Wie wählt man das richtige CNC-Bearbeitungsmaterial aus?

Die Materialien sind falsch, alles umsonst! Um zufriedenstellende Produkte herzustellen, ist die Auswahl der Materialien der grundlegendste und kritischste Schritt. Bei der CNC-Bearbeitung können viele Materialien ausgewählt werden, darunter Metallmaterialien, nichtmetallische Materialien und Verbundmaterialien.

Zu den gängigen Metallmaterialien gehören Stahl, Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Edelstahl und so weiter. Nichtmetallische Materialien sind technische Kunststoffe, Nylon, Bakelit, Epoxidharz und so weiter. Verbundwerkstoffe sind faserverstärkter Kunststoff, kohlenstofffaserverstärktes Epoxidharz, glasfaserverstärktes Aluminium usw.

Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche physikalische und mechanische Eigenschaften, und die richtige Auswahl des richtigen Materials ist entscheidend für die Leistung, Genauigkeit und Haltbarkeit des Teils. Ausgehend von meiner eigenen Erfahrung möchte ich Ihnen in diesem Artikel zeigen, wie Sie unter vielen Verarbeitungsmaterialien kostengünstige und geeignete Materialien auswählen können.

Zunächst müssen wir die Endverwendung des Produkts und seiner Teile bestimmen. Beispielsweise müssen medizinische Geräte desinfiziert werden, Brotdosen müssen in der Mikrowelle erhitzt werden, Lager, Zahnräder usw. müssen zur Lastaufnahme und mehrfachen Rotationsreibung verwendet werden.

Nach der Bestimmung der Verwendung wird ausgehend von den tatsächlichen Anwendungsanforderungen des Produkts die Verwendung des Produkts untersucht, seine technischen Anforderungen und Umweltanforderungen analysiert und diese Anforderungen in die Eigenschaften des Materials umgewandelt. Beispielsweise müssen Teile medizinischer Geräte möglicherweise der extremen Hitze eines Autoklaven standhalten; Für Lager, Zahnräder und andere Materialien gelten Anforderungen an Verschleißfestigkeit, Zugfestigkeit und Druckfestigkeit. Kann hauptsächlich anhand der folgenden Punkte analysiert werden:

01 Umweltanforderungen

Analysieren Sie das tatsächliche Nutzungsszenario und die Umgebung des Produkts. Zum Beispiel: Wie hoch ist die langfristige Arbeitstemperatur des Produkts, die höchste bzw. niedrigste Arbeitstemperatur, die zu Hochtemperatur bzw. Niedertemperatur gehört? Gibt es UV-Schutzanforderungen im Innen- oder Außenbereich? Befindet es sich in einer trockenen Umgebung oder in einer feuchten, korrosiven Umgebung? Usw.

02 Technische Anforderungen

Entsprechend den technischen Anforderungen des Produkts werden die erforderlichen Fähigkeiten analysiert, die eine Reihe anwendungsbezogener Faktoren abdecken können. Zum Beispiel: Welche Eigenschaften muss das Produkt leitend, isolierend oder antistatisch haben? Ist Wärmeableitung, Wärmeleitfähigkeit oder Flammschutz erforderlich? Müssen Sie chemischen Lösungsmitteln ausgesetzt werden? Usw.

03 Anforderungen an die körperliche Leistungsfähigkeit

Analysieren Sie die erforderlichen physikalischen Eigenschaften des Teils basierend auf der beabsichtigten Verwendung des Produkts und der Umgebung, in der es verwendet wird. Bei Teilen, die hoher Belastung oder Verschleiß ausgesetzt sind, sind Faktoren wie Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit entscheidend; Für Teile, die über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist eine gute thermische Stabilität erforderlich.

04 Anforderungen an Aussehen und Oberflächenbehandlung

Die Marktakzeptanz des Produkts hängt maßgeblich von der Optik ab, die Farbe und Transparenz verschiedener Materialien ist unterschiedlich, auch das Finish und die entsprechende Oberflächenbehandlung sind unterschiedlich. Daher sollten die Verarbeitungsmaterialien entsprechend den ästhetischen Anforderungen des Produkts ausgewählt werden.

