs' retningslinjer for valg af materialer til CNC?
I tabellerne nedenfor opsummerer vi de relevante egenskaber for de mest almindelige CNC-materialer, samlet ved at undersøge databladene leveret af materialeproducenterne.Vi opdeler metaller og plast i to forskellige kategorier.
Metaller bruges hovedsageligt i applikationer, der kræver høj styrke, hårdhed og termisk modstand.Plast er letvægtsmaterialer med en bred vifte af fysiske egenskaber, der ofte bruges på grund af deres kemiske resistens og elektriske isoleringsevner.
I vores sammenligning af CNC-materialer fokuserer vi på mekanisk styrke (udtrykt som trækstyrke), bearbejdelighed (bearbejdningens lethed påvirker CNC-priser), omkostninger, hårdhed (hovedsageligt for metaller) og temperaturbestandighed (hovedsageligt for plast).
Her er en infografik, som du kan bruge som en hurtig reference til hurtigt at identificere CNC-materialer, der passer til specifikke tekniske behov:
Hvad er aluminium?Den robuste, økonomiske legering
En komponent lavet af aluminium 6061
Aluminiumslegeringer har et fremragende styrke-til-vægt-forhold, høj termisk og elektrisk ledningsevne og naturlig beskyttelse mod korrosion.De er nemme at bearbejde og omkostningseffektive i bulk, hvilket ofte gør dem til den mest økonomiske mulighed for at producere prototyper og andre typer dele.
Mens aluminiumslegeringer typisk har lavere styrke og hårdhed end stål, men de kan anodiseres, hvilket skaber et hårdt, beskyttende lag på deres overflade.
Lad os nedbryde de forskellige typer aluminiumslegeringer.
❖ Aluminium 6061 er den mest almindelige aluminiumslegering til almindelig brug, med et godt styrke-til-vægt-forhold og fremragende bearbejdelighed.
❖ Aluminium 6082 har samme sammensætning og materialeegenskaber som 6061. Det er mere almindeligt anvendt i Europa (da det overholder britiske standarder).
❖ Aluminium 7075 er den legering, der oftest anvendes i rumfartsapplikationer, hvor vægtreduktion er kritisk.Den har fremragende træthedsegenskaber og kan varmebehandles til høj styrke og hårdhed, hvilket gør den sammenlignelig med stål.
❖ Aluminium 5083 har højere styrke end de fleste andre aluminiumslegeringer og enestående modstandsdygtighed over for havvand.Dette gør den optimal til konstruktion og marine applikationer.Det er også et glimrende valg til svejsning.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk densitet af aluminiumslegeringer: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Kan anodiseres
❖ Ikke-magnetisk
Hvad er rustfrit stål?Den stærke, holdbare legering
En del lavet af rustfrit stål 304
Rustfri stållegeringer har høj styrke, høj duktilitet, fremragende slid- og korrosionsbestandighed og kan let svejses, bearbejdes og poleres.Afhængigt af deres sammensætning kan de være enten (i det væsentlige) ikke-magnetiske eller magnetiske.
Lad os nedbryde de typer rustfrit stål, vi tilbyder på platformen.
❖ Rustfrit stål 304 er den mest almindelige rustfri stållegering.Den har fremragende mekaniske egenskaber og god bearbejdelighed.Det er modstandsdygtigt over for de fleste miljøforhold og ætsende medier.
❖ Rustfrit stål 316 er en anden almindelig rustfri stållegering med lignende mekaniske egenskaber som 304. Den har dog en højere korrosions- og kemikaliebestandighed, især over for saltvandsopløsninger (for eksempel havvand), så den er ofte bedre til at håndtere barske miljøer.
❖ Rustfrit stål 2205 Duplex har den højeste styrke (det dobbelte af almindelige rustfri stållegeringer) og fremragende modstandsdygtighed over for korrosion.Det bruges i ekstreme miljøer med mange anvendelser inden for olie og gas.
❖ Rustfrit stål 303 har fremragende sejhed, men lavere korrosionsbestandighed sammenlignet med 304. På grund af dets fremragende bearbejdelighed, bruges det ofte i store mængder applikationer, såsom fremstilling af møtrikker og bolte til rumfart.
