Tento komplexní průvodce porovnává 25 nejběžnějších materiálů používaných při CNC obrábění a pomůže vám vybrat ten správný pro vaši aplikaci.
CNC obráběním lze vyrábět díly z téměř jakéhokoli kovu nebo plastu.V tomto případě je k dispozici široká škála materiálů pro díly vyráběné pomocí CNC frézování a soustružení.Výběr toho správného pro vaši aplikaci může být docela problém a pochopení výhod a nejlepšího využití každého dostupného materiálu může být zásadní.
V tomto článku porovnáme nejběžnější CNC materiály z hlediska mechanických a tepelných vlastností, ceny a typických (a optimálních) aplikací.
Jak vybíráte správné CNC materiály?
Když navrhujete součást, která má být obrobena CNC, je zásadní výběr správných materiálů.Zde jsou základní kroky, které doporučujeme dodržovat při výběru správných materiálů pro vaše zakázkové díly.
Definujte požadavky na materiál: Ty mohou zahrnovat mechanické, tepelné nebo jiné požadavky na materiál, stejně jako náklady a povrchovou úpravu.Zvažte, jak budete své díly používat a v jakém prostředí se budou nacházet.
Identifikujte kandidátské materiály: Označte několik kandidátských materiálů, které splňují všechny (nebo většinu) vašich návrhových požadavků.
Vyberte nejvhodnější materiál: Zde je obvykle vyžadován kompromis mezi dvěma nebo více požadavky na design (například mechanický výkon a náklady).
V tomto článku se zaměříme na druhý krok.Pomocí níže uvedených informací můžete identifikovat materiály, které jsou pro vaši aplikaci nejvhodnější, a přitom zachovat rozpočet vašeho projektu.
Jaké jsou pokyny společnosti Hubs pro výběr materiálů pro CNC?
V níže uvedených tabulkách shrnujeme příslušné charakteristiky nejběžnějších CNC materiálů, které jsme shromáždili prozkoumáním datových listů poskytnutých výrobci materiálů.Kovy a plasty rozdělujeme do dvou odlišných kategorií.
Kovy se používají především v aplikacích, které vyžadují vysokou pevnost, tvrdost a tepelnou odolnost.Plasty jsou lehké materiály se širokou škálou fyzikálních vlastností, často používané pro svou chemickou odolnost a elektroizolační schopnosti.
V našem srovnání CNC materiálů se zaměřujeme na mechanickou pevnost (vyjádřenou jako mez kluzu v tahu), obrobitelnost (snadnost obrábění ovlivňuje cenu CNC), cenu, tvrdost (hlavně u kovů) a teplotní odolnost (hlavně u plastů).
Zde je infografika, kterou můžete použít jako rychlou referenci pro rychlou identifikaci CNC materiálů, které vyhovují konkrétním technickým potřebám:
Co je hliník?Robustní, ekonomická slitina
Komponent vyrobený z hliníku 6061
Slitiny hliníku mají vynikající poměr pevnosti k hmotnosti, vysokou tepelnou a elektrickou vodivost a přirozenou ochranu proti korozi.Jsou snadno obrobitelné a nákladově efektivní ve velkém, což z nich často dělá nejekonomičtější možnost pro výrobu prototypů a jiných typů dílů.
Hliníkové slitiny mají sice obvykle nižší pevnost a tvrdost než oceli, ale mohou být eloxovány, čímž se na jejich povrchu vytvoří tvrdá ochranná vrstva.
Pojďme si rozebrat různé druhy hliníkových slitin.
❖ Hliník 6061 je nejběžnější hliníková slitina pro všeobecné použití s dobrým poměrem pevnosti k hmotnosti a vynikající obrobitelností.
❖ Hliník 6082 má podobné složení a materiálové vlastnosti jako 6061. Běžněji se používá v Evropě (protože vyhovuje britským normám).
❖ Hliník 7075 je slitina nejčastěji používaná v leteckých aplikacích, kde je kritické snížení hmotnosti.Má vynikající únavové vlastnosti a lze jej tepelně zpracovat na vysokou pevnost a tvrdost, díky čemuž je srovnatelný s ocelí.
❖ Hliník 5083 má vyšší pevnost než většina ostatních hliníkových slitin a mimořádnou odolnost vůči mořské vodě.Díky tomu je optimální pro stavební a námořní aplikace.Je to také skvělá volba pro svařování.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota hliníkových slitin: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Lze eloxovat
❖ Nemagnetické
Co je nerezová ocel?Silná, odolná slitina
Část vyrobená z nerezové oceli 304
Slitiny z nerezové oceli mají vysokou pevnost, vysokou tažnost, vynikající odolnost proti opotřebení a korozi a lze je snadno svařovat, obrábět a leštit.V závislosti na jejich složení mohou být buď (v podstatě) nemagnetické nebo magnetické.
