Denne omfattende guiden sammenligner de 25 vanligste materialene som brukes i CNC-maskinering og hjelper deg med å velge det riktige for ditt bruksområde.
CNC-bearbeiding kan produsere deler fra nesten hvilket som helst metall eller plast.Dette er tilfellet, det er et stort utvalg materialer tilgjengelig for deler produsert via CNC-fresing og dreiing.Å velge den riktige for applikasjonen din kan være litt av en utfordring, og det kan være avgjørende å forstå fordelene og den beste bruken av hvert tilgjengelig materiale.
I denne artikkelen sammenligner vi de vanligste CNC-materialene, når det gjelder mekaniske og termiske egenskaper, kostnader og typiske (og optimale) bruksområder.
Hvordan velger du de riktige CNC-materialene?
Når du designer en del som skal CNC-maskineres, er det viktig å velge de riktige materialene.Her er de grunnleggende trinnene vi anbefaler å følge for å velge de riktige materialene for dine tilpassede deler.
Definer materialkravene: Disse kan inkludere mekaniske, termiske eller andre materialkrav, samt kostnad og overflatefinish.Vurder hvordan du vil bruke delene dine og hva slags miljø de vil være i.
Identifiser kandidatmaterialer: Fest ned noen få kandidatmaterialer som oppfyller alle (eller de fleste) designkravene dine.
Velg det mest passende materialet: Her kreves vanligvis et kompromiss mellom to eller flere av designkravene (for eksempel mekanisk ytelse og kostnad).
I denne artikkelen vil vi fokusere på trinn to.Ved å bruke informasjonen som presenteres nedenfor, kan du identifisere materialene som er best egnet for din applikasjon, samtidig som du holder prosjektet på budsjett.
Hva er Hubs retningslinjer for valg av materialer for CNC?
I tabellene nedenfor oppsummerer vi de relevante egenskapene til de vanligste CNC-materialene, samlet ved å undersøke databladene levert av materialprodusentene.Vi deler metaller og plast inn i to forskjellige kategorier.
Metaller brukes hovedsakelig i applikasjoner som krever høy styrke, hardhet og termisk motstand.Plast er lette materialer med et bredt spekter av fysiske egenskaper, ofte brukt for deres kjemiske motstand og elektriske isolasjonsevner.
I vår sammenligning av CNC-materialer fokuserer vi på mekanisk styrke (uttrykt som strekk flytegrense), bearbeidbarhet (enkel bearbeiding påvirker CNC-priser), kostnad, hardhet (hovedsakelig for metaller) og temperaturmotstand (hovedsakelig for plast).
Her er en infografikk som du kan bruke som en hurtigreferanse for raskt å identifisere CNC-materialer som passer til spesifikke tekniske behov:
Hva er aluminium?Den robuste, økonomiske legeringen
En komponent laget av aluminium 6061
Aluminiumslegeringer har et utmerket styrke-til-vekt-forhold, høy termisk og elektrisk ledningsevne og naturlig beskyttelse mot korrosjon.De er enkle å maskinere og kostnadseffektive i bulk, noe som ofte gjør dem til det mest økonomiske alternativet for å produsere prototyper og andre typer deler.
Mens aluminiumslegeringer vanligvis har lavere styrke og hardhet enn stål, men de kan anodiseres, og skaper et hardt, beskyttende lag på overflaten.
La oss bryte ned de forskjellige typene aluminiumslegeringer.
❖ Aluminium 6061 er den vanligste aluminiumslegeringen for generell bruk, med et godt styrke-til-vekt-forhold og utmerket bearbeidbarhet.
❖ Aluminium 6082 har en lignende sammensetning og materialegenskaper som 6061. Den er mer vanlig i Europa (ettersom den er i samsvar med britiske standarder).
❖ Aluminium 7075 er den legeringen som oftest brukes i romfartsapplikasjoner der vektreduksjon er kritisk.Den har utmerkede tretthetsegenskaper og kan varmebehandles til høy styrke og hardhet, noe som gjør den sammenlignbar med stål.
❖ Aluminium 5083 har høyere styrke enn de fleste andre aluminiumslegeringer og eksepsjonell motstand mot sjøvann.Dette gjør den optimal for konstruksjon og marine applikasjoner.Det er også et utmerket valg for sveising.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet for aluminiumslegeringer: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Kan anodiseres
❖ Ikke-magnetisk
Hva er rustfritt stål?Den sterke, slitesterke legeringen
En del laget av rustfritt stål 304
Rustfrie stållegeringer har høy styrke, høy duktilitet, utmerket slitasje- og korrosjonsbestandighet og kan enkelt sveises, maskineres og poleres.Avhengig av deres sammensetning kan de enten være (i hovedsak) ikke-magnetiske eller magnetiske.
