Kako izbrati prave materiale za svoje CNC strojno obdelane dele po meri

Vsestranskost je ena glavnih prednosti CNC obdelave. To je zato, ker lahko natančno CNC rezkanje in struženje uspešno ustvari končne izdelke iz široke palete surovin. To daje oblikovalcem številne možnosti za razvoj prototipov in komercialnih izdelkov.

Večina CNC struženih in rezkanih delov je sestavljenih iz kovine. Zaradi svoje trdnosti in togosti lahko kovina prenese hitro odstranjevanje materiala, ki ga povzročajo sodobni instrumenti. Začnimo z raziskovanjem najbolj priljubljenih kovin, ki se uporabljajo za CNC obdelavo.

Upoštevanje materialov za CNC obdelavo

Vlaga

Nekatere kovine so naravno odporne proti koroziji, druge pa je treba barvati, prevlečiti ali eloksirati.

Moč

Zaskrbljenost produktnih inženirjev glede:

Natezna trdnost: Kako dobro se material upira vlečni sili?

• Stiskanje ali nosilnost: Kako dobro se material upira stalni obremenitvi?

⢠Trdnost: Kako trd je material??

⢠Elastičnost: Kako hitro se material povrne v prvotno obliko?

Vsi materiali imajo različne trdnosti, zato je pomembno, da poznate meje tolerance in izberete material z visokim varnostnim faktorjem.

Toplota

Segreti materiali se širijo in krčijo. Če bo vaš del skozi več ciklov ogrevanja in hlajenja, bi to lahko vplivalo nanj. Segreti deli pred taljenjem postanejo mehkejši in prožnejši. Da preprečite okvaro ključnih delov, vedno uporabite toplotno stabilen material, ki je veliko nad predvidenimi delovnimi temperaturami.

Proti koroziji

Korozija ni le izpostavljenost vodi. Vsaka zunanja kemikalija lahko povzroči okvaro dela. Olja, reagenti, kisline, soli, alkoholi, čistila itd. Preverite kemično odpornost vaše kovine.

Obdelovalnost

Nekatere kovine in ogljikova vlakna je težko obdelati. Izjemno trdi materiali hitro poškodujejo rezalna orodja. Drugi morajo upravljati hitrost rezanja in podajalne hitrosti. Nekatere materiale je hitreje obdelati. Uporaba kovine, ki se hitro obdeluje, za daljše proizvodne serije lahko prihrani čas in stroške

Vse surovine imajo stroške. Izberite najbolj funkcionalen, cenovno dostopen material. To zagotavlja vzdržljivost končnega dela.

Kovine, ki se pogosto uporabljajo za CNC obdelavo pri DS

V tem razdelku boste spoznali različne kovine, ki se običajno uporabljajo pri CNC obdelavi. Ti materiali so navedeni spodaj.

Obdelava aluminija je zelo vsestranski postopek in se lahko uporablja za različne namene. Uporablja se v industriji pakiranja hrane, gradbenih materialov, avtomobilski, vesoljski, obrambni industriji in industriji aparatov ter v proizvodnji potrošniškega blaga, kot so pohištvo in kuhinjska posoda, celo igrače.

Aluminij 7075-T5

Aluminij 7075-T5 se uporablja za toplotno obdelavo aluminijevih zlitin. Je odporen proti koroziji, robusten in lahek. Je električno, toplotno in odporno na udarce. Aluminij 7075-T5 je kemično odporen na plin klor ali slano vodo in na vremenske vplive. Aplikacije vključujejo ladijske propelerske gredi, menjalnike in ohišja propelerskih gredi, avtomobilske pogonske gredi/osi ali sestavne dele krmiljenja/sprednje vzmetenje, gradbene materiale za mostove in zgradbe, rudarsko opremo, kot so vrtalniki in črpalke, športne izdelke, kot so teniški loparji in palice za golf, medicinsko instrumenti (kot so endoskopi), proizvodne industrije po meri (kot je pohištvo) itd.

Aluminij 6063-T6

Aluminij 6063-T6 je zlitina za toplotno obdelavo, ki se uporablja za proizvodnjo aluminijevih zlitin. Ima odlično odpornost proti koroziji, visoko trdoto in nizko gostoto. Material je na voljo v obliki palic ali plošč in ga je mogoče nadalje vliti v ingote

Aluminij 6061-T6

Aluminij 6061-T6 je aluminijeva zlitina visoke trdnosti, nizke teže in odporna proti koroziji, ki se odlično obdeluje. Ima dobro varivost, sposobnost oblikovanja in penetracijo zvara. Ta material je primeren za uporabo v industrijskih aplikacijah, kot so stroji, deli letal in električna oprema.

Medenina

Medenina je kovinska zlitina bakra in cinka, katere razmerja določata tališče in kislost. CNC obdelava medenine rezka kovino z računalniško vodenim strojem. Rotacijski svedri, stroji ali žage režejo kovino. To je priljubljena tehnika obdelave kovin. Medenina je mehka in jo je enostavno obdelati v tanke plošče. Uporablja se za nakit, arhitekturo in mostove.

medenina C260

Brass C260 je težka rotacijska naprava s funkcijami triosnega gibanja. Deluje pri hitrosti do 6000 vrt./min in ima stopnjo natančnosti 0,001 mm na os. Stroj se lahko uporablja za dela z majhnim in velikim premerom z zmogljivostjo delovnega prostora 800 x 400 mm in je lahko opremljen z različnimi orodji, odvisno od velikosti dela, ki ga opravljate.

Ta razred se včasih imenuje medenina za naboje zaradi svoje zgodovine uporabe v nabojih za strelivo. Druge pogoste aplikacije vključujejo zakovice, tečaje in jedra radiatorjev.

Medenina C360

Brass C360 je še en močan rotacijski stroj s funkcijami triosnega gibanja. Deluje pri hitrosti do 6000 vrt./min in ima stopnjo natančnosti 0,001 mm na os. Stroj se lahko uporablja za dela majhnih in velikih premerov z zmogljivostjo delovnega prostora 800 x 400 mm.

Baker C101

Baker C101 je vrsta bakrove zlitine, pri kateri je bila kemična sestava bakra spremenjena tako, da vključuje enega ali več dodatnih elementov. Najpogostejša dodatka sta kositer in cink, lahko pa se dodajo tudi drugi. Baker C101 se uporablja v najrazličnejših aplikacijah, vključno z električnimi napeljavami, vodovodnimi napeljavami in toplotnimi izmenjevalniki.

Baker C101 je tekoča kovina z visoko odpornostjo proti koroziji in odlično električno prevodnostjo. Ima dobre mehanske lastnosti in je enostaven za delo. Baker C101 se lahko uporablja na različnih področjih, kot so elektronika, električni motorji, magnetni motorji, oprema za razsvetljavo in druga področja.

Jeklo

Jeklo je visokoogljično orodno jeklo, ki nudi dobro odpornost proti obrabi. Uporablja se za rezalna orodja, svedre in druge predmete, ki zahtevajo visoko trdnost, dobro žilavost in odlično odpornost proti obrabi. Zrnata struktura tega materiala je podobna tisti, ki jo najdemo v številnih jeklih. To pomeni, da ga je mogoče obdelati z rezalnimi orodji, ki imajo podobno končno obdelavo. Ima tudi dobre lastnosti obdelovalnosti, kar pomeni, da se toplotno ne obdeluje tako enostavno kot druga jekla.

Jeklo 1008 je na voljo v vročih in hladno valjanih oblikah pločevine. Vroča oblika je pred obdelavo žarjena, medtem ko je hladno valjana pločevina nežarjena. To vpliva na površinsko obdelavo jekla in na to, kako dobro bo držalo rob, ko ga obdelate z orodjem za honanje ali brusnim kamnom.

Jeklo 1018 je nizko legirano jeklo z dobro odpornostjo proti obrabi in življenjsko dobo. Ima dobro odpornost proti koroziji in ostre rezalne lastnosti.

Jeklo 1020 je visoko trdno nizkolegirano jeklo z dobro odpornostjo proti koroziji in odličnimi lastnostmi vročega oblikovanja. Z lahkoto ga je mogoče obdelati z ročnimi orodji, prav tako pa ga je mogoče nadalje predelati v visoko trdna nizkolegirana jekla ali nerjavna jekla ali ogljikova jekla.

Jeklo 1045 je nizkolegirano jeklo srednje visoke trdnosti z dobrimi lastnostmi vročega oblikovanja in dobro odpornostjo proti koroziji. Ima odlično žilavost pri sobni temperaturi in ga je mogoče enostavno obdelati z ročnim orodjem, ko pa se segreje, postane krhek.

