Kuidas valida kohandatud CNC-töödeldud osade jaoks õigeid materjale

Mitmekülgsus on CNC-töötluse üks peamisi eeliseid. Seda seetõttu, et täppis-CNC-freesimise ja -treimisega saab edukalt toota valmistooteid paljudest toorainetest. See annab disainiinseneridele arvukalt võimalusi prototüüpide ja kommertskaupade arendamiseks.

Enamik CNC treitud ja freesitud detaile on valmistatud metallist. Tänu oma tugevusele ja jäikusele talub metall kiiret materjali eemaldamist, mis on tingitud kaasaegsetest instrumentidest. Alustuseks uurime CNC-töötluseks kasutatavaid kõige populaarsemaid metalle.

CNC-töötlemise materjalide kaalutlused

Niiskus

Mõned metallid on loomulikult korrosioonikindlad, teised aga vajavad värvimist, katmist või anodeerimist.

Tugevus

Tooteinsenerid muretsevad järgmise pärast:

Tõmbetugevus: kui hästi materjal tõmbejõule vastu peab?

• Surve või kandevõime: kui hästi peab materjal vastu pidevale koormusele?

⢠Sitkus: kui sitke on materjal?

⢠Elastsus: kui kiiresti taastub materjal oma esialgse kuju?

Kõik materjalid on erineva tugevusega, seetõttu on oluline teada oma taluvuspiire ja valida kõrge ohutusteguriga materjal.

Kuumus

Kuumutatud materjalid laienevad ja tõmbuvad kokku. Kui teie osa läbib mitu kütte- ja jahutustsüklit, võib see seda mõjutada. Enne sulamist muutuvad kuumutatud osad pehmemaks ja painduvamaks. Olulise osa rikke vältimiseks kasutage alati termiliselt stabiilset materjali, mis on palju kõrgem kui prognoositud töötemperatuur.

Korrosioonivastane

Korrosioon ei ole ainult kokkupuude veega. Mis tahes väline kemikaal võib põhjustada osa rikke. Õlid, reaktiivid, happed, soolad, alkoholid, puhastusvahendid jne. Kontrollige oma metalli keemilist vastupidavust.

Töödeldavus

Teatud metalle ja süsinikkiude on raske töödelda. Äärmiselt sitked materjalid kahjustavad lõiketööriistu kiiresti. Teised peavad juhtima lõikekiirust ja etteandekiirust. Mõned materjalid on kiiremini töödeldavad. Kiiresti töödeldava metalli kasutamine pikemate tootmisperioodide jaoks võib säästa aega ja kulusid

Kõigil toorainetel on kulud. Valige kõige funktsionaalsem ja taskukohasem materjal. See tagab valmis detaili vastupidavuse.

DS-is CNC-töötluseks laialdaselt kasutatavad metallid

Selles jaotises saate teada erinevate CNC-töötluses tavaliselt kasutatavate metallide kohta. Need materjalid on loetletud allpool.

Alumiiniumi töötlemine on väga mitmekülgne protsess ja seda saab kasutada mitmesugustes rakendustes. Seda kasutatakse toiduainete pakendamise, ehitusmaterjalide, auto-, kosmose-, kaitse- ja seadmetööstuses, samuti tarbekaupade, näiteks mööbli ja kööginõude, isegi mänguasjade valmistamisel.

Alumiinium 7075-T5

Alumiiniumi 7075-T5 kasutatakse alumiiniumisulamite kuumtöötlemiseks. See on korrosioonikindel, vastupidav ja kerge. See on elektriliselt, termiliselt ja löögikindel. Alumiinium 7075-T5 on keemiliselt vastupidav gaasilise kloori või soolase vee ning ilmastikumõjude suhtes. Rakenduste hulka kuuluvad laeva sõukruvid, käigukastid ja sõukruvide korpused, autode veovõllid/teljed või roolikomponendid/eesmised vedrustuse lülid, sildade ja hoonete ehitusmaterjalid, kaevandusseadmed, nagu puurid ja pumbad, sporditarbed, nagu tennisereketid ja golfikepid, meditsiiniseadmed instrumendid (nagu endoskoobid), eritellimustööstus (nt mööbel) jne.

Alumiinium 6063-T6

Alumiinium 6063-T6 on kuumtöödeldud sulam, mida kasutatakse alumiiniumisulamite valmistamiseks. Sellel on suurepärane korrosioonikindlus, kõrge kõvadus ja madal tihedus. Materjal on saadaval varraste või lehtedena ning seda saab edasi valada valuplokkideks

Alumiinium 6061-T6

Alumiinium 6061-T6 on ülitugev, väikese kaaluga ja korrosioonikindel alumiiniumsulam, millel on suurepärane töödeldavus. Sellel on hea keevitatavus, vormitavus ja keevisõmbluse läbitavus. See materjal sobib kasutamiseks tööstuslikes rakendustes, nagu masinad, lennukiosad ja elektriseadmed.

Messing

Messing on vase ja tsingi metallisulam, mille proportsioonid määravad sulamistemperatuur ja happesus. Brass CNC Machining freesib metalli arvutiga juhitava masinaga. Pöörlevad puurid, masinad või saed lõikavad metalli. See on populaarne metallitöötlemistehnika. Messing on pehme ja kergesti töödeldav õhukesteks lehtedeks. Seda kasutatakse ehete, arhitektuuri ja sildade jaoks.

Messing C260

Brass C260 on raskeveokite pöörlev monteeritud masin, millel on kolme telje liikumisfunktsioonid. See töötab kiirustel kuni 6000 p/min ja selle täpsus on 0,001 mm telje kohta. Masinat saab kasutada nii väikese kui ka suure läbimõõduga 800 x 400 mm tööruumi mahuga tööde tegemiseks ning sellele saab varustada erinevaid tööriistu olenevalt tehtava töö suurusest.

Seda klassi nimetatakse mõnikord padrun messingiks, kuna seda on kasutatud laskemoona padrunites. Muud levinud rakendused hõlmavad needid, hinged ja radiaatori südamikud.

Messing C360

Brass C360 on veel üks raskeveokite pöörlev monteeritud masin, millel on kolme telje liikumisfunktsioonid. See töötab kiirustel kuni 6000 p/min ja selle täpsus on 0,001 mm telje kohta. Masinat saab kasutada nii väikese kui ka suure läbimõõduga töödeks 800 x 400 mm tööruumi mahuga.

Vask C101

Vask C101 on vasesulami tüüp, mille vase keemilist koostist on muudetud ühe või mitme lisaelemendi lisamiseks. Levinumad lisandid on tina ja tsink, kuid võib lisada ka teisi. Vase C101 kasutatakse paljudes rakendustes, sealhulgas elektrijuhtmetes, torustikus ja soojusvahetites.

Vask C101 on vedel metall, millel on kõrge korrosioonikindlus ja suurepärane elektrijuhtivus. Sellel on head mehaanilised omadused ja seda on lihtne töödelda. Vase C101 saab kasutada erinevates valdkondades, nagu elektroonika, elektrimootorid, magnetmootorid, valgustusseadmed ja muud valdkonnad.

Teras

Teras on suure süsinikusisaldusega tööriistateras, mis pakub head kulumiskindlust. Seda kasutatakse lõikeriistade, puuriterade ja muude esemete jaoks, mis nõuavad suurt tugevust, head sitkust ja suurepärast kulumiskindlust. Selle materjali teraline struktuur on sarnane paljude teraste omaga. See tähendab, et seda saab töödelda sarnase viimistlusega lõiketööriistadega. Sellel on ka head töödeldavusomadused, mis tähendab, et seda ei saa kuumtöödelda nii kergesti kui teisi teraseid.

Steel 1008 on saadaval kuumvaltsitud ja külmvaltsitud lehtedena. Kuum vorm lõõmutatakse enne töötlemist, samal ajal kui külmvaltsleht on lõõmutamata. See mõjutab terase pinnaviimistlust ja seda, kui hästi see lihvimistööriista või terituskiviga viimistlemisel serva hoiab.

Steel 1018 on madala legeeritud teras, millel on hea kulumiskindlus ja väsimus. Sellel on hea korrosioonikindlus ja teravad lõikeomadused.

Steel 1020 on kõrge tugevusega madala legeeritud teras, millel on hea korrosioonikindlus ja suurepärased kuumvormimisomadused. Seda saab hõlpsasti töödelda käsitööriistadega ja seda saab edasi töödelda ülitugevaks madala legeeritud teraseks või roostevabaks teraseks või süsinikteraseks.

Steel 1045 on keskmise kõrge tugevusega madala legeerteras, millel on head kuumvormimisomadused ja hea korrosioonikindlus. Sellel on toatemperatuuril suurepärane sitkus ja seda saab hõlpsasti käsitsi töödelda, kuid kuumenedes muutub see rabedaks.

