Hvernig velur þú rétt efni fyrir CNC vinnslu?

Þessi alhliða handbók ber saman 25 algengustu efnin sem notuð eru í CNC vinnslu og hjálpar þér að velja rétta fyrir umsókn þína.

CNC vinnsla getur framleitt hluta úr næstum hvaða málmi eða plasti sem er.Þetta er raunin, það er mikið úrval af efnum í boði fyrir hluta sem eru framleiddir með CNC mölun og beygju.Það getur verið töluverð áskorun að velja þann rétta fyrir umsókn þína og það getur skipt sköpum að skilja kosti og bestu notkun hvers efnis sem til er.

Í þessari grein berum við saman algengustu CNC efnin, hvað varðar vélræna og varma eiginleika, kostnað og dæmigerð (og ákjósanlegur) notkun.

Hvernig velur þú rétt CNC efni?

Þegar þú ert að hanna hluta til að vera CNC vélaður, er nauðsynlegt að velja réttu efnin.Hér eru grunnskrefin sem við mælum með að fylgja til að velja rétt efni fyrir sérsniðna hlutana þína.

Skilgreindu efniskröfur: Þetta getur falið í sér vélrænni, hitauppstreymi eða önnur efniskröfur, svo og kostnað og yfirborðsfrágang.Íhugaðu hvernig þú munt nota hlutana þína og í hvaða umhverfi þeir verða.

Þekkja umsækjendaefni: Settu niður nokkur efni sem uppfylla allar (eða flestar) hönnunarkröfur þínar.

Veldu heppilegasta efnið: Hér þarf venjulega málamiðlun milli tveggja eða fleiri hönnunarkrafna (td vélrænni frammistöðu og kostnaður).

Í þessari grein munum við einbeita okkur að skrefi tvö.Með því að nota upplýsingarnar sem kynntar eru hér að neðan geturðu fundið þau efni sem henta best fyrir umsókn þína, en halda verkefninu þínu á kostnaðarhámarki.

Hverjar eru leiðbeiningar Hubs um val á efni fyrir CNC?

Í töflunum hér að neðan tökum við saman viðeigandi eiginleika algengustu CNC-efnanna, safnað með því að skoða gagnablöðin sem framleiðendur efnisins veita.Við skiptum málmum og plasti í tvo aðskilda flokka.

Málmar eru aðallega notaðir í forritum sem krefjast mikils styrks, hörku og hitaþols.Plast er létt efni með margvíslega eðliseiginleika, oft notað vegna efnaþols og rafeinangrunargetu.

Í samanburði okkar á CNC efnum leggjum við áherslu á vélrænan styrk (gefinn upp sem togþol), vinnsluhæfni (auðveld vinnsla hefur áhrif á CNC verðlagningu), kostnað, hörku (aðallega fyrir málma) og hitaþol (aðallega fyrir plast).

Hér er infografík sem þú getur notað sem skjót viðmiðun til að auðkenna fljótt CNC efni sem passa við sérstakar verkfræðilegar þarfir:

Hvað er ál?Öfluga, hagkvæma málmblönduna

Íhlutur úr áli 6061

Álblöndur hafa frábært styrk-til-þyngdarhlutfall, mikla varma- og rafleiðni og náttúrulega vörn gegn tæringu.Auðvelt er að vinna þær og hagkvæmar í lausu, sem gerir þær oft að hagkvæmasta kostinum til að framleiða frumgerðir og aðrar gerðir af hlutum.

Þó að álblöndur hafi venjulega lægri styrk og hörku en stál, en þau geta verið anodized, sem skapar hart, verndandi lag á yfirborði þeirra.

Við skulum brjóta niður mismunandi gerðir af álblöndur.

❖ Ál 6061 er algengasta álblendi sem er almennt notað, með gott hlutfall styrks og þyngdar og framúrskarandi vinnsluhæfni.

❖ Ál 6082 hefur svipaða samsetningu og efniseiginleika og 6061. Það er oftar notað í Evrópu (þar sem það er í samræmi við breska staðla).

❖ Ál 7075 er álfelgur sem oftast er notaður í geimferðum þar sem þyngdarminnkun er mikilvæg.Það hefur framúrskarandi þreytueiginleika og hægt er að hitameðhöndla það með miklum styrk og hörku, sem gerir það sambærilegt við stál.

❖ Ál 5083 hefur meiri styrk en flestar aðrar álblöndur og einstaklega viðnám gegn sjó.Þetta gerir það ákjósanlegt fyrir byggingar- og sjávarnotkun.Það er líka frábær kostur fyrir suðu.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki álblöndur: 2,65-2,80 g/cm3

❖ Hægt að anodized

❖ Ekki segulmagnaðir

Hvað er ryðfríu stáli?Sterka, endingargóða álfelgur

Hluti úr ryðfríu stáli 304

Ryðfrítt stál málmblöndur hafa mikinn styrk, mikla sveigjanleika, framúrskarandi slit- og tæringarþol og auðvelt er að soða, vinna og slípa þær.Það fer eftir samsetningu þeirra, þau geta verið annað hvort (í meginatriðum) ekki segulmagnaðir eða segulmagnaðir.

