Това изчерпателно ръководство сравнява 25-те най-разпространени материала, използвани в машинната обработка с ЦПУ, и ви помага да изберете правилния за вашето приложение.
CNC обработката може да произвежда части от почти всеки метал или пластмаса.В такъв случай има огромна гама от материали за части, произведени чрез CNC фрезоване и струговане.Изборът на правилния за вашето приложение може да бъде доста предизвикателство, а разбирането на предимствата и най-доброто използване на всеки наличен материал може да бъде от решаващо значение.
В тази статия сравняваме най-често срещаните CNC материали по отношение на механични и термични свойства, цена и типични (и оптимални) приложения.
Как избирате правилните CNC материали?
Когато проектирате част, която да бъде обработвана с ЦПУ, изборът на правилните материали е от съществено значение.Ето основните стъпки, които препоръчваме да следвате, за да изберете правилните материали за вашите персонализирани части.
Определете изискванията за материали: Те могат да включват механични, термични или други изисквания за материали, както и цена и покритие на повърхността.Помислете как ще използвате частите си и в каква среда ще бъдат.
Идентифицирайте кандидат-материали: Забележете няколко кандидат-материала, които отговарят на всички (или повечето) ваши изисквания за дизайн.
Изберете най-подходящия материал: Тук обикновено се изисква компромис между две или повече изисквания за проектиране (например механични характеристики и цена).
В тази статия ще се съсредоточим върху стъпка втора.Използвайки информацията, представена по-долу, можете да идентифицирате материалите, които са най-подходящи за вашето приложение, като същевременно поддържате проекта си в рамките на бюджета.
Какви са насоките на Hubs за избор на материали за CNC?
В таблиците по-долу ние обобщаваме съответните характеристики на най-разпространените CNC материали, събрани чрез изследване на листовете с данни, предоставени от производителите на материали.Ние разделяме металите и пластмасите на две отделни категории.
Металите се използват главно в приложения, които изискват висока якост, твърдост и термична устойчивост.Пластмасите са леки материали с широк спектър от физични свойства, често използвани заради тяхната химическа устойчивост и електрически изолационни способности.
В нашето сравнение на CNC материали ние се фокусираме върху механичната якост (изразена като граница на провлачване на опън), обработваемостта (лекотата на машинна обработка влияе върху ценообразуването на CNC), цената, твърдостта (главно за метали) и устойчивост на температура (главно за пластмаси).
Ето инфографика, която можете да използвате като бърза справка за бързо идентифициране на CNC материали, които отговарят на конкретни инженерни нужди:
Какво е алуминий?Здравата, икономична сплав
Компонент, изработен от алуминий 6061
Алуминиевите сплави имат отлично съотношение на якост към тегло, висока топло- и електропроводимост и естествена защита срещу корозия.Те са лесни за машинна обработка и рентабилни в насипно състояние, което често ги прави най-икономичният вариант за производство на прототипи и други видове части.
Докато алуминиевите сплави обикновено имат по-ниска якост и твърдост от стоманите, те могат да бъдат анодизирани, създавайки твърд защитен слой върху повърхността им.
Нека разбием различните видове алуминиеви сплави.
❖ Алуминият 6061 е най-разпространената алуминиева сплав за обща употреба, с добро съотношение на якост към тегло и отлична обработваемост.
❖ Алуминий 6082 има подобен състав и свойства на материала като 6061. По-често се използва в Европа (тъй като отговаря на британските стандарти).
❖ Алуминий 7075 е най-често използваната сплав в космическите приложения, където намаляването на теглото е критично.Има отлични свойства на умора и може да бъде термично обработен до висока якост и твърдост, което го прави сравним със стоманите.
❖ Алуминий 5083 има по-висока якост от повечето други алуминиеви сплави и изключителна устойчивост на морска вода.Това го прави оптимален за строителни и морски приложения.Също така е отличен избор за заваряване.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност на алуминиеви сплави: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Може да се анодизира
❖ Немагнитни
Какво е неръждаема стомана?Здравата, издръжлива сплав
Част, изработена от неръждаема стомана 304
Сплавите от неръждаема стомана имат висока якост, висока пластичност, отлична устойчивост на износване и корозия и могат лесно да бъдат заварявани, обработвани и полирани.В зависимост от техния състав те могат да бъдат (по същество) немагнитни или магнитни.