Teras 430F

430F teras on keskmise süsinikusisaldusega teras, mis pakub suurepärast tugevust ja kulumiskindlust. Sellel on hea töödeldavus, keevitatavus ja korrosioonikindlus. 430F terast saab kasutada mitmesugustes rakendustes, sealhulgas: tööriistad, lõiketööriistad, noad, puurid, hammasrattad ja stantsid.

Teras 4130

4130 on kroomi (50%) ja molübdeeni (20%) sulam. Seda kasutatakse kõrgtugevates madala legeeritud terastes, millel on kõrge tõmbetugevus, madal venivus ja suurepärane sitkus.

Teras 4140

4140 on nikli (35%), kroomi (17%), mangaani (10%) ja nikli (10%) sulam. Sellel on hea töödeldavus, keevitatavus ja korrosioonikindlus. Selle sulami omadused muudavad selle sobivaks kasutamiseks masinaosades, nagu võllid ja suurema koormusega hammasrattad.

Teras 40CrMo

40CrMo on kroomi (40%), süsiniku (10%) ja molübdeeni (10%) sulam. Sellel materjalil on suurepärased mehaanilised omadused tänu kõrge kõvaduse, kulumiskindluse ja sitkuse ning suure tõmbetugevuse kombinatsioonile, mis muudab selle ideaalseks hammasrataste jaoks.

42CrMo on ka omamoodi ülitugev materjal. Seda toodet kasutatakse peamiselt kiirrongide, lennukite, autode ja muude tööstusharude ehitamisel, samuti erinevate täppisosade tootmisel.

Teras 12L14 on madala legeeritud terase klass, mis sisaldab mangaani, räni ja molübdeeni. Seda kasutatakse laialdaselt survevaluvormide valmistamiseks ja muudel eesmärkidel. Füüsikalised omadused varieeruvad sõltuvalt keemilisest koostisest.

Teras 12L15 on madala legeeritud terase klass, mis sisaldab kroomi ja molübdeeni. Seda kasutatakse laialdaselt survevalu ja muude rakenduste jaoks, mis nõuavad kõrgel temperatuuril suurt tugevust ja sitkust. Füüsikalised omadused varieeruvad sõltuvalt keemilisest koostisest.

Roostevaba teras 304

Roostevaba teras 304 on roostevabast terasest üks mitmekülgsemaid ja laialdasemalt kasutatavaid. Sellel on hea korrosioonikindlus paljudele kandjatele, sealhulgas mage- ja soolaveele, enamikule tööstuskemikaalidele ja toiduainetele. Sellel on head mehaanilised omadused, kuid see ei ole nii tugev kui mõned muud roostevaba terase klassid.

Roostevaba teras 304L on roostevaba terase 304 madala süsinikusisaldusega versioon, mille süsinikusisaldus on väiksem kui tavalisel klassil 304. See muudab selle valmistamise, keevitamise ja poleerimise lihtsamaks kui tavalisel klassil 304, ilma et see kaotaks tugevust või korrosioonikindlust. Seda saab kasutada ka rakendustes, kus on oodata kõrgeid temperatuure, näiteks väljalaskekollektori poldid, turboülelaaduri poldid ja turbiini labade poldid.

Stainless Steel 304F on austeniitne kroom-nikkel roostevaba teras, mis ühendab austeniitse kroom-nikli sulamite korrosioonikindluse ferriitraua sulamite tugevusega. See muudab selle väga atraktiivseks rakendustes, kus on vaja suurt tugevust kõrgetel temperatuuridel, näiteks ahjuosad, soojusvaheti torud, aurugeneraatori torud ja tuumareaktori surveanumad.

Roostevaba teras 316

Roostevaba teras 316 on austeniitne korrosioonikindel sulam, mille põhikomponendiks on kroom. Sellel on suurepärane vormitavuse, tugevuse ja sitkuse kombinatsioon. Märgistus 15-5-3 näitab koostist, mis sisaldab 15% kroomi, 5% molübdeeni ja 3% niklit. Sellel materjalil on suurepärane vastupidavus kloriidilahustes esinevale punkt- ja pragukorrosioonile. Seda kasutatakse ka rasketes keskkondades, kus on vaja suurt tugevust koos hea korrosioonikindlusega.

Roostevaba teras 316L

Roostevaba teras 316L on sarnane roostevaba terasega 316, kuid sisaldab madalat süsinikusisaldust (0,030%). Roostevaba terast 316L kasutatakse siis, kui on vaja keevitatavust ilma korrosioonikindlust või tugevust ohverdamata.