Við skulum brjóta niður þær tegundir af ryðfríu stáli sem við bjóðum upp á á pallinum.

❖ Ryðfrítt stál 304 er algengasta álfelgur úr ryðfríu stáli.Það hefur framúrskarandi vélræna eiginleika og góða vinnsluhæfni.Það er ónæmt fyrir flestum umhverfisaðstæðum og ætandi miðlum.

❖ Ryðfrítt stál 316 er annað algengt ryðfrítt stálblendi með svipaða vélræna eiginleika og 304. Það hefur þó meiri tæringar- og efnaþol, sérstaklega gegn saltlausnum (til dæmis sjó), svo það er oft betra til að takast á við erfiðara umhverfi.

❖ Ryðfrítt stál 2205 Duplex hefur hæsta styrkleika (tvisvar sinnum meiri en algengar ryðfríu stálblöndur) og framúrskarandi tæringarþol.Það er notað í erfiðu umhverfi, með mörgum forritum í olíu og gasi.

❖ Ryðfrítt stál 303 hefur framúrskarandi seigleika, en lægra tæringarþol samanborið við 304. Vegna frábærrar vinnsluhæfni þess er það oft notað í mikið magn, eins og að framleiða rær og bolta fyrir geimferða.

❖ Ryðfrítt stál 17-4 (SAE gráðu 630) hefur vélræna eiginleika sem eru sambærilegir við 304. Það getur verið úrkomuhert í mjög miklum mæli (sambærilegt við verkfærastál) og hefur framúrskarandi efnaþol, sem gerir það hentugt fyrir mjög afkastamikil notkun, eins og að framleiða blað fyrir vindmyllur.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 7,7-8,0 g/cm3

❖ Ósegulmagnaðir ryðfríu stáli málmblöndur: 304, 316, 303

❖ Magnetic ryðfríu stáli málmblöndur: 2205 Duplex, 17-4

Hvað er mildt stál?Almennt álfelgur

Hluti úr mildu stáli 1018

Milt stáleru einnig þekkt sem lágkolefnisstál og hafa góða vélræna eiginleika, mikla vinnsluhæfni og góða suðuhæfni.Vegna þess að þeir eru tiltölulega ódýrir, nota framleiðendur þá til margra almennra nota, eins og jigs og innréttinga.Milt stál er næmt fyrir tæringu og efnaskemmdum.

Við skulum brjóta niður þær tegundir af mildu stáli sem til eru á pallinum.

❖ Milt stál 1018 er almennt notað álfelgur með góða vinnsluhæfni og suðuhæfni og framúrskarandi seiglu, styrk og hörku.Það er mest notaða milda stálblendi.

❖ Milt stál 1045 er miðlungs kolefnisstál með góða suðuhæfni, góða vinnsluhæfni og mikla styrkleika og höggþol.

❖ Milt stál A36 er algengt burðarstál með góða suðuhæfni.Það er hentugur fyrir margs konar iðnaðar- og byggingarforrit.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 7,8-7,9 g/cm3

❖ Segulmagnaðir

Hvað er stálblendi?Harðari, slitþolna álfelgur

Hluti úr álblendi

Stálblendi inniheldur önnur málmblöndur til viðbótar við kolefni, sem leiðir til aukinnar hörku, seigju, þreytu og slitþols.Líkt og mildt stál er álstál næmt fyrir tæringu og árásum frá efnum

❖ Álblendi 4140 hefur góða vélrænni eiginleika í heild, með góðan styrk og seigleika.Þessi álfelgur er hentugur fyrir mörg iðnaðarnotkun en er ekki mælt með því fyrir suðu.

❖ Álblendi 4340 er hægt að hitameðhöndla að háum styrkleika og hörku, en viðhalda góðri hörku, slitþol og þreytustyrk.Þessi málmblöndu er hægt að suðu.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 7,8-7,9 g/cm3

❖ Segulmagnaðir

Hvað er verkfærastál?Einstaklega sterk og þola málmblöndu

Hluti unnin úr verkfærastáli

Verkfærastáleru málmblöndur með einstaklega mikla hörku, stífleika, núningi og hitaþol, svo framarlega sem þær gangast undirhitameðferð.Þeir eru notaðir til að búa til framleiðsluverkfæri (þar af leiðandi nafnið) eins og deyjur, stimpla og mót.

Brjótum niður verkfærastálin sem við bjóðum upp á hjá Hubs.

❖ Verkfærastál D2 er slitþolið álfelgur sem heldur hörku sinni við 425°C hita.Það er almennt notað til að framleiða skurðarverkfæri og deyjur.

❖ Verkfærastál A2 er lofthert verkfærastál fyrir almenna notkun með góða seigju og framúrskarandi víddarstöðugleika við hátt hitastig.Það er almennt notað til að framleiða sprautumót.