La oss bryte ned hvilke typer rustfritt stål vi tilbyr på plattformen.
❖ Rustfritt stål 304 er den vanligste legeringen av rustfritt stål.Den har utmerkede mekaniske egenskaper og god bearbeidbarhet.Den er motstandsdyktig mot de fleste miljøforhold og korrosive medier.
❖ Rustfritt stål 316 er en annen vanlig rustfri stållegering med lignende mekaniske egenskaper som 304. Den har imidlertid høyere korrosjons- og kjemikaliebestandighet, spesielt mot saltløsninger (for eksempel sjøvann), så den er ofte bedre for å håndtere tøffere miljøer.
❖ Rustfritt stål 2205 Duplex har den høyeste styrken (dobbelt så stor som vanlige rustfrie stållegeringer) og utmerket motstand mot korrosjon.Den brukes i ekstreme miljøer, med mange bruksområder innen olje og gass.
❖ Rustfritt stål 303 har utmerket seighet, men lavere korrosjonsmotstand sammenlignet med 304. På grunn av dets utmerkede bearbeidbarhet, brukes det ofte i store volumapplikasjoner, for eksempel produksjon av muttere og bolter for romfart.
❖ Rustfritt stål 17-4 (SAE klasse 630) har mekaniske egenskaper som kan sammenlignes med 304. Det kan nedbørsherdes i meget høy grad (sammenlignbart med verktøystål) og har utmerket kjemisk bestandighet, noe som gjør det egnet for applikasjoner med svært høy ytelse, som å produsere blader for vindturbiner.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Ikke-magnetiske rustfrie stållegeringer: 304, 316, 303
❖ Magnetiske rustfrie stållegeringer: 2205 Duplex, 17-4
Hva er bløtt stål?Den generelle legeringen
En del laget av Mild Steel 1018
Mildt ståler også kjent som lavkarbonstål og har gode mekaniske egenskaper, stor bearbeidbarhet og god sveisbarhet.Fordi de er relativt lave kostnader, bruker produsentene dem til mange generelle formål, som jigger og inventar.Mildt stål er utsatt for korrosjon og kjemisk skade.
La oss bryte ned hvilke typer bløtt stål som er tilgjengelig på plattformen.
❖ Blødt stål 1018 er en legering for generell bruk med god bearbeidbarhet og sveisbarhet og utmerket seighet, styrke og hardhet.Det er den mest brukte milde stållegeringen.
❖ Blødt stål 1045 er et middels karbonstål med god sveisbarhet, god bearbeidbarhet og høy styrke og slagfasthet.
❖ Blødt stål A36 er et vanlig konstruksjonsstål med god sveisbarhet.Den er egnet for en rekke industrielle og konstruksjonsapplikasjoner.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisk
Hva er legert stål?Den tøffere, slitesterke legeringen
En del laget av legert stål
Legert stål inneholder andre legeringselementer i tillegg til karbon, noe som resulterer i forbedret hardhet, seighet, tretthet og slitestyrke.I likhet med bløtt stål er legert stål utsatt for korrosjon og angrep fra kjemikalier
❖ Legert stål 4140 har gode generelle mekaniske egenskaper, med god styrke og seighet.Denne legeringen er egnet for mange industrielle bruksområder, men anbefales ikke for sveising.
❖ Legert stål 4340 kan varmebehandles til høye nivåer av styrke og hardhet, samtidig som dens gode seighet, slitestyrke og utmattelsesstyrke opprettholdes.Denne legeringen er sveisbar.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisk
Hva er verktøystål?Den usedvanlig tøffe og motstandsdyktige legeringen
En del maskinert av verktøystål
Verktøyståler metalllegeringer med eksepsjonelt høy hardhet, stivhet, slitasje og termisk motstand, så lenge de gjennomgårvarmebehandling.De brukes til å lage produksjonsverktøy (derav navnet) som matriser, stempler og former.
La oss bryte ned verktøystålene vi tilbyr hos Hubs.
❖ Verktøystål D2 er en slitesterk legering som beholder hardheten til en temperatur på 425°C.Det brukes ofte til å produsere skjæreverktøy og matriser.
❖ Verktøystål A2 er et luftherdet universalverktøystål med god seighet og utmerket dimensjonsstabilitet ved høye temperaturer.Det brukes ofte til å produsere sprøytestøpingsformer.