Jeklo 430F

Jeklo 430F je srednje ogljikovo jeklo, ki ponuja odlično trdnost in odpornost proti obrabi. Ima dobro obdelovalnost, varljivost in odpornost proti koroziji. Jeklo 430F se lahko uporablja za različne namene, vključno z: orodjem, rezalnimi orodji, noži, svedri, zobniki in matricami.

Jeklo 4130

4130 je zlitina kroma (50%) in molibdena (20%). Uporablja se v nizkolegiranih jeklih visoke trdnosti, ki imajo visoko natezno trdnost, majhen raztezek in odlično žilavost.

Jeklo 4140

4140 je zlitina niklja (35 %), kroma (17 %), mangana (10 %) in niklja (10 %). Ima dobro obdelovalnost, varljivost in odpornost proti koroziji. Zaradi lastnosti te zlitine je primerna za uporabo v strojnih delih, kot so gredi in zobniki z večjimi obremenitvami.

Jeklo 40CrMo

40CrMo je zlitina kroma (40 %), ogljika (10 %) in molibdena (10 %). Ta material ima odlične mehanske lastnosti zaradi svoje kombinacije visoke trdote, odpornosti proti obrabi in žilavosti skupaj z visoko natezno trdnostjo, zaradi česar je idealen za zobnike.

42CrMo je tudi nekakšen material visoke trdnosti. Ta izdelek se v glavnem uporablja pri gradnji vlakov za visoke hitrosti, letal, avtomobilov in drugih industrijah ter pri proizvodnji različnih preciznih delov.

Jeklo 12L14 je nizko legirano jeklo, ki vsebuje mangan, silicij in molibden. Široko se uporablja za izdelavo orodij za tlačno litje in druge namene. Fizikalne lastnosti se razlikujejo glede na kemično sestavo.

Jeklo 12L15 je nizko legirano jeklo, ki vsebuje krom in molibden. Široko se uporablja za tlačne ulitke in druge aplikacije, ki zahtevajo visoko trdnost in žilavost pri povišanih temperaturah. Fizikalne lastnosti se razlikujejo glede na kemično sestavo.

Nerjaveče jeklo 304

Nerjaveče jeklo 304 je eno najbolj vsestranskih in široko uporabljenih nerjavnih jekel. Ima dobro korozijsko odpornost na številne medije, vključno s sladko in slano vodo, večino industrijskih kemikalij in prehrambenih izdelkov. Ima dobre mehanske lastnosti, vendar ni tako močan kot nekatere druge vrste nerjavnega jekla.

Nerjaveče jeklo 304L je nizkoogljična različica nerjavečega jekla 304 z manjšo vsebnostjo ogljika kot običajni razred 304. To olajša izdelavo, varjenje in poliranje kot običajni razred 304 brez izgube trdnosti ali odpornosti proti koroziji. Lahko se uporablja tudi v aplikacijah, kjer se pričakujejo visoke temperature, kot so vijaki izpušnega kolektorja, vijaki turbopolnilnika in zatiči turbinskih lopatic.

Nerjaveče jeklo 304F je avstenitno nerjavno jeklo iz kroma in niklja, ki združuje odpornost proti koroziji avstenitnih zlitin kroma in niklja s trdnostjo zlitin na osnovi feritnega železa. Zaradi tega je zelo privlačen za aplikacije, kjer je potrebna visoka trdnost pri povišanih temperaturah, kot so deli peči, cevi izmenjevalnika toplote, cevi parnih generatorjev in tlačne posode jedrskih reaktorjev.

Nerjaveče jeklo 316

Nerjavno jeklo 316 je avstenitna, proti koroziji odporna zlitina s kromom kot glavno sestavino. Ima odlično kombinacijo sposobnosti oblikovanja, trdnosti in žilavosti. Oznaka 15-5-3 označuje sestavo 15 % kroma, 5 % molibdena in 3 % niklja. Ta material ima odlično odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji v kloridnih raztopinah. Uporablja se tudi v težkih okoljih, kjer je potrebna visoka trdnost skupaj z dobro odpornostjo proti koroziji.

Nerjaveče jeklo 316L

Nerjavno jeklo 316L je podobno nerjavnemu jeklu 316, vendar vsebuje nizko vsebnost ogljika (0,030 %). Nerjaveče jeklo 316L se uporablja, kadar je potrebna varivost brez žrtvovanja odpornosti proti koroziji ali trdnosti.