❖ Verkfærastál O1 er olíuhert álfelgur með hár hörku 65 HRC.Það er almennt notað fyrir hnífa og skurðarverkfæri.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 7,8 g/cm3

❖ Dæmigert hörku: 45-65 HRC

Hvað er kopar?Leiðandi og snyrtivörublendi

Kopar C36000 hluti

Brasser málmblendi með góða vinnsluhæfni og framúrskarandi rafleiðni, sem gerir það tilvalið fyrir forrit sem krefjast lágs núnings.Þú munt oft finna snyrtivöruhluta úr kopar sem notaðir eru í byggingarfræðilegum tilgangi (gull smáatriði).

Hér er koparinn sem við bjóðum upp á hjá Hubs.

❖ Brass C36000 er efni með mikla togstyrk og náttúrulega tæringarþol.Það er eitt af efnum sem auðvelt er að vinna úr, svo það er oft notað fyrir mikið magn. 

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 8,4-8,7 g/cm3

❖ Ekki segulmagnaðir

Hvað er ABS?The frumgerð hitaplasti

Hluti gerður úr ABS

ABSer eitt algengasta hitaþolið efni sem býður upp á góða vélræna eiginleika, framúrskarandi höggstyrk, mikla hitaþol og góða vinnsluhæfni.

ABS hefur lágan þéttleika, sem gerir það tilvalið fyrir léttan notkun.CNC vélaðir ABS hlutar eru oft notaðir sem frumgerðir fyrir fjöldaframleiðslu með sprautumótun.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 1,00-1,05 g/cm3

Hvað er nylon?The verkfræði hitauppstreymi

Hluti úr nylon

Nylon(aka pólýamíð (PA)) er hitauppstreymi sem er oft notað í verkfræði, vegna framúrskarandi vélrænna eiginleika þess, góðs höggstyrks og mikils efna- og slitþols.Það er næmt fyrir frásog vatns og raka.

Nylon 6 og nylon 66 eru þær einkunnir sem eru oftast notaðar í CNC vinnslu.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 1,14 g/cm3

Hvað er polycarbonate?Hitaplastið með höggstyrk

Hluti framleiddur úr polycarbonate

Pólýkarbónat er hitauppstreymi með mikla hörku, góða vinnsluhæfni og framúrskarandi höggstyrk (betri en ABS).Það er venjulega gegnsætt, en hægt er að lita það í ýmsum litum.Þessir þættir gera það tilvalið fyrir margs konar notkun, þar á meðal vökvabúnað eða gler í bíla.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 1,20-1,22 g/cm3

Hvað er POM (Delrin)?Mest vinnanlega CNC plastið

Hluti gerður úr POM (Delrin)

POM er almennt þekkt undir viðskiptaheitinu Delrin og það er verkfræðilegt hitaplastefni með hæstu vinnsluhæfni meðal plasts.

POM (Delrin) er oft besti kosturinn við CNC vinnslu á plasthlutum sem krefjast mikillar nákvæmni, mikillar stífni, lágs núnings, framúrskarandi víddarstöðugleika við hátt hitastig og mjög lágt vatnsupptöku.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 1,40-1,42 g/cm3

Hvað er PTFE (Teflon)?Hitaplastið með miklum hita

Hluti úr PTFE

PTFE, almennt þekktur sem Teflon, er verkfræðilegt hitaplastefni með framúrskarandi efna- og hitaþol og lægsta núningsstuðul hvers þekkts fasts efnis.Það er eitt af fáum plastum sem þolir notkunarhita yfir 200 gráður á Celsíus og er framúrskarandi rafmagns einangrunarefni.Það hefur einnig hreina vélræna eiginleika og er oft notað sem fóður eða innlegg í samsetningu.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 2,2 g/cm3

Hvað er HDPE?Hitaplastið utandyra og lagna

Hluti úr HDPE

Háþéttni pólýetýlen (HDPE)er hitaplast með hátt hlutfall styrks og þyngdar, hár höggstyrk og góða veðurþol.HDPE er létt og hentar til notkunar utanhúss og lagna.Eins og ABS er það oft notað til að búa til frumgerðir fyrir sprautumótun.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 0,93-0,97 g/cm3

Hvað er PEEK?Plastið til að skipta um málm

Hluti framleiddur úr PEEK

KIKIÐer afkastamikið verkfræðilegt hitaplast með framúrskarandi vélrænni eiginleika, hitastöðugleika yfir mjög breitt hitastig og framúrskarandi viðnám gegn flestum efnum.

PEEK er oft notað til að skipta um málmhluti vegna mikils styrkleika og þyngdarhlutfalls.Lækniseinkunnir eru einnig fáanlegar, sem gerir PEEK einnig hentugt fyrir lífeðlisfræðilega notkun.

Eiginleikar efnis:

❖ Dæmigerður þéttleiki: 1,32 g/cm3

Algengar spurningar

❖ Hverjir eru kostir CNC vinnslu með málmum?

Málmar eru tilvalin til að framleiða forrit sem krefjast mikils styrks, hörku og/eða áreiðanlegrar viðnáms gegn miklum hita.

Heimild greinarinnar:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining