كيفية اختيار المواد المناسبة لتصنيع CNC？

المواد خاطئة، وكل ذلك عبثا! من أجل إنتاج منتجات مرضية، فإن اختيار المواد هو الخطوة الأساسية والخطوة الأكثر أهمية. يمكن للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي اختيار الكثير من المواد، بما في ذلك المواد المعدنية والمواد غير المعدنية والمواد المركبة.

تشمل المواد المعدنية الشائعة الفولاذ وسبائك الألومنيوم وسبائك النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ وما إلى ذلك. المواد غير المعدنية هي البلاستيك الهندسي والنايلون والباكليت وراتنجات الايبوكسي وما إلى ذلك. المواد المركبة هي البلاستيك المقوى بالألياف، راتنجات الإيبوكسي المقواة بألياف الكربون، والألومنيوم المقوى بالألياف الزجاجية وما إلى ذلك.

تتميز المواد المختلفة بخصائص فيزيائية وميكانيكية مختلفة، والاختيار الصحيح للمادة المناسبة أمر بالغ الأهمية لأداء الجزء ودقته ومتانته. انطلاقًا من تجربتي الخاصة، ستشارككم هذه المقالة كيفية اختيار مواد منخفضة التكلفة ومناسبة من بين العديد من مواد المعالجة.

أولاً، علينا تحديد الاستخدام النهائي للمنتج وأجزائه. على سبيل المثال، يجب تطهير المعدات الطبية، ويجب تسخين صناديق الغداء في فرن الميكروويف، ويجب استخدام المحامل والتروس وما إلى ذلك لتحمل الأحمال والاحتكاك الدوراني المتعدد.

بعد تحديد الاستخدام، بدءًا من احتياجات التطبيق الفعلية للمنتج، يتم دراسة استخدام المنتج، ويتم تحليل متطلباته الفنية والمتطلبات البيئية، ويتم تحويل هذه الاحتياجات إلى خصائص المادة. على سبيل المثال، قد يتعين على أجزاء من المعدات الطبية أن تتحمل الحرارة الشديدة للأوتوكلاف؛ المحامل والتروس والمواد الأخرى لديها متطلبات لمقاومة التآكل وقوة الشد وقوة الضغط. يمكن تحليلها بشكل رئيسي من النقاط التالية:

01 المتطلبات البيئية

تحليل سيناريو الاستخدام الفعلي وبيئة المنتج؛ على سبيل المثال: ما هي درجة حرارة العمل على المدى الطويل للمنتج، أعلى/أدنى درجة حرارة عمل، على التوالي، تنتمي إلى درجة حرارة عالية أو درجة حرارة منخفضة؟ هل هناك متطلبات للحماية من الأشعة فوق البنفسجية في الداخل أو في الخارج؟ هل هو في بيئة جافة أم بيئة رطبة ومسببة للتآكل؟ إلخ.

02 المتطلبات الفنية

وفقًا للمتطلبات الفنية للمنتج، يتم تحليل القدرات المطلوبة، والتي يمكن أن تغطي مجموعة من العوامل المتعلقة بالتطبيق. مثل: المنتج يحتاج إلى أن يكون موصلًا أو عازلًا أو مضادًا للكهرباء الساكنة، أي من الإمكانيات؟ هل يلزم تبديد الحرارة أو التوصيل الحراري أو مثبطات اللهب؟ هل تحتاج إلى التعرض للمذيبات الكيميائية؟ إلخ.

03 متطلبات الأداء البدني

قم بتحليل الخصائص الفيزيائية المطلوبة للجزء بناءً على الاستخدام المقصود للمنتج والبيئة التي سيتم استخدامه فيها. بالنسبة للأجزاء المعرضة للضغط العالي أو التآكل، تعتبر عوامل مثل القوة والمتانة ومقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية؛ بالنسبة للأجزاء المعرضة لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة، يلزم وجود ثبات حراري جيد.