❖ Verktøystål O1 er en oljeherdet legering med høy hardhet på 65 HRC.Det brukes ofte til kniver og skjæreverktøy.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 7,8 g/cm3
❖ Typisk hardhet: 45-65 HRC
Hva er messing?Den ledende og kosmetiske legeringen
En messing C36000 del
Messinger en metallegering med god bearbeidbarhet og utmerket elektrisk ledningsevne, noe som gjør den ideell for bruksområder som krever lav friksjon.Du vil ofte finne kosmetiske messingdeler som brukes til arkitektoniske formål (gulldetaljer).
Her er messingen vi tilbyr på Hubs.
❖ Messing C36000 er et materiale med høy strekkfasthet og naturlig korrosjonsbestandighet.Det er et av de lettest bearbeidbare materialene, så det brukes ofte til høyvolumsapplikasjoner.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Ikke-magnetisk
Hva er ABS?Den prototypiske termoplasten
En del laget av ABS
ABSer et av de vanligste termoplastmaterialene med gode mekaniske egenskaper, utmerket slagstyrke, høy varmebestandighet og god bearbeidbarhet.
ABS har lav tetthet, noe som gjør den ideell for lette applikasjoner.CNC-maskinerte ABS-deler brukes ofte som prototyper før masseproduksjon med sprøytestøping.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 1,00-1,05 g/cm3
Hva er nylon?Den tekniske termoplasten
En del laget av nylon
Nylon(aka polyamid (PA)) er en termoplast som ofte brukes til ingeniørapplikasjoner, på grunn av sine utmerkede mekaniske egenskaper, gode slagstyrke og høye kjemiske og slitestyrke.Det er mottakelig for vann- og fuktighetsabsorpsjon.
Nylon 6 og nylon 66 er de kvalitetene som er mest brukt i CNC-bearbeiding.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 1,14 g/cm3
Hva er polykarbonat?Termoplasten med slagfasthet
En del laget av polykarbonat
Polykarbonat er en termoplast med høy seighet, god bearbeidbarhet og utmerket slagstyrke (bedre enn ABS).Det er vanligvis gjennomsiktig, men kan farges til en rekke farger.Disse faktorene gjør den ideell for et bredt spekter av bruksområder, inkludert flytende enheter eller bilglass.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 1,20-1,22 g/cm3
Hva er POM (Delrin)?Den mest bearbeidbare CNC-plasten
En del laget av POM (Delrin)
POM er vanligvis kjent under det kommersielle navnet Delrin, og det er en teknisk termoplast med den høyeste bearbeidbarheten blant plast.
POM (Delrin) er ofte det beste valget ved CNC-bearbeiding av plastdeler som krever høy presisjon, høy stivhet, lav friksjon, utmerket dimensjonsstabilitet ved høye temperaturer og svært lav vannabsorpsjon.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 1,40-1,42 g/cm3
Hva er PTFE (Teflon)?Den ekstreme temperatur termoplasten
En del laget av PTFE
PTFE, vanligvis kjent som Teflon, er en teknisk termoplast med utmerket kjemisk og termisk motstand og den laveste friksjonskoeffisienten til et kjent fast stoff.Det er en av de få plastene som tåler driftstemperaturer over 200 grader Celsius og er en enestående elektrisk isolator.Den har også rene mekaniske egenskaper og brukes ofte som fôr eller innsats i en sammenstilling.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 2,2 g/cm3
Hva er HDPE?Termoplasten utendørs og rør
En del laget av HDPE
Høydensitetspolyetylen (HDPE)er en termoplast med høyt styrke-til-vekt-forhold, høy slagfasthet og god værbestandighet.HDPE er lett og egner seg for utendørs bruk og rør.Som ABS brukes det ofte til å lage prototyper før sprøytestøping.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 0,93-0,97 g/cm3
Hva er PEEK?Plasten for å erstatte metall
En del produsert av PEEK
KITer en høyytelses teknisk termoplast med utmerkede mekaniske egenskaper, termisk stabilitet over et meget bredt temperaturområde og utmerket motstand mot de fleste kjemikalier.
PEEK brukes ofte til å erstatte metalldeler på grunn av dets høye styrke-til-vekt-forhold.Medisinske karakterer er også tilgjengelige, noe som gjør PEEK egnet også for biomedisinske applikasjoner.
Materialegenskaper:
❖ Typisk tetthet: 1,32 g/cm3
Ofte stilte spørsmål
❖ Hva er fordelene med CNC-bearbeiding med metaller?
Metaller er ideelle for produksjonsapplikasjoner som krever høy styrke, hardhet og/eller pålitelig motstand mot ekstreme temperaturer.
Kilden til artikkelen:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Innleggstid: 10. mai 2023