Šajā visaptverošajā rokasgrāmatā ir salīdzināti 25 visbiežāk izmantotie materiāli, kas tiek izmantoti CNC apstrādē, un palīdz izvēlēties piemērotāko jūsu pielietojumam.
Ar CNC apstrādi var izgatavot detaļas no gandrīz jebkura metāla vai plastmasas.Šajā gadījumā ir pieejams milzīgs materiālu klāsts detaļām, kas ražotas, izmantojot CNC frēzēšanu un virpošanu.Izvēlēties piemērotāko savam lietojumam var būt diezgan sarežģīts izaicinājums, un izpratne par katra pieejamā materiāla priekšrocībām un labāko pielietojumu var būt ļoti svarīga.
Šajā rakstā mēs salīdzinām visizplatītākos CNC materiālus, ņemot vērā mehāniskās un termiskās īpašības, izmaksas un tipiskus (un optimālus) lietojumus.
Kā izvēlēties pareizos CNC materiālus?
Projektējot detaļu CNC apstrādei, ir svarīgi izvēlēties pareizos materiālus.Tālāk ir norādītas pamata darbības, kuras iesakām veikt, lai izvēlētos pareizos materiālus savām pielāgotajām daļām.
Definējiet materiālu prasības: tās var ietvert mehāniskās, termiskās vai citas materiāla prasības, kā arī izmaksas un virsmas apdari.Apsveriet, kā izmantosit savas daļas un kādā vidē tās atradīsies.
Nosakiet kandidātu materiālus: norādiet dažus kandidātmateriālus, kas atbilst visām (vai lielākajai daļai) jūsu dizaina prasību.
Izvēlieties vispiemērotāko materiālu: šeit parasti ir nepieciešams kompromiss starp divām vai vairākām dizaina prasībām (piemēram, mehānisko veiktspēju un izmaksām).
Šajā rakstā mēs koncentrēsimies uz otro darbību.Izmantojot tālāk sniegto informāciju, varat noteikt jūsu pieteikumam vispiemērotākos materiālus, vienlaikus saglabājot projekta budžetu.
Kādas ir Hubs vadlīnijas materiālu izvēlei CNC?
Tālāk esošajās tabulās ir apkopoti visizplatītāko CNC materiālu atbilstošie raksturlielumi, kas iegūti, pārbaudot materiālu ražotāju sniegtās datu lapas.Mēs sadalām metālus un plastmasu divās atšķirīgās kategorijās.
Metālus galvenokārt izmanto lietojumos, kuriem nepieciešama augsta izturība, cietība un termiskā pretestība.Plastmasa ir viegli materiāli ar plašu fizikālo īpašību klāstu, ko bieži izmanto to ķīmiskās izturības un elektriskās izolācijas spēju dēļ.
Salīdzinot CNC materiālus, mēs koncentrējamies uz mehānisko izturību (izteiktu kā stiepes tecēšanas robežu), apstrādājamību (apstrādes vieglums ietekmē CNC cenas), izmaksām, cietību (galvenokārt metāliem) un temperatūras izturību (galvenokārt plastmasām).
Šeit ir infografika, ko varat izmantot kā ātru atsauci, lai ātri identificētu CNC materiālus, kas atbilst konkrētām inženiertehniskajām vajadzībām:
Kas ir alumīnijs?Izturīgs, ekonomisks sakausējums
Sastāvdaļa izgatavota no alumīnija 6061
Alumīnija sakausējumiem ir lieliska stiprības un svara attiecība, augsta siltuma un elektriskā vadītspēja un dabiska aizsardzība pret koroziju.Tos ir viegli apstrādāt un tie ir rentabli vairumā, kas bieži vien padara tos par visekonomiskāko iespēju prototipu un cita veida detaļu ražošanai.
Lai gan alumīnija sakausējumiem parasti ir zemāka izturība un cietība nekā tēraudiem, tos var anodēt, radot cietu, aizsargājošu slāni uz to virsmas.
Sadalīsim dažādu veidu alumīnija sakausējumus.
❖ Alumīnijs 6061 ir visizplatītākais vispārēji lietojams alumīnija sakausējums ar labu stiprības un svara attiecību un lielisku apstrādājamību.
❖ Alumīnijam 6082 ir līdzīgs sastāvs un materiāla īpašības kā 6061. To biežāk izmanto Eiropā (jo tas atbilst Lielbritānijas standartiem).
❖ Alumīnijs 7075 ir sakausējums, ko visbiežāk izmanto kosmosa lietojumos, kur svara samazināšana ir ļoti svarīga.Tam ir lieliskas noguruma īpašības, un to var termiski apstrādāt līdz augstai izturībai un cietībai, padarot to salīdzināmu ar tēraudiem.
❖ Alumīnijam 5083 ir lielāka izturība nekā vairumam citu alumīnija sakausējumu un izcila izturība pret jūras ūdeni.Tas padara to par optimālu būvniecības un jūras vajadzībām.Tā ir arī lieliska izvēle metināšanai.
Materiāla īpašības:
❖ Alumīnija sakausējumu tipiskais blīvums: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Var anodēt
❖ Nemagnētisks
Kas ir nerūsējošais tērauds?Spēcīgs, izturīgs sakausējums
Detaļa izgatavota no nerūsējošā tērauda 304
Nerūsējošā tērauda sakausējumiem ir augsta izturība, augsta elastība, lieliska nodilumizturība un korozija, un tos var viegli metināt, apstrādāt un pulēt.Atkarībā no to sastāva tie var būt (būtībā) nemagnētiski vai magnētiski.
Sadalīsim nerūsējošā tērauda veidus, kurus piedāvājam uz platformas.
❖ Nerūsējošais tērauds 304 ir visizplatītākais nerūsējošā tērauda sakausējums.Tam ir lieliskas mehāniskās īpašības un laba apstrādājamība.Tas ir izturīgs pret lielāko daļu vides apstākļu un kodīgu materiālu.
❖ Nerūsējošais tērauds 316 ir vēl viens izplatīts nerūsējošā tērauda sakausējums ar līdzīgām mehāniskajām īpašībām kā 304. Tomēr tam ir augstāka izturība pret koroziju un ķīmisko izturību, īpaši pret sāls šķīdumiem (piemēram, jūras ūdeni), tāpēc tas bieži vien ir labāks darbam skarbākā vidē.
❖ Nerūsējošajam tēraudam 2205 Duplex ir visaugstākā izturība (divas reizes lielāka nekā parastajiem nerūsējošā tērauda sakausējumiem) un lieliska izturība pret koroziju.To izmanto ekstrēmās vidēs ar daudziem lietojumiem naftas un gāzes jomā.
❖ Nerūsējošajam tēraudam 303 ir izcila stingrība, bet zemāka izturība pret koroziju, salīdzinot ar 304. Pateicoties tā lieliskajai apstrādājamībai, to bieži izmanto liela apjoma lietojumos, piemēram, uzgriežņu un skrūvju ražošanā kosmosa vajadzībām.
❖ Nerūsējošajam tēraudam 17-4 (SAE klase 630) ir mehāniskās īpašības, kas ir salīdzināmas ar 304. Tas var būt ļoti rūdīts pret nokrišņiem (salīdzināms ar instrumentu tēraudiem), un tam ir lieliska ķīmiskā izturība, padarot to piemērotu ļoti augstas veiktspējas lietojumiem, piemēram, vēja turbīnu ražošanas lāpstiņas.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Nemagnētiski nerūsējošā tērauda sakausējumi: 304, 316, 303
❖ Magnētiskie nerūsējošā tērauda sakausējumi: 2205 Duplex, 17-4
Kas ir maigs tērauds?Vispārējas nozīmes sakausējums
Detaļa izgatavota no vieglā tērauda 1018
Mīkstie tēraudiir pazīstami arī kā zema oglekļa satura tēraudi, un tiem ir labas mehāniskās īpašības, lieliska apstrādājamība un laba metināmība.Tā kā to izmaksas ir salīdzinoši zemas, ražotāji tos izmanto daudzām vispārīgām vajadzībām, piemēram, džigiem un armatūru.Vieglie tēraudi ir jutīgi pret koroziju un ķīmiskiem bojājumiem.
Sadalīsim platformā pieejamos mīksto tēraudu veidus.
❖ Viegls tērauds 1018 ir vispārējas lietošanas sakausējums ar labu apstrādājamību un metināmību un izcilu stingrību, izturību un cietību.Tas ir visbiežāk izmantotais vieglā tērauda sakausējums.
❖ Viegls tērauds 1045 ir vidēja oglekļa tērauds ar labu metināmību, labu apstrādājamību un augstu stiprību un triecienizturību.
❖ Viegls tērauds A36 ir izplatīts konstrukciju tērauds ar labu metināmību.Tas ir piemērots dažādiem rūpnieciskiem un celtniecības lietojumiem.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnētisks
Kas ir leģētais tērauds?Stingrāks, nodilumizturīgāks sakausējums
Daļa izgatavota no leģēta tērauda
Leģētie tēraudi papildus ogleklim satur citus leģējošus elementus, kā rezultātā uzlabojas cietība, stingrība, nogurums un nodilumizturība.Līdzīgi kā vieglie tēraudi, arī leģētie tēraudi ir jutīgi pret koroziju un ķīmisko vielu uzbrukumiem
❖ Leģētajam tēraudam 4140 ir labas vispārējās mehāniskās īpašības, laba izturība un stingrība.Šis sakausējums ir piemērots daudziem rūpnieciskiem lietojumiem, bet nav ieteicams metināšanai.
❖ Leģēto tēraudu 4340 var termiski apstrādāt līdz augstam izturības un cietības līmenim, vienlaikus saglabājot tā labo stingrību, nodilumizturību un noguruma izturību.Šis sakausējums ir metināms.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnētisks
Kas ir instrumentu tērauds?Īpaši izturīgs un izturīgs sakausējums
Detaļa, kas izgatavota no instrumentu tērauda
Instrumentu tēraudiir metālu sakausējumi ar īpaši augstu cietību, stingrību, nodilumizturību un termisko pretestību, ja vien tie tiek pakļautitermiskā apstrāde.Tos izmanto, lai izveidotu ražošanas rīkus (tātad arī nosaukumu), piemēram, presformas, zīmogus un veidnes.
Sadalīsim instrumentu tēraudus, ko piedāvājam Hubs.
❖ Instrumentu tērauds D2 ir nodilumizturīgs sakausējums, kas saglabā savu cietību līdz 425°C temperatūrai.To parasti izmanto griezējinstrumentu un presformu ražošanai.
❖ Instrumentu tērauds A2 ir ar gaisu rūdīts universāls instrumentu tērauds ar labu stingrību un izcilu izmēru stabilitāti paaugstinātā temperatūrā.To parasti izmanto iesmidzināšanas formēšanas presformu ražošanai.
❖ Instrumentu tērauds O1 ir ar eļļu rūdīts sakausējums ar augstu cietību 65 HRC.To parasti izmanto nažiem un griešanas instrumentiem.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 7,8 g/cm3
❖ Tipiskā cietība: 45-65 HRC
Kas ir misiņš?Vadošs un kosmētiskais sakausējums
Misiņa C36000 daļa
Misiņšir metāla sakausējums ar labu apstrādājamību un izcilu elektrisko vadītspēju, padarot to ideāli piemērotu lietojumiem, kuriem nepieciešama zema berze.Jūs bieži atradīsit kosmētikas misiņa daļas, ko izmanto arhitektūras nolūkos (zelta detaļas).
Lūk, misiņš, ko piedāvājam Hubs.
❖ Misiņš C36000 ir materiāls ar augstu stiepes izturību un dabisku izturību pret koroziju.Tas ir viens no visvieglāk apstrādājamiem materiāliem, tāpēc to bieži izmanto liela apjoma lietojumiem.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Nemagnētisks
Kas ir ABS?Termoplasta prototips
Daļa izgatavota no ABS
ABSir viens no visizplatītākajiem termoplastiskajiem materiāliem, kas piedāvā labas mehāniskās īpašības, izcilu triecienizturību, augstu karstumizturību un labu apstrādājamību.
ABS ir zems blīvums, tāpēc tas ir ideāli piemērots vieglām lietojumprogrammām.CNC apstrādātas ABS detaļas bieži tiek izmantotas kā prototipi pirms masveida ražošanas ar iesmidzināšanu.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 1,00-1,05 g/cm3
Kas ir neilons?Inženiertehniskā termoplastika
Daļa no neilona
Neilons(pazīstams arī kā poliamīds (PA)) ir termoplastiska plastmasa, ko bieži izmanto inženiertehniskos lietojumos, pateicoties tās izcilajām mehāniskajām īpašībām, labajai triecienizturībai un augstajai ķīmiskajai un nodilumizturībai.Tas ir jutīgs pret ūdens un mitruma uzsūkšanos.
Neilons 6 un neilons 66 ir kategorijas, kuras visbiežāk izmanto CNC apstrādē.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 1,14 g/cm3
Kas ir polikarbonāts?Termoplasts ar triecienizturību
Detaļa izgatavota no polikarbonāta
Polikarbonāts ir termoplastiska viela ar augstu stingrību, labu apstrādājamību un izcilu triecienizturību (labāka nekā ABS).Parasti tas ir caurspīdīgs, taču to var krāsot dažādās krāsās.Šie faktori padara to ideāli piemērotu plašam lietojumu klāstam, tostarp šķidruma ierīcēm vai automobiļu stiklojumam.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 1,20-1,22 g/cm3
Kas ir POM (Delrin)?Visvairāk apstrādājamā CNC plastmasa
Daļa izgatavota no POM (Delrin)
POM ir plaši pazīstams ar komerciālo nosaukumu Delrin, un tas ir inženiertehnisks termoplasts ar visaugstāko apstrādājamību starp plastmasām.
POM (Delrin) bieži vien ir labākā izvēle, kad CNC apstrādā plastmasas detaļas, kurām nepieciešama augsta precizitāte, augsta stingrība, zema berze, lieliska izmēru stabilitāte paaugstinātā temperatūrā un ļoti zema ūdens absorbcija.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 1,40-1,42 g/cm3
Kas ir PTFE (teflons)?Ekstrēmas temperatūras termoplasts
Daļa izgatavota no PTFE
PTFE, plaši pazīstams kā teflons, ir inženierijas termoplasts ar izcilu ķīmisko un termisko pretestību un zemāko berzes koeficientu no jebkuras zināmas cietas vielas.Tā ir viena no retajām plastmasām, kas var izturēt darba temperatūru virs 200 grādiem pēc Celsija un ir izcils elektriskais izolators.Tam ir arī tīras mehāniskās īpašības, un to bieži izmanto kā oderi vai ieliktni montāžā.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 2,2 g/cm3
Kas ir HDPE?Āra un cauruļvadu termoplasts
Daļa izgatavota no HDPE
Augsta blīvuma polietilēns (HDPE)ir termoplastiska plastmasa ar augstu stiprības un svara attiecību, augstu triecienizturību un labu laikapstākļu izturību.HDPE ir viegls un piemērots lietošanai ārpus telpām un cauruļvadiem.Tāpat kā ABS, to bieži izmanto, lai izveidotu prototipus pirms iesmidzināšanas.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 0,93-0,97 g/cm3
Kas ir PEEK?Plastmasa metāla nomaiņai
Detaļa ražota no PEEK
PEEKir augstas veiktspējas inženierijas termoplasts ar izcilām mehāniskām īpašībām, termisko stabilitāti ļoti plašā temperatūru diapazonā un izcilu izturību pret lielāko daļu ķīmisko vielu.
PEEK bieži tiek izmantots metāla detaļu nomaiņai tās augstās stiprības un svara attiecības dēļ.Ir pieejamas arī medicīniskās kategorijas, padarot PEEK piemērotu arī biomedicīnas vajadzībām.
Materiāla īpašības:
❖ Tipiskais blīvums: 1,32 g/cm3
Bieži uzdotie jautājumi
❖ Kādas ir CNC apstrādes priekšrocības ar metāliem?
Metāli ir ideāli piemēroti ražošanai, kam nepieciešama augsta izturība, cietība un/vai uzticama izturība pret ekstremālām temperatūrām.
Raksta avots:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Publicēšanas laiks: 2023. gada 10. maijs