04 متطلبات المظهر والمعالجة السطحية

يعتمد قبول المنتج في السوق إلى حد كبير على المظهر، ويختلف اللون والشفافية للمواد المختلفة، كما يختلف التشطيب والمعالجة السطحية المقابلة. ولذلك، وفقا للمتطلبات الجمالية للمنتج، ينبغي اختيار مواد المعالجة.

05 معالجة اعتبارات الأداء

سوف تؤثر خصائص تصنيع المادة على عملية التصنيع ودقة الجزء. على سبيل المثال، على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ مقاوم للصدأ ومقاوم للتآكل، إلا أن صلابته عالية، ومن السهل ارتداء الأداة أثناء المعالجة، مما يؤدي إلى تكاليف معالجة عالية جدًا، وهو ليس مادة جيدة للمعالجة. صلابة البلاستيك منخفضة، ولكن من السهل تليينها وتشوهها أثناء عملية التسخين، والاستقرار ضعيف، ويجب اختياره وفقًا للاحتياجات الفعلية.

نظرًا لأن متطلبات التطبيق الفعلية للمنتج تتكون من عدد من المحتويات، فقد تكون هناك مواد متعددة تلبي متطلبات التطبيق للمنتج؛ أو الحالة التي يكون فيها الاختيار الأمثل لمتطلبات التطبيق المختلفة يتوافق مع مواد مختلفة؛ قد ينتهي بنا الأمر إلى الحصول على العديد من المواد التي تلبي متطلباتنا المحددة. ولذلك، بمجرد تحديد خصائص المواد المطلوبة بوضوح، فإن خطوة الاختيار المتبقية هي البحث عن المادة التي تتطابق بشكل أفضل مع تلك الخصائص.

يبدأ اختيار المواد المرشحة بمراجعة بيانات خصائص المواد، وبالطبع لا يمكن التحقق من آلاف المواد التطبيقية، ولا داعي لذلك. يمكننا أن نبدأ من فئة المواد، ونقرر أولاً ما إذا كنا بحاجة إلى مواد معدنية أو مواد غير معدنية أو مواد مركبة. ثم تؤدي نتائج التحليل السابقة، التي تتوافق مع خصائص المواد، إلى تضييق نطاق اختيار المواد المرشحة. وأخيرًا، يتم استخدام معلومات تكلفة المواد لاختيار المادة الأكثر ملاءمة للمنتج من بين عدد من المواد المرشحة.

في الوقت الحاضر، قامت Honscn باختيار وإطلاق عدد من المواد المناسبة للمعالجة، والتي كانت خيارًا شائعًا لعملائنا.

تشير المواد المعدنية إلى مواد ذات خصائص مثل اللمعان والليونة وسهولة التوصيل ونقل الحرارة. وينقسم أدائها بشكل رئيسي إلى أربعة جوانب، وهي: الخواص الميكانيكية، الخواص الكيميائية، الخواص الفيزيائية، خصائص العملية. تحدد هذه الخصائص نطاق تطبيق المادة وعقلانية التطبيق، مما يعد مرجعًا مهمًا لنا في اختيار المواد المعدنية. فيما يلي سوف نقدم نوعين من المواد المعدنية، سبائك الألومنيوم وسبائك النحاس، والتي لها خصائص ميكانيكية وخصائص معالجة مختلفة.

هناك أكثر من 1000 درجة من سبائك الألومنيوم مسجلة في العالم، كل اسم تجاري ومعنى مختلف، درجات مختلفة من سبائك الألومنيوم من حيث الصلابة والقوة وقابلية المعالجة والديكور ومقاومة التآكل وقابلية اللحام وغيرها من الخواص الميكانيكية والخصائص الكيميائية هناك اختلافات واضحة ، لكل منها نقاط قوتها وضعفها.

صلابة

تشير الصلابة إلى قدرتها على مقاومة الخدوش أو المسافات البادئة. وله علاقة مباشرة بالتركيب الكيميائي للسبائك، والحالات المختلفة لها تأثيرات مختلفة على صلابة الألومنيوم. تؤثر الصلابة بشكل مباشر على سرعة القطع ونوع مادة الأداة التي يمكن استخدامها في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

من أعلى صلابة يمكن تحقيقها، 7 سلسلة > سلسلة2 > سلسلة6 > سلسلة5 > سلسلة3 > 1 سلسلة.

