Tento komplexný sprievodca porovnáva 25 najbežnejších materiálov používaných pri CNC obrábaní a pomôže vám vybrať ten správny pre vašu aplikáciu.
CNC obrábanie môže vyrábať diely z takmer akéhokoľvek kovu alebo plastu.V tomto prípade je k dispozícii široká škála materiálov pre diely vyrábané pomocou CNC frézovania a sústruženia.Výber toho správneho pre vašu aplikáciu môže byť dosť náročný a pochopenie výhod a najlepšieho využitia každého dostupného materiálu môže byť kľúčové.
V tomto článku porovnávame najbežnejšie CNC materiály z hľadiska mechanických a tepelných vlastností, nákladov a typických (a optimálnych) aplikácií.
Ako si vyberáte správne CNC materiály?
Keď navrhujete súčiastku na CNC obrábanie, výber správnych materiálov je zásadný.Tu sú základné kroky, ktoré odporúčame dodržiavať pri výbere správnych materiálov pre vaše vlastné diely.
Definujte požiadavky na materiál: Môžu zahŕňať mechanické, tepelné alebo iné požiadavky na materiál, ako aj náklady a povrchovú úpravu.Zvážte, ako budete svoje diely používať a v akom prostredí sa budú nachádzať.
Identifikujte kandidátske materiály: Označte niekoľko kandidátskych materiálov, ktoré spĺňajú všetky (alebo väčšinu) vašich požiadaviek na dizajn.
Vyberte najvhodnejší materiál: Tu sa zvyčajne vyžaduje kompromis medzi dvoma alebo viacerými konštrukčnými požiadavkami (napríklad mechanický výkon a cena).
V tomto článku sa zameriame na druhý krok.Pomocou nižšie uvedených informácií môžete identifikovať materiály, ktoré sú najvhodnejšie pre vašu aplikáciu, a zároveň udržať váš projekt v rozpočte.
Aké sú pokyny spoločnosti Hubs pre výber materiálov pre CNC?
V nižšie uvedených tabuľkách zhrňujeme relevantné charakteristiky najbežnejších CNC materiálov, zhromaždené preskúmaním údajových listov poskytnutých výrobcami materiálov.Kovy a plasty rozdeľujeme do dvoch odlišných kategórií.
Kovy sa používajú najmä v aplikáciách, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť, tvrdosť a tepelnú odolnosť.Plasty sú ľahké materiály so širokým rozsahom fyzikálnych vlastností, často používané pre svoju chemickú odolnosť a elektroizolačné schopnosti.
V našom porovnaní CNC materiálov sa zameriavame na mechanickú pevnosť (vyjadrenú ako medza klzu v ťahu), opracovateľnosť (jednoduchosť obrábania ovplyvňuje cenu CNC), cenu, tvrdosť (hlavne pri kovoch) a teplotnú odolnosť (hlavne pri plastoch).
Tu je infografika, ktorú môžete použiť ako rýchlu referenciu na rýchlu identifikáciu CNC materiálov, ktoré vyhovujú špecifickým inžinierskym potrebám:
Čo je hliník?Robustná, ekonomická zliatina
Komponent vyrobený z hliníka 6061
Zliatiny hliníka majú vynikajúci pomer pevnosti k hmotnosti, vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť a prirodzenú ochranu proti korózii.Ľahko sa obrábajú a sú nákladovo efektívne vo veľkom, čo z nich často robí najhospodárnejšiu možnosť výroby prototypov a iných typov dielov.
Hliníkové zliatiny majú zvyčajne nižšiu pevnosť a tvrdosť ako ocele, ale môžu byť eloxované, čím sa na ich povrchu vytvorí tvrdá ochranná vrstva.
Poďme si rozobrať jednotlivé druhy hliníkových zliatin.
❖ Hliník 6061 je najbežnejšia hliníková zliatina na všeobecné použitie s dobrým pomerom pevnosti k hmotnosti a vynikajúcou opracovateľnosťou.