❖ Rustfrit stål 17-4 (SAE kvalitet 630) har mekaniske egenskaber, der kan sammenlignes med 304. Det kan udfældningshærdede i meget høj grad (sammenlignede med værktøjsstål) og har fremragende kemisk resistens, hvilket gør det velegnet til meget højtydende applikationer, såsom fremstilling af vinger til vindmøller.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Ikke-magnetiske rustfri stållegeringer: 304, 316, 303
❖ Magnetiske rustfri stållegeringer: 2205 Duplex, 17-4
Hvad er blødt stål?Den generelle legering
En del lavet af blødt stål 1018
Bløde ståler også kendt som lavkulstofstål og har gode mekaniske egenskaber, stor bearbejdelighed og god svejsbarhed.Fordi de er relativt lave omkostninger, bruger producenterne dem til mange generelle formål, såsom jigs og armaturer.Milde stål er modtagelige for korrosion og kemiske skader.
Lad os nedbryde de typer blødt stål, der er tilgængelige på platformen.
❖ Blødt stål 1018 er en legering til almindelig brug med god bearbejdelighed og svejsbarhed og fremragende sejhed, styrke og hårdhed.Det er den mest brugte bløde stållegering.
❖ Blødt stål 1045 er et medium kulstofstål med god svejsbarhed, god bearbejdelighed og høj styrke og slagfasthed.
❖ Blødt stål A36 er et almindeligt konstruktionsstål med god svejsbarhed.Den er velegnet til en række forskellige industrielle og byggetekniske applikationer.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisk
Hvad er legeret stål?Den hårdere, slidstærke legering
En del lavet af legeret stål
Legeret stål indeholder andre legeringselementer ud over kulstof, hvilket resulterer i forbedret hårdhed, sejhed, træthed og slidstyrke.I lighed med blødt stål er legeret stål modtagelige for korrosion og angreb fra kemikalier
❖ Legeret stål 4140 har gode generelle mekaniske egenskaber med god styrke og sejhed.Denne legering er velegnet til mange industrielle anvendelser, men anbefales ikke til svejsning.
❖ Legeret stål 4340 kan varmebehandles til høje niveauer af styrke og hårdhed, samtidig med at dens gode sejhed, slidstyrke og udmattelsesstyrke bevares.Denne legering er svejsbar.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisk
Hvad er værktøjsstål?Den usædvanligt hårde og modstandsdygtige legering
En del bearbejdet af værktøjsstål
Værktøjsståler metallegeringer med usædvanlig høj hårdhed, stivhed, slidstyrke og termisk modstand, så længe de gennemgårvarmebehandling.De bruges til at skabe fremstillingsværktøjer (deraf navnet) såsom matricer, stempler og forme.
Lad os nedbryde de værktøjsstål, vi tilbyder hos Hubs.
❖ Værktøjsstål D2 er en slidstærk legering, der bevarer sin hårdhed til en temperatur på 425°C.Det bruges almindeligvis til fremstilling af skærende værktøjer og matricer.
❖ Værktøjsstål A2 er et lufthærdet universalværktøjsstål med god sejhed og fremragende dimensionsstabilitet ved høje temperaturer.Det er almindeligt anvendt til fremstilling af sprøjtestøbeforme.
❖ Værktøjsstål O1 er en oliehærdet legering med en høj hårdhed på 65 HRC.Det er almindeligt brugt til knive og skærende værktøjer.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 7,8 g/cm3
❖ Typisk hårdhed: 45-65 HRC
Hvad er messing?Den ledende og kosmetiske legering
En messing C36000 del
Messinger en metallegering med god bearbejdelighed og fremragende elektrisk ledningsevne, hvilket gør den ideel til applikationer, der kræver lav friktion.Du vil ofte finde kosmetiske messingdele, der bruges til arkitektoniske formål (gulddetaljer).
Her er den messing, vi tilbyder hos Hubs.