شدة

تشير القوة إلى قدرتها على مقاومة التشوه والكسر، وتشمل المؤشرات الشائعة الاستخدام قوة الخضوع وقوة الشد وما إلى ذلك.

إنه عامل مهم يجب أخذه في الاعتبار عند تصميم المنتج، خاصة عند استخدام مكونات سبائك الألومنيوم كأجزاء هيكلية، يجب اختيار السبائك المناسبة وفقًا للضغط الموجود تحتها.

هناك علاقة إيجابية بين الصلابة والقوة: قوة الألومنيوم النقي هي الأدنى، وقوة السبائك المعالجة حرارياً من سلسلتين و7 هي الأعلى.

كثافة

تشير الكثافة إلى كتلتها لكل وحدة حجم وغالبًا ما تستخدم لحساب وزن المادة.

تعد الكثافة عاملاً مهمًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات المختلفة. اعتمادًا على التطبيق، سيكون لكثافة الألومنيوم تأثير كبير على كيفية استخدامه. على سبيل المثال، يعتبر الألمنيوم خفيف الوزن وعالي القوة مثاليًا للتطبيقات الصناعية والبناء.

تبلغ كثافة الألومنيوم حوالي 2700 كجم/م³وقيمة كثافة الأنواع المختلفة من سبائك الألومنيوم لا تتغير كثيرًا.

المقاومة للتآكل

تشير مقاومة التآكل إلى قدرتها على مقاومة التآكل عند ملامستها لمواد أخرى. ويشمل مقاومة التآكل الكيميائي، ومقاومة التآكل الكهروكيميائي، ومقاومة التآكل الإجهاد وغيرها من الخصائص.

يجب أن يعتمد مبدأ اختيار مقاومة التآكل على مناسبة الاستخدام، ويجب أن تستخدم السبائك عالية القوة المستخدمة في بيئة قابلة للتآكل مجموعة متنوعة من المواد المركبة المضادة للتآكل.

بشكل عام، مقاومة التآكل للألمنيوم النقي من السلسلة 1 هي الأفضل، والسلسلة 5 تعمل بشكل جيد، تليها السلسلة 3 و6، والسلسلة 2 و7 ضعيفة.

قابلية المعالجة

تتضمن قابلية التصنيع قابلية التشكيل وقابلية التشغيل الآلي. نظرًا لأن القابلية للتشكيل مرتبطة بالحالة، فمن الضروري أيضًا مراعاة نطاق القوة لكل حالة بعد اختيار درجة سبائك الألومنيوم، وعادةً ما يكون تشكيل المواد عالية القوة ليس بالأمر السهل.

إذا كان سيتم ثني الألومنيوم وسحبه وسحبه بعمق وعمليات التشكيل الأخرى، فإن قابلية تشكيل المادة الملدنة بالكامل هي الأفضل، وعلى العكس من ذلك، فإن قابلية تشكيل المادة المعالجة بالحرارة هي الأسوأ.

إن قابلية تصنيع سبائك الألومنيوم لها علاقة كبيرة بتركيبة السبائك، وعادةً ما تكون قابلية تصنيع سبائك الألومنيوم ذات القوة العالية أفضل، على العكس من ذلك، تكون قابلية التشغيل ذات القوة المنخفضة سيئة.

بالنسبة للقوالب والأجزاء الميكانيكية وغيرها من المنتجات التي تحتاج إلى قطع، فإن قابلية تصنيع سبائك الألومنيوم تعتبر من الاعتبارات المهمة.

خصائص اللحام والانحناء

يتم لحام معظم سبائك الألومنيوم دون مشاكل. على وجه الخصوص، تم تصميم بعض سبائك الألومنيوم من السلسلة 5 خصيصًا لاعتبارات اللحام؛ نسبيًا، بعض سبائك الألومنيوم من سلسلتين وسلسلة 7 تكون أكثر صعوبة في اللحام.