❖ Hliník 6082 má podobné zloženie a materiálové vlastnosti ako 6061. Bežnejšie sa používa v Európe (pretože spĺňa britské normy).
❖ Hliník 7075 je zliatina najčastejšie používaná v leteckom a kozmickom priemysle, kde je kritické zníženie hmotnosti.Má vynikajúce únavové vlastnosti a dá sa tepelne spracovať na vysokú pevnosť a tvrdosť, vďaka čomu je porovnateľný s oceľami.
❖ Hliník 5083 má vyššiu pevnosť ako väčšina ostatných hliníkových zliatin a výnimočnú odolnosť voči morskej vode.Vďaka tomu je optimálny pre stavebné a námorné aplikácie.Je to tiež skvelá voľba pre zváranie.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota hliníkových zliatin: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Možno eloxovať
❖ Nemagnetické
Čo je nehrdzavejúca oceľ?Pevná, odolná zliatina
Časť vyrobená z nehrdzavejúcej ocele 304
Zliatiny z nehrdzavejúcej ocele majú vysokú pevnosť, vysokú ťažnosť, vynikajúcu odolnosť proti opotrebovaniu a korózii a možno ich ľahko zvárať, opracovávať a leštiť.V závislosti od ich zloženia môžu byť buď (v podstate) nemagnetické alebo magnetické.
Poďme si rozobrať typy nehrdzavejúcej ocele, ktoré ponúkame na platforme.
❖ Nerezová oceľ 304 je najbežnejšou zliatinou nehrdzavejúcej ocele.Má výborné mechanické vlastnosti a dobrú opracovateľnosť.Je odolný voči väčšine podmienok prostredia a korozívnym médiám.
❖ Nehrdzavejúca oceľ 316 je ďalšou bežnou zliatinou nehrdzavejúcej ocele s podobnými mechanickými vlastnosťami ako 304. Má však vyššiu odolnosť proti korózii a chemikáliám, najmä voči slaným roztokom (napríklad morskej vode), takže je často lepšia na zvládanie drsnejších prostredí.
❖ Nerezová oceľ 2205 Duplex má najvyššiu pevnosť (dvakrát vyššiu ako bežné zliatiny nehrdzavejúcej ocele) a vynikajúcu odolnosť voči korózii.Používa sa v extrémnych prostrediach s mnohými aplikáciami v oblasti ropy a zemného plynu.
❖ Nerezová oceľ 303 má vynikajúcu húževnatosť, ale nižšiu odolnosť proti korózii v porovnaní s oceľou 304. Vďaka svojej vynikajúcej opracovateľnosti sa často používa vo veľkoobjemových aplikáciách, ako je výroba matíc a skrutiek pre letectvo a kozmonautiku.
❖ Nehrdzavejúca oceľ 17-4 (trieda SAE 630) má mechanické vlastnosti porovnateľné s 304. Môže byť precipitátne kalená na veľmi vysoký stupeň (porovnateľná s nástrojovými oceľami) a má vynikajúcu chemickú odolnosť, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie s veľmi vysokým výkonom, ako je výroba lopatiek pre veterné turbíny.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Nemagnetické zliatiny nehrdzavejúcej ocele: 304, 316, 303
❖ Magnetické zliatiny nehrdzavejúcej ocele: 2205 Duplex, 17-4
Čo je mäkká oceľ?Zliatina na všeobecné použitie
Časť vyrobená z mäkkej ocele 1018
Mäkké ocelesú známe aj ako nízkouhlíkové ocele a majú dobré mechanické vlastnosti, skvelú obrobiteľnosť a dobrú zvárateľnosť.Pretože sú relatívne nízke, výrobcovia ich používajú na mnoho všeobecných aplikácií, ako sú prípravky a prípravky.Mäkké ocele sú náchylné na koróziu a chemické poškodenie.