Нека разбием видовете неръждаема стомана, които предлагаме на платформата.
❖ Неръждаема стомана 304 е най-разпространената сплав от неръждаема стомана.Има отлични механични свойства и добра обработваемост.Той е устойчив на повечето условия на околната среда и корозивни среди.
❖ Неръждаема стомана 316 е друга често срещана сплав от неръждаема стомана със сходни механични свойства като 304. Тя обаче има по-висока корозионна и химическа устойчивост, особено към солеви разтвори (например морска вода), така че често е по-добра за работа в по-тежки среди.
❖ Неръждаемата стомана 2205 Duplex има най-високата якост (два пъти по-голяма от обикновените сплави от неръждаема стомана) и отлична устойчивост на корозия.Използва се в екстремни среди, с много приложения в нефта и газа.
❖ Неръждаемата стомана 303 има отлична якост, но по-ниска устойчивост на корозия в сравнение с 304. Поради отличната си обработваемост, тя често се използва в приложения с голям обем, като например производство на гайки и болтове за космическото пространство.
❖ Неръждаема стомана 17-4 (SAE клас 630) има механични свойства, сравними с 304. Тя може да бъде закалена чрез утаяване до много висока степен (сравнима с инструменталните стомани) и има отлична химическа устойчивост, което я прави подходяща за приложения с много висока производителност, като производство на перки за вятърни турбини.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 7.7-8.0 g/cm3
❖ Немагнитни сплави от неръждаема стомана: 304, 316, 303
❖ Магнитни сплави от неръждаема стомана: 2205 дуплекс, 17-4
Какво е мека стомана?Сплав с общо предназначение
Част, изработена от мека стомана 1018
Меки стоманиса известни също като нисковъглеродни стомани и имат добри механични свойства, добра обработваемост и добра заваряемост.Тъй като са сравнително ниски, производителите ги използват за много приложения с общо предназначение, като приспособления и приспособления.Меките стомани са податливи на корозия и химически повреди.
Нека разбием видовете меки стомани, налични на платформата.
❖ Меката стомана 1018 е сплав за обща употреба с добра обработваемост и заваряемост и отлична якост, якост и твърдост.Това е най-често използваната сплав от мека стомана.
❖ Меката стомана 1045 е средно въглеродна стомана с добра заваряемост, добра обработваемост и висока якост и устойчивост на удар.
❖ Меката стомана A36 е обикновена структурна стомана с добра заваряемост.Подходящ е за различни индустриални и строителни приложения.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 7.8-7.9 g/cm3
❖ Магнитни
Какво е легирана стомана?По-здравата, устойчива на износване сплав
Част, изработена от легирана стомана
Легираните стомани съдържат други легиращи елементи в допълнение към въглерода, което води до подобрена твърдост, издръжливост, устойчивост на умора и износване.Подобно на меките стомани, легираните стомани са податливи на корозия и атаки от химикали
❖ Легирана стомана 4140 има добри цялостни механични свойства, с добра здравина и издръжливост.Тази сплав е подходяща за много индустриални приложения, но не се препоръчва за заваряване.
❖ Легирана стомана 4340 може да бъде термично обработена до високи нива на якост и твърдост, като същевременно запазва своята добра издръжливост, устойчивост на износване и якост на умора.Тази сплав е заваряема.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 7.8-7.9 g/cm3
❖ Магнитни
Какво е инструментална стомана?Изключително здрава и устойчива сплав
Част, изработена от инструментална стомана
Инструментални стоманиса метални сплави с изключително висока твърдост, коравина, износоустойчивост и термична устойчивост, стига да сетоплинна обработка.Те се използват за създаване на производствени инструменти (оттук и името) като матрици, щампи и форми.
Нека разбием инструменталните стомани, които предлагаме в Hubs.
❖ Инструментална стомана D2 е устойчива на износване сплав, която запазва твърдостта си до температура от 425°C.Обикновено се използва за производство на режещи инструменти и матрици.
❖ Инструментална стомана A2 е закалена на въздух инструментална стомана с общо предназначение с добра якост и отлична стабилност на размерите при повишени температури.Обикновено се използва за производство на матрици за леене под налягане.