Pojďme si rozebrat typy nerezové oceli, které nabízíme na platformě.
❖ Nerezová ocel 304 je nejběžnější slitina nerezové oceli.Má výborné mechanické vlastnosti a dobrou obrobitelnost.Je odolný vůči většině podmínek prostředí a korozivním médiím.
❖ Nerezová ocel 316 je další běžnou slitinou nerezové oceli s podobnými mechanickými vlastnostmi jako 304. Má však vyšší odolnost proti korozi a chemikáliím, zejména vůči solným roztokům (například mořské vodě), takže je často lepší pro drsnější prostředí.
❖ Nerezová ocel 2205 Duplex má nejvyšší pevnost (dvakrát vyšší než běžné slitiny nerezové oceli) a vynikající odolnost proti korozi.Používá se v extrémních prostředích s mnoha aplikacemi v ropném a plynárenském průmyslu.
❖ Nerezová ocel 303 má vynikající houževnatost, ale nižší odolnost proti korozi ve srovnání s 304. Díky své vynikající obrobitelnosti se často používá ve velkoobjemových aplikacích, jako je výroba matic a šroubů pro letectví a kosmonautiku.
❖ Nerezová ocel 17-4 (třída SAE 630) má mechanické vlastnosti srovnatelné s ocelí 304. Může být precipitačně kalená na velmi vysoký stupeň (srovnatelná s nástrojovými oceli) a má vynikající chemickou odolnost, díky čemuž je vhodná pro velmi výkonné aplikace, jako je výroba lopatek pro větrné turbíny.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Nemagnetické slitiny nerezové oceli: 304, 316, 303
❖ Magnetické slitiny nerezové oceli: 2205 Duplex, 17-4
Co je měkká ocel?Slitina pro všeobecné použití
Část vyrobená z měkké oceli 1018
Měkké ocelijsou také známé jako nízkouhlíkové oceli a mají dobré mechanické vlastnosti, skvělou obrobitelnost a dobrou svařitelnost.Protože jsou relativně nízké, výrobci je používají pro mnoho obecných aplikací, jako jsou přípravky a přípravky.Měkké oceli jsou náchylné ke korozi a chemickému poškození.
Pojďme si rozebrat typy měkkých ocelí dostupných na platformě.
❖ Měkká ocel 1018 je slitina pro všeobecné použití s dobrou obrobitelností a svařitelností a vynikající houževnatostí, pevností a tvrdostí.Je to nejběžněji používaná slitina měkké oceli.
❖ Měkká ocel 1045 je středně uhlíková ocel s dobrou svařitelností, dobrou obrobitelností a vysokou pevností a odolností proti nárazu.
❖ Měkká ocel A36 je běžná konstrukční ocel s dobrou svařitelností.Je vhodný pro různé průmyslové a stavební aplikace.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetické
Co je to legovaná ocel?Pevnější slitina odolná proti opotřebení
Část vyrobená z legované oceli
Legované oceli obsahují kromě uhlíku další legující prvky, což má za následek zlepšenou tvrdost, houževnatost, únavu a odolnost proti opotřebení.Podobně jako měkké oceli jsou legované oceli náchylné ke korozi a působení chemikálií
❖ Legovaná ocel 4140 má celkově dobré mechanické vlastnosti s dobrou pevností a houževnatostí.Tato slitina je vhodná pro mnoho průmyslových aplikací, ale nedoporučuje se pro svařování.
❖ Legovaná ocel 4340 může být tepelně zpracována na vysokou pevnost a tvrdost při zachování její dobré houževnatosti, odolnosti proti opotřebení a únavové pevnosti.Tato slitina je svařitelná.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetické
Co je nástrojová ocel?Mimořádně tuhá a odolná slitina
Díl obrobený z nástrojové oceli
Nástrojové ocelijsou kovové slitiny s výjimečně vysokou tvrdostí, tuhostí, otěrem a tepelnou odolností, pokud podléhajítepelné zpracování.Používají se k vytváření výrobních nástrojů (odtud název), jako jsou raznice, razidla a formy.
Pojďme si rozebrat nástrojové oceli, které nabízíme v Hubs.
❖ Nástrojová ocel D2 je slitina odolná proti opotřebení, která si zachovává svou tvrdost až do teploty 425°C.Běžně se používá k výrobě řezných nástrojů a matric.
❖ Nástrojová ocel A2 je vzduchem kalená univerzální nástrojová ocel s dobrou houževnatostí a vynikající rozměrovou stabilitou při zvýšených teplotách.Běžně se používá k výrobě vstřikovacích forem.