Poďme si rozobrať typy mäkkých ocelí dostupných na platforme.
❖ Mäkká oceľ 1018 je zliatina na všeobecné použitie s dobrou opracovateľnosťou a zvárateľnosťou a vynikajúcou húževnatosťou, pevnosťou a tvrdosťou.Je to najčastejšie používaná zliatina mäkkej ocele.
❖ Mäkká oceľ 1045 je stredne uhlíková oceľ s dobrou zvariteľnosťou, dobrou opracovateľnosťou a vysokou pevnosťou a odolnosťou proti nárazu.
❖ Mäkká oceľ A36 je bežná konštrukčná oceľ s dobrou zvariteľnosťou.Je vhodný pre rôzne priemyselné a stavebné aplikácie.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetické
Čo je to legovaná oceľ?Tvrdšia zliatina odolná voči opotrebovaniu
Časť vyrobená z legovanej ocele
Legované ocele obsahujú okrem uhlíka ďalšie legujúce prvky, čo vedie k zlepšeniu tvrdosti, húževnatosti, únave a odolnosti proti opotrebovaniu.Podobne ako mäkké ocele, legované ocele sú náchylné na koróziu a napadnutie chemikáliami
❖ Legovaná oceľ 4140 má celkovo dobré mechanické vlastnosti, dobrú pevnosť a húževnatosť.Táto zliatina je vhodná pre mnohé priemyselné aplikácie, ale neodporúča sa na zváranie.
❖ Legovaná oceľ 4340 môže byť tepelne spracovaná na vysokú úroveň pevnosti a tvrdosti, pričom si zachováva dobrú húževnatosť, odolnosť proti opotrebovaniu a únavovú pevnosť.Táto zliatina je zvárateľná.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetické
Čo je nástrojová oceľ?Mimoriadne pevná a odolná zliatina
Diel vyrobený z nástrojovej ocele
Nástrojové ocelesú zliatiny kovov s výnimočne vysokou tvrdosťou, tuhosťou, oderom a tepelnou odolnosťou, pokiaľ podliehajútepelné spracovanie.Používajú sa na vytváranie výrobných nástrojov (odtiaľ názov), ako sú raznice, razidlá a formy.
Poďme si rozobrať nástrojové ocele, ktoré ponúkame v Hubs.
❖ Nástrojová oceľ D2 je zliatina odolná voči opotrebovaniu, ktorá si zachováva svoju tvrdosť až do teploty 425°C.Bežne sa používa na výrobu rezných nástrojov a matríc.
❖ Nástrojová oceľ A2 je vzduchom kalená univerzálna nástrojová oceľ s dobrou húževnatosťou a vynikajúcou rozmerovou stabilitou pri zvýšených teplotách.Bežne sa používa na výrobu foriem na vstrekovanie.
❖ Nástrojová oceľ O1 je olejom kalená zliatina s vysokou tvrdosťou 65 HRC.Bežne sa používa na nože a rezné nástroje.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,8 g/cm3
❖ Typická tvrdosť: 45-65 HRC
čo je mosadz?Vodivá a kozmetická zliatina
Mosadzný diel C36000
Mosadzje kovová zliatina s dobrou opracovateľnosťou a vynikajúcou elektrickou vodivosťou, vďaka čomu je ideálna pre aplikácie vyžadujúce nízke trenie.Často nájdete kozmetické mosadzné diely používané na architektonické účely (zlaté detaily).
Tu je mosadz, ktorý ponúkame v Hubs.
❖ Mosadz C36000 je materiál s vysokou pevnosťou v ťahu a prirodzenou odolnosťou proti korózii.Je to jeden z najľahšie opracovateľných materiálov, preto sa často používa na veľkoobjemové aplikácie.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Nemagnetické
Čo je ABS?Prototypový termoplast
Časť vyrobená z ABS
ABSje jedným z najbežnejších termoplastických materiálov, ktorý ponúka dobré mechanické vlastnosti, vynikajúcu rázovú húževnatosť, vysokú tepelnú odolnosť a dobrú opracovateľnosť.
ABS má nízku hustotu, vďaka čomu je ideálny pre ľahké aplikácie.CNC obrábané diely ABS sa často používajú ako prototypy pred hromadnou výrobou so vstrekovaním.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,00-1,05 g/cm3
Čo je nylon?Technický termoplast
Časť vyrobená z nylonu
Nylon(známy ako polyamid (PA)) je termoplast, ktorý sa často používa v strojárstve vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam, dobrej rázovej húževnatosti a vysokej chemickej odolnosti a odolnosti voči oderu.Je náchylný na absorpciu vody a vlhkosti.
Nylon 6 a nylon 66 sú triedy, ktoré sa najčastejšie používajú pri CNC obrábaní.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,14 g/cm3
Čo je to polykarbonát?Termoplast s rázovou pevnosťou
Diel vyrobený z polykarbonátu
Polykarbonát je termoplast s vysokou húževnatosťou, dobrou opracovateľnosťou a vynikajúcou rázovou húževnatosťou (lepšou ako ABS).Zvyčajne je priehľadný, ale môže byť zafarbený na rôzne farby.Vďaka týmto faktorom je ideálny pre širokú škálu aplikácií vrátane fluidných zariadení alebo automobilových skiel.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,20-1,22 g/cm3
Čo je POM (Delrin)?Najviac opracovateľný CNC plast
Časť vyrobená z POM (Delrin)
POM je bežne známy pod obchodným názvom Delrin a je to technický termoplast s najvyššou obrobiteľnosťou spomedzi plastov.
POM (Delrin) je často najlepšou voľbou pri CNC obrábaní plastových dielov, ktoré vyžadujú vysokú presnosť, vysokú tuhosť, nízke trenie, vynikajúcu rozmerovú stabilitu pri zvýšených teplotách a veľmi nízku absorpciu vody.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,40-1,42 g/cm3
Čo je PTFE (teflón)?Termoplast s extrémnou teplotou
Časť vyrobená z PTFE
PTFE, bežne známy ako teflón, je technický termoplast s vynikajúcou chemickou a tepelnou odolnosťou a najnižším koeficientom trenia zo všetkých známych pevných látok.Je to jeden z mála plastov, ktorý odoláva prevádzkovým teplotám nad 200 stupňov Celzia a je vynikajúcim elektrickým izolantom.Má tiež čisto mechanické vlastnosti a často sa používa ako podšívka alebo vložka v zostave.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 2,2 g/cm3
Čo je HDPE?Vonkajší a potrubný termoplast
Diel vyrobený z HDPE
polyetylén s vysokou hustotou (HDPE)je termoplast s vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti, vysokou rázovou húževnatosťou a dobrou odolnosťou voči poveternostným vplyvom.HDPE je ľahký a je vhodný na vonkajšie použitie a potrubia.Podobne ako ABS sa často používa na vytváranie prototypov pred vstrekovaním.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 0,93-0,97 g/cm3
Čo je to PEEK?Plast, ktorý nahrádza kov
Diel vyrobený z PEEK
PEEKje vysokovýkonný technický termoplast s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, tepelnou stabilitou vo veľmi širokom rozsahu teplôt a vynikajúcou odolnosťou voči väčšine chemikálií.
PEEK sa často používa ako náhrada kovových častí kvôli vysokému pomeru pevnosti a hmotnosti.Dostupné sú aj medicínske kvality, vďaka čomu je PEEK vhodný aj pre biomedicínske aplikácie.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,32 g/cm3
Často kladené otázky
❖ Aké sú výhody CNC obrábania kovov?
Kovy sú ideálne pre výrobné aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť, tvrdosť a/alebo spoľahlivú odolnosť voči extrémnym teplotám.
Zdroj článku:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Čas odoslania: 10. máj 2023