❖ Инструментална стомана O1 е закалена в масло сплав с висока твърдост от 65 HRC.Обикновено се използва за ножове и режещи инструменти.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 7,8 g/cm3
❖ Типична твърдост: 45-65 HRC
Какво е месинг?Проводима и козметична сплав
Част от месинг C36000
Месинге метална сплав с добра обработваемост и отлична електрическа проводимост, което я прави идеална за приложения, които изискват ниско триене.Често ще намерите козметични месингови части, използвани за архитектурни цели (златни детайли).
Ето месинга, който предлагаме в Hubs.
❖ Месингът C36000 е материал с висока якост на опън и естествена устойчивост на корозия.Това е един от най-лесно обработваемите материали, така че често се използва за приложения с голям обем.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 8.4-8.7 g/cm3
❖ Немагнитни
Какво е ABS?Прототипът на термопластмасата
Част от ABS
коремни мускулие един от най-разпространените термопластични материали, предлагащ добри механични свойства, отлична якост на удар, висока устойчивост на топлина и добра обработваемост.
ABS има ниска плътност, което го прави идеален за леки приложения.CNC машинно обработените части от ABS често се използват като прототипи преди масовото производство с леене под налягане.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 1.00-1.05 g/cm3
Какво е найлон?Инженерната термопластмаса
Част от найлон
Найлон(известен още като полиамид (PA)) е термопластичен материал, който често се използва за инженерни приложения, поради отличните си механични свойства, добра якост на удар и висока устойчивост на химикали и абразия.Податлив е на абсорбция на вода и влага.
Найлон 6 и найлон 66 са класовете, които най-често се използват в машинната обработка с ЦПУ.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 1,14 g/cm3
Какво е поликарбонат?Термопласт с ударна якост
Част изработена от поликарбонат
Поликарбонатът е термопласт с висока якост, добра обработваемост и отлична якост на удар (по-добра от ABS).Обикновено е прозрачен, но може да бъде боядисан в различни цветове.Тези фактори го правят идеален за широк спектър от приложения, включително флуидни устройства или автомобилни стъкла.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 1.20-1.22 g/cm3
Какво е POM (Delrin)?Най-обработваемата CNC пластмаса
Част от POM (Delrin)
POM е широко известен с търговското наименование Delrin и е инженерен термопласт с най-висока обработваемост сред пластмасите.
POM (Delrin) често е най-добрият избор при CNC обработка на пластмасови части, които изискват висока точност, висока твърдост, ниско триене, отлична стабилност на размерите при повишени температури и много ниска водопоглъщаемост.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 1.40-1.42 g/cm3
Какво е PTFE (тефлон)?Термопласт при екстремни температури
Част, изработена от PTFE
PTFE, известен като тефлон, е инженерен термопласт с отлична химическа и термична устойчивост и най-нисък коефициент на триене от всяко известно твърдо вещество.Това е една от малкото пластмаси, които могат да издържат на работни температури над 200 градуса по Целзий и е изключителен електрически изолатор.Освен това има чисто механични свойства и често се използва като облицовка или вложка в сглобка.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 2,2 g/cm3
Какво е HDPE?Термопластмаса за външни и тръбопроводи
Част от HDPE
Полиетилен с висока плътност (HDPE)е термопласт с високо съотношение на якост към тегло, висока якост на удар и добра устойчивост на атмосферни влияния.HDPE е лек и е подходящ за външна употреба и тръбопроводи.Подобно на ABS, той често се използва за създаване на прототипи преди леене под налягане.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 0.93-0.97 g/cm3
Какво е PEEK?Пластмасата заменя метала
Част, произведена от PEEK
PEEKе високоефективен инженерен термопласт с отлични механични свойства, термична стабилност в много широк диапазон от температури и отлична устойчивост на повечето химикали.
PEEK често се използва за замяна на метални части поради високото си съотношение якост към тегло.Предлагат се и медицински степени, което прави PEEK подходящ и за биомедицински приложения.
Характеристики на материала:
❖ Типична плътност: 1,32 g/cm3
Често задавани въпроси
❖ Какви са предимствата на CNC обработката с метали?
Металите са идеални за производствени приложения, които изискват висока якост, твърдост и/или надеждна устойчивост на екстремни температури.
Източникът на статията:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Време на публикуване: 10 май 2023 г