Nerjaveče jeklo 316F

Nerjavno jeklo 316F je podobno nerjavnemu jeklu 316, vendar vsebuje 1 % molibdena namesto 5 %. Ima boljšo odpornost proti luknjanju kot nerjaveče jeklo 316 in se lahko uporablja pri povišanih temperaturah do 1800 stopinj Fahrenheita (980 stopinj Celzija).

Nerjaveče jeklo 303

Nerjaveče jeklo 303 je vrsta nerjavečega jekla 18-8. Je ena izmed najbolj priljubljenih vrst nerjavnega jekla zaradi visoke odpornosti proti koroziji, odlične preoblikovalnosti in izjemnih mehanskih lastnosti.

Nerjaveče jeklo 303 ima visoko natezno trdnost, dobro žilavost in odlično odpornost na razpoke zaradi kloridne napetostne korozije. Zlitina ima visoko toplotno prevodnost in nizko temperaturo toplotnega popačenja. Material je tudi zelo odporen proti atmosferski koroziji, zlasti v morski atmosferi. Odpornost proti koroziji je mogoče izboljšati z dodatkom molibdena in dušika.

Nerjaveče jeklo 303 ne reagira s kakršno koli hrano ali pijačo.

Nerjaveče jeklo PH17-4

Nerjavno jeklo PH17-4 je visokoogljično krom molibden jeklo z najmanjšo mejo tečenja 110.000 psi in natezno trdnostjo 140.000 psi. Uporablja se v letalski industriji za številne konstrukcijske aplikacije, kjer se zahteva visoka trdnost, dobra korozijska odpornost in lastnosti pri visokih temperaturah. Zlitina je znana tudi kot nerjavno jeklo P-1, P-11 ali 18/8.

Super zlitina

Super Alloy je vrhunska zlitina. Ta visokokakovostna kovina se uporablja v proizvodnji medicinskih pripomočkov, letal in avtomobilov. Material se imenuje tudi "Super Titanium".

Zaradi lastnosti Super Alloy je priljubljen v številnih panogah, vključno s tistimi, ki zahtevajo močne in lahke materiale.

Glavne komponente Super Alloy so titan, cirkonij in hafnij. Ti elementi so kombinirani z železom, aluminijem in vanadijem, da ustvarijo kovino z visokim tališčem in natezno trdnostjo.

Super Alloy je mogoče najti v številnih različnih vrstah izdelkov, vključno z:

Letalski motorji

Vesoljski raketoplan

Avtomobilski deli

Super Alloy ima številne prednosti pred tradicionalnimi zlitinami na osnovi železa, kot so lito železo in ogljikova jekla. Tej vključujejo:

Visoka trdnost pri visokih temperaturah;

Visoka odpornost proti obrabi in koroziji;

Nizek koeficient toplotnega raztezanja;

Visoka električna prevodnost;

Visok modul elastičnosti;

Dobra duktilnost pri sobni temperaturi

Titanova zlitina

Titanova zlitina je kombinacija titana in drugih kovin. Najpogostejši legirni element je aluminij, ki predstavlja do 60 % celotne teže. Drugi legirni elementi vključujejo vanadij in molibden.

Lastnosti titanovih zlitin se zelo razlikujejo glede na vrste in količine uporabljenih legirnih elementov. Titanove zlitine so na splošno močnejše, lažje in bolj odporne proti koroziji kot čisti titan.

PEEK

PEEK je visokokristalna oblika polieter eter ketona (PEEK). Je polkristaliničen polimer, ki je na voljo v obliki plošč, palic in cevi.

PEEK ima temperaturo posteklenitve približno 140 °C in tališče približno 400 °C. PEEK ima dobro kemično odpornost na večino korozivnih medijev, vključno s kislinami, alkalijami in alkoholi. Ima tudi dobro odpornost na vročino, ultravijolično svetlobo in gama sevanje.

PEEK ima odlične mehanske lastnosti, vključno z visokim modulom (natezno trdnostjo) pri povišanih temperaturah, nizkim lezenjem pod obremenitvijo, visoko natezno trdnostjo pri nizki temperaturi (nizek koeficient toplotnega raztezanja), nizko absorpcijo vode, odlično dimenzijsko stabilnostjo in visoko odpornostjo proti obrabi.