❖ Messing C36000 er et materiale med høj trækstyrke og naturlig korrosionsbestandighed.Det er et af de mest let bearbejdelige materialer, så det bruges ofte til store mængder applikationer.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Ikke-magnetisk
Hvad er ABS?Den prototypiske termoplast
En del lavet af ABS
ABSer et af de mest almindelige termoplastiske materialer med gode mekaniske egenskaber, fremragende slagstyrke, høj varmebestandighed og god bearbejdelighed.
ABS har lav densitet, hvilket gør den ideel til lette applikationer.CNC-bearbejdede ABS-dele bruges ofte som prototyper før masseproduktion med sprøjtestøbning.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 1,00-1,05 g/cm3
Hvad er nylon?Den tekniske termoplast
En del lavet af nylon
Nylon(alias polyamid (PA)) er en termoplast, der ofte bruges til tekniske applikationer på grund af dets fremragende mekaniske egenskaber, gode slagstyrke og høje kemikalie- og slidstyrke.Det er modtageligt for vand- og fugtabsorption.
Nylon 6 og nylon 66 er de kvaliteter, der er mest almindeligt anvendt i CNC-bearbejdning.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 1,14 g/cm3
Hvad er polycarbonat?Termoplasten med slagstyrke
En del fremstillet af polycarbonat
Polycarbonat er en termoplast med høj sejhed, god bearbejdelighed og fremragende slagstyrke (bedre end ABS).Det er normalt gennemsigtigt, men kan farves til en række forskellige farver.Disse faktorer gør den ideel til en bred vifte af applikationer, herunder flydende enheder eller bilruder.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 1,20-1,22 g/cm3
Hvad er POM (Delrin)?Den mest bearbejdelige CNC-plast
En del lavet af POM (Delrin)
POM er almindeligt kendt under det kommercielle navn Delrin, og det er en teknisk termoplast med den højeste bearbejdelighed blandt plast.
POM (Delrin) er ofte det bedste valg ved CNC-bearbejdning af plastdele, der kræver høj præcision, høj stivhed, lav friktion, fremragende dimensionsstabilitet ved høje temperaturer og meget lav vandabsorption.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 1,40-1,42 g/cm3
Hvad er PTFE (Teflon)?Den ekstreme temperatur termoplast
En del lavet af PTFE
PTFE, almindeligvis kendt som Teflon, er en teknisk termoplast med fremragende kemisk og termisk modstand og den laveste friktionskoefficient af ethvert kendt fast stof.Det er en af de få plast, der kan modstå driftstemperaturer over 200 grader Celsius og er en fremragende elektrisk isolator.Den har også rene mekaniske egenskaber og bruges ofte som foring eller indsats i en samling.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 2,2 g/cm3
Hvad er HDPE?Udendørs & rør termoplasten
En del lavet af HDPE
Højdensitetspolyethylen (HDPE)er en termoplast med et højt styrke-til-vægt-forhold, høj slagstyrke og god vejrbestandighed.HDPE er let og er velegnet til udendørs brug og rørføring.Ligesom ABS bruges det ofte til at skabe prototyper før sprøjtestøbning.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 0,93-0,97 g/cm3
Hvad er PEEK?Plasten til at erstatte metal
En del fremstillet af PEEK
KIGer en højtydende teknisk termoplast med fremragende mekaniske egenskaber, termisk stabilitet over et meget bredt temperaturområde og fremragende modstandsdygtighed over for de fleste kemikalier.
PEEK bruges ofte til at erstatte metaldele på grund af dets høje styrke-til-vægt-forhold.Medicinske kvaliteter er også tilgængelige, hvilket gør PEEK også velegnet til biomedicinske applikationer.
Materiale egenskaber:
❖ Typisk massefylde: 1,32 g/cm3
Ofte stillede spørgsmål
❖ Hvad er fordelene ved CNC-bearbejdning med metaller?
Metaller er ideelle til fremstilling af applikationer, der kræver høj styrke, hårdhed og/eller pålidelig modstand mod ekstreme temperaturer.
Kilden til artiklen:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Indlægstid: 10. maj 2023