Roostevaba teras 316F

Roostevaba teras 316F on sarnane roostevaba terasega 316, kuid sisaldab 5% asemel 1% molübdeeni. Sellel on parem vastupidavus täppide tekkele kui roostevaba teras 316 ja seda saab kasutada kõrgendatud temperatuuridel kuni 1800 kraadi Fahrenheiti (980 kraadi Celsiuse järgi).

Roostevaba teras 303

Stainless Steel 303 on 18-8 roostevaba terase tüüp. Tänu oma kõrgele korrosioonikindlusele, suurepärasele vormitavusele ja silmapaistvatele mehaanilistele omadustele on see üks populaarsemaid roostevaba terase liike.

Roostevabast terasest 303 on kõrge tõmbetugevus, hea sitkus ja suurepärane vastupidavus kloriidi pingekorrosioonipragunemisele. Sulamil on kõrge soojusjuhtivus ja madal soojusmoonutustemperatuur. Materjal on ka väga vastupidav atmosfääri korrosioonile, eriti merekeskkonnas. Korrosioonikindlust saab parandada molübdeeni ja lämmastiku lisamisega.

Roostevaba teras 303 ei reageeri ühegi toidu ega joogiga.

Roostevaba teras PH17-4

Roostevaba teras PH17-4 on kõrge süsinikusisaldusega kroommolübdeenteras, mille minimaalne voolavuspiir on 110 000 psi ja tõmbetugevus 140 000 psi. Seda kasutatakse lennukitööstuses paljudes konstruktsioonirakendustes, kus on vaja suurt tugevust, head korrosioonikindlust ja kõrgeid temperatuuriomadusi. Sulam on tuntud ka kui P-1, P-11 või 18/8 roostevaba teras.

Super sulam

Super Alloy on suurepärane sulam. Seda kvaliteetset metalli kasutatakse meditsiiniseadmete, lennukite ja autode tootmisel. Materjali nimetatakse ka "Super Titanium".

Super Alloy omadused muudavad selle populaarseks paljudes tööstusharudes, sealhulgas neis, mis nõuavad tugevaid ja kergeid materjale.

Super Alloy põhikomponendid on titaan, tsirkoonium ja hafnium. Need elemendid on kombineeritud raua, alumiiniumi ja vanaadiumiga, et luua kõrge sulamistemperatuuri ja tõmbetugevusega metall.

Supersulamit võib leida paljudest eri tüüpi toodetest, sealhulgas:

Lennukite mootorid

Kosmosesüstikud

Autoosad

Supersulamil on mitmeid eeliseid võrreldes traditsiooniliste rauapõhiste sulamitega, nagu malm ja süsinikteras. Need sisaldavad:

Kõrge tugevus kõrgel temperatuuril;

Kõrge kulumis- ja korrosioonikindlus;

Madal soojuspaisumistegur;

Kõrge elektrijuhtivus;

kõrge elastsusmoodul;

Hea plastilisus ümbritseva õhu temperatuuril

Titaani sulam

Titaanisulam on titaani ja muude metallide kombinatsioon. Levinuim legeerelement on alumiinium, mis moodustab kuni 60% kogumassist. Teiste legeerivate elementide hulka kuuluvad vanaadium ja molübdeen.

Titaanisulamite omadused varieeruvad suuresti sõltuvalt kasutatavate legeerelementide tüüpidest ja kogustest. Titaanisulamid on üldiselt tugevamad, kergemad ja korrosioonikindlamad kui puhas titaan.

PEEK

PEEK on polüeeter-eeterketooni (PEEK) väga kristalne vorm. See on poolkristalliline polümeer, mis on saadaval lehtede, vardade ja torude kujul.

PEEK-i klaasistumistemperatuur on umbes 140 °C ja sulamistemperatuur umbes 400 °C. PEEK-il on hea keemiline vastupidavus enamikule söövitavatele ainetele, sealhulgas hapetele, leelistele ja alkoholidele. Samuti on sellel hea vastupidavus kuumusele, ultraviolettvalgusele ja gammakiirgusele.

PEEK-il on suurepärased mehaanilised omadused, sealhulgas kõrge moodul (tõmbetugevus) kõrgetel temperatuuridel, madal roome koormuse all, kõrge tõmbetugevus madalal temperatuuril (madal soojuspaisumistegur), madal veeimavus, suurepärane mõõtmete stabiilsus ja kõrge kulumiskindlus.