❖ Nástrojová ocel O1 je slitina kalená v oleji s vysokou tvrdostí 65 HRC.Běžně se používá pro nože a řezné nástroje.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 7,8 g/cm3
❖ Typická tvrdost: 45-65 HRC
Co je mosaz?Vodivá a kosmetická slitina
Mosazný díl C36000
Mosazje kovová slitina s dobrou obrobitelností a vynikající elektrickou vodivostí, díky čemuž je ideální pro aplikace vyžadující nízké tření.Často najdete kosmetické mosazné díly používané pro architektonické účely (zlaté detaily).
Zde je mosaz, kterou nabízíme v Hubs.
❖ Mosaz C36000 je materiál s vysokou pevností v tahu a přirozenou odolností proti korozi.Je to jeden z nejsnáze obrobitelných materiálů, takže se často používá pro velkoobjemové aplikace.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Nemagnetické
Co je ABS?Prototypový termoplast
Díl vyrobený z ABS
břišní svalyje jedním z nejběžnějších termoplastických materiálů, který nabízí dobré mechanické vlastnosti, vynikající rázovou houževnatost, vysokou tepelnou odolnost a dobrou obrobitelnost.
ABS má nízkou hustotu, takže je ideální pro lehké aplikace.CNC obráběné díly ABS se často používají jako prototypy před hromadnou výrobou se vstřikováním.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,00-1,05 g/cm3
Co je nylon?Technický termoplast
Část vyrobená z nylonu
Nylon(neboli polyamid (PA)) je termoplast, který se často používá pro strojírenské aplikace díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem, dobré rázové houževnatosti a vysoké chemické odolnosti a odolnosti proti oděru.Je náchylný k absorpci vody a vlhkosti.
Nylon 6 a nylon 66 jsou třídy, které se nejčastěji používají v CNC obrábění.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,14 g/cm3
Co je to polykarbonát?Termoplast s rázovou houževnatostí
Díl vyrobený z polykarbonátu
Polykarbonát je termoplast s vysokou houževnatostí, dobrou obrobitelností a vynikající rázovou houževnatostí (lepší než ABS).Obvykle je průhledná, ale lze ji obarvit na různé barvy.Díky těmto faktorům je ideální pro širokou škálu aplikací, včetně fluidních zařízení nebo automobilového zasklení.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,20-1,22 g/cm3
Co je POM (Delrin)?Nejlépe obrobitelný CNC plast
Díl vyrobený z POM (Delrin)
POM je běžně známý pod obchodním názvem Delrin a jedná se o technický termoplast s nejvyšší obrobitelností mezi plasty.
POM (Delrin) je často nejlepší volbou při CNC obrábění plastových dílů, které vyžadují vysokou přesnost, vysokou tuhost, nízké tření, vynikající rozměrovou stabilitu při zvýšených teplotách a velmi nízkou absorpci vody.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,40-1,42 g/cm3
Co je PTFE (teflon)?Termoplast pro extrémní teploty
Část vyrobená z PTFE
PTFE, běžně známý jako teflon, je technický termoplast s vynikající chemickou a tepelnou odolností a nejnižším koeficientem tření ze všech známých pevných látek.Je to jeden z mála plastů, který vydrží provozní teploty nad 200 stupňů Celsia a je vynikajícím elektrickým izolantem.Má také čistě mechanické vlastnosti a často se používá jako obložení nebo vložka v sestavě.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 2,2 g/cm3
Co je HDPE?Venkovní a potrubní termoplast
Díl vyrobený z HDPE
Polyethylen s vysokou hustotou (HDPE)je termoplast s vysokým poměrem pevnosti k hmotnosti, vysokou rázovou houževnatostí a dobrou odolností vůči povětrnostním vlivům.HDPE je lehký a je vhodný pro venkovní použití a potrubí.Stejně jako ABS se často používá k vytváření prototypů před vstřikováním.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 0,93-0,97 g/cm3
Co je to PEEK?Plast, který nahrazuje kov
Díl vyrobený z PEEK
PROHLÉDNĚTEje vysoce výkonný technický termoplast s vynikajícími mechanickými vlastnostmi, tepelnou stabilitou ve velmi širokém rozsahu teplot a vynikající odolností vůči většině chemikálií.
PEEK se často používá k náhradě kovových dílů díky vysokému poměru pevnosti k hmotnosti.Dostupné jsou také lékařské kvality, díky čemuž je PEEK vhodný také pro biomedicínské aplikace.
Vlastnosti materiálu:
❖ Typická hustota: 1,32 g/cm3
Často kladené otázky
❖ Jaké jsou výhody CNC obrábění kovů?
Kovy jsou ideální pro výrobní aplikace, které vyžadují vysokou pevnost, tvrdost a/nebo spolehlivou odolnost vůči extrémním teplotám.
Zdroj článku:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Čas odeslání: 10. května 2023