بالإضافة إلى ذلك، فإن سبائك الألومنيوم من السلسلة 5 هي أيضًا الأكثر ملاءمة لثني فئة من منتجات سبائك الألومنيوم.

الملكية الزخرفية

عندما يتم تطبيق الألومنيوم على الديكور أو في بعض المناسبات المحددة، فإن سطحه يحتاج إلى معالجة للحصول على اللون المناسب وتنظيم السطح. يتطلب هذا الوضع منا التركيز على الخصائص الزخرفية للمواد.

تشمل خيارات معالجة سطح الألومنيوم الأنودة والرش. بشكل عام، المواد ذات المقاومة الجيدة للتآكل لها خصائص معالجة سطحية ممتازة.

مميزات وخصائص اخرى

بالإضافة إلى الخصائص المذكورة أعلاه، هناك الموصلية الكهربائية، ومقاومة التآكل، ومقاومة الحرارة وغيرها من الخصائص، ونحن بحاجة إلى النظر أكثر في اختيار المواد.

أوريكالكوم

النحاس هو سبيكة من النحاس والزنك. يمكن الحصول على نحاس ذو خواص ميكانيكية مختلفة عن طريق تغيير محتوى الزنك في النحاس. كلما زاد محتوى الزنك في النحاس، زادت قوته وانخفضت اللدونة قليلاً.

لا يتجاوز محتوى الزنك في النحاس المستخدم في الصناعة 45%، وسيكون محتوى الزنك هشًا ويجعل أداء السبائك أسوأ. يمكن أن تؤدي إضافة 1% من القصدير إلى النحاس إلى تحسين مقاومة النحاس لمياه البحر والتآكل في الغلاف الجوي البحري بشكل كبير، لذلك يطلق عليه "النحاس البحري".

يمكن للقصدير تحسين قابلية تصنيع النحاس. يُشار عادةً إلى النحاس الرصاصي على أنه من السهل قطع النحاس القياسي الوطني. الغرض الرئيسي من إضافة الرصاص هو تحسين قابلية التشغيل الآلي ومقاومة التآكل، كما أن الرصاص له تأثير ضئيل على قوة النحاس. نحت النحاس هو أيضًا نوع من النحاس الرصاصي.

تتمتع معظم أنواع النحاس الأصفر بلون جيد وقابلية معالجة وليونة وسهلة الطلاء أو الطلاء الكهربائي.

النحاس الاحمر

النحاس هو النحاس النقي، المعروف أيضًا باسم النحاس الأحمر، وله موصلية كهربائية وحرارة جيدة، ولدونة ممتازة، وسهل الضغط الساخن ومعالجة الضغط البارد، ويمكن تحويله إلى ألواح وقضبان وأنابيب وأسلاك وشرائط ورقائق وأنواع نحاس أخرى.

عدد كبير من المنتجات التي تتطلب توصيلًا كهربائيًا جيدًا مثل النحاس المتآكل كهربائيًا والقضبان الموصلة لتصنيع EDM، والأدوات المغناطيسية والأدوات التي يجب أن تكون مقاومة للتداخل المغناطيسي، مثل أدوات البوصلة والطيران.

بغض النظر عن نوع المادة، لا يمكن للنموذج الواحد أن يلبي جميع متطلبات الأداء للمنتج في نفس الوقت، وليس من الضروري ذلك. يجب أن نحدد أولوية الأداء المتنوع وفقًا لمتطلبات أداء المنتج، واستخدام البيئة، وعملية المعالجة وعوامل أخرى، والاختيار المعقول للمواد، والتحكم المعقول في التكاليف ضمن فرضية ضمان الأداء.

يبدأ بالأجهزة، ولا يتوقف بالأجهزة. تلتزم Honscn بتوفير خدمة متكاملة لسلسلة صناعة السحابة/CNC.