05 Überlegungen zur Verarbeitungsleistung

Die Bearbeitungseigenschaften des Materials wirken sich auf den Herstellungsprozess und die Genauigkeit des Teils aus. Obwohl Edelstahl beispielsweise rostbeständig und korrosionsbeständig ist, ist seine Härte hoch und das Werkzeug kann während der Bearbeitung leicht abgenutzt werden, was zu sehr hohen Bearbeitungskosten führt und es kein gutes Material für die Bearbeitung ist. Die Kunststoffhärte ist gering, aber beim Erhitzen erweicht und verformt sie sich leicht, und die Stabilität ist schlecht, was entsprechend den tatsächlichen Anforderungen ausgewählt werden muss.

Da sich die tatsächlichen Anwendungsanforderungen des Produkts aus einer Reihe von Inhalten zusammensetzen, kann es mehrere Materialien geben, die die Anwendungsanforderungen eines Produkts erfüllen. Oder die Situation, in der die optimale Auswahl unterschiedlicher Anwendungsanforderungen unterschiedlichen Materialien entspricht; Am Ende stehen uns möglicherweise mehrere Materialien zur Verfügung, die unseren spezifischen Anforderungen entsprechen. Sobald die gewünschten Materialeigenschaften klar definiert sind, besteht der verbleibende Auswahlschritt daher darin, nach dem Material zu suchen, das diesen Eigenschaften am besten entspricht.

Die Auswahl geeigneter Materialien beginnt mit einer Überprüfung der Materialeigenschaftendaten. Natürlich ist es nicht möglich, Tausende von verwendeten Materialien zu untersuchen, und es besteht auch keine Notwendigkeit, dies zu tun. Wir können von der Materialkategorie ausgehen und zunächst entscheiden, ob wir Metallmaterialien, nichtmetallische Materialien oder Verbundmaterialien benötigen. Anschließend schränken die vorherigen Analyseergebnisse, die den Materialeigenschaften entsprechen, die Auswahl der Kandidatenmaterialien ein. Schließlich werden die Materialkosteninformationen verwendet, um aus einer Reihe von Kandidatenmaterialien das am besten geeignete Material für das Produkt auszuwählen.

Derzeit hat Honscn eine Reihe von für die Verarbeitung geeigneten Materialien ausgewählt und auf den Markt gebracht, die bei unseren Kunden eine beliebte Wahl sind.

Unter metallischen Werkstoffen versteht man Werkstoffe mit Eigenschaften wie Glanz, Duktilität, leichte Leitfähigkeit und Wärmeübertragung. Seine Leistung gliedert sich hauptsächlich in vier Aspekte: mechanische Eigenschaften, chemische Eigenschaften, physikalische Eigenschaften, Prozesseigenschaften. Diese Eigenschaften bestimmen den Anwendungsbereich des Materials und die Rationalität der Anwendung, was für uns eine wichtige Referenz bei der Auswahl von Metallmaterialien ist. Im Folgenden werden zwei Arten von Metallmaterialien vorgestellt, Aluminiumlegierungen und Kupferlegierungen, die unterschiedliche mechanische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften aufweisen.

Weltweit sind mehr als 1000 Aluminiumlegierungssorten registriert. Jeder Markenname und jede Bedeutung sind unterschiedlich. Bei den verschiedenen Aluminiumlegierungssorten in Bezug auf Härte, Festigkeit, Verarbeitbarkeit, Dekoration, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und andere mechanische und chemische Eigenschaften gibt es offensichtliche Unterschiede , jeder hat seine Stärken und Schwächen.

Härte

Unter Härte versteht man die Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer oder Dellen. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der chemischen Zusammensetzung der Legierung und verschiedene Zustände haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Härte von Aluminium. Die Härte wirkt sich direkt auf die Schnittgeschwindigkeit und die Art des Werkzeugmaterials aus, das bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden kann.

Von der höchsten erreichbaren Härte, 7er-Serie > 2 Serie > 6 Serie > 5 Serie > 3 Serie > 1 Serie.

Intensität

Festigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit, Verformung und Bruch zu widerstehen. Zu den häufig verwendeten Indikatoren gehören Streckgrenze, Zugfestigkeit usw.

Dies ist ein wichtiger Faktor, der bei der Produktkonstruktion berücksichtigt werden muss. Insbesondere wenn Aluminiumlegierungskomponenten als Strukturteile verwendet werden, sollte die geeignete Legierung entsprechend dem Druck ausgewählt werden, unter dem sie stehen.

Es besteht ein positiver Zusammenhang zwischen Härte und Festigkeit: Die Festigkeit von reinem Aluminium ist am niedrigsten und die Festigkeit von wärmebehandelten Legierungen der Serien 2 und 7 am höchsten.

Dichte

Die Dichte bezieht sich auf die Masse pro Volumeneinheit und wird häufig zur Berechnung des Gewichts eines Materials verwendet.

Die Dichte ist ein wichtiger Faktor für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen. Abhängig von der Anwendung hat die Dichte von Aluminium einen erheblichen Einfluss auf die Art und Weise, wie es verwendet wird. Leichtes, hochfestes Aluminium eignet sich beispielsweise ideal für Bau- und Industrieanwendungen.

Die Dichte von Aluminium beträgt etwa 2700 kg/m³, und der Dichtewert verschiedener Arten von Aluminiumlegierungen ändert sich nicht wesentlich.

Korrosionsbeständigkeit

Unter Korrosionsbeständigkeit versteht man die Fähigkeit, Korrosion bei Kontakt mit anderen Substanzen zu widerstehen. Es umfasst chemische Korrosionsbeständigkeit, elektrochemische Korrosionsbeständigkeit, Spannungskorrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften.

Das Prinzip der Auswahl der Korrosionsbeständigkeit sollte auf dem Verwendungszweck basieren. Bei der Verwendung einer hochfesten Legierung in einer korrosiven Umgebung müssen verschiedene korrosionsbeständige Verbundwerkstoffe verwendet werden.

Im Allgemeinen ist die Korrosionsbeständigkeit von reinem Aluminium der Serie 1 am besten, die Serie 5 schneidet gut ab, gefolgt von den Serien 3 und 6 und die Serien 2 und 7 sind schlecht.

Verarbeitbarkeit

Die Bearbeitbarkeit umfasst Umformbarkeit und Bearbeitbarkeit. Da die Formbarkeit vom Zustand abhängt, muss nach der Auswahl der Aluminiumlegierungssorte auch der Festigkeitsbereich jedes Zustands berücksichtigt werden. Normalerweise sind hochfeste Materialien nicht leicht zu formen.

Wenn das Aluminium gebogen, gezogen, tiefgezogen und in anderen Umformverfahren verarbeitet werden soll, ist die Formbarkeit des vollständig geglühten Materials am besten und im Gegenteil die Formbarkeit des wärmebehandelten Materials am schlechtesten.

Die Bearbeitbarkeit von Aluminiumlegierungen steht in engem Zusammenhang mit der Legierungszusammensetzung. Normalerweise ist die Bearbeitbarkeit von Aluminiumlegierungen mit höherer Festigkeit besser, im Gegensatz dazu ist die Bearbeitbarkeit von Aluminiumlegierungen mit geringerer Festigkeit schlecht.

Bei Formen, mechanischen Teilen und anderen Produkten, die geschnitten werden müssen, ist die Bearbeitbarkeit der Aluminiumlegierung ein wichtiger Gesichtspunkt.

Schweiß- und Biegeeigenschaften

Die meisten Aluminiumlegierungen lassen sich problemlos schweißen. Insbesondere einige Aluminiumlegierungen der 5er-Serie wurden speziell für Schweißzwecke entwickelt. Relativ gesehen sind einige Aluminiumlegierungen der 2er- und 7er-Serie schwieriger zu schweißen.

Darüber hinaus eignet sich die Aluminiumlegierung der 5er-Serie auch am besten zum Biegen einer Klasse von Aluminiumlegierungsprodukten.

Dekorative Eigenschaft

Wenn Aluminium zu Dekorationszwecken oder zu bestimmten Anlässen verwendet wird, muss seine Oberfläche bearbeitet werden, um die entsprechende Farbe und Oberflächenorganisation zu erhalten. Diese Situation erfordert, dass wir uns auf die dekorativen Eigenschaften von Materialien konzentrieren.

Zu den Optionen zur Oberflächenbehandlung von Aluminium gehören Eloxieren und Sprühen. Im Allgemeinen weisen Materialien mit guter Korrosionsbeständigkeit hervorragende Oberflächenbehandlungseigenschaften auf.

Andere Eigenschaften

Zusätzlich zu den oben genannten Eigenschaften gibt es elektrische Leitfähigkeit, Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und andere Eigenschaften, die wir bei der Auswahl der Materialien stärker berücksichtigen müssen.

Orichalcum

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Messing mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften kann durch Änderung des Zinkgehalts im Messing erhalten werden. Je höher der Zinkgehalt im Messing ist, desto höher ist seine Festigkeit und desto geringer ist die Plastizität.

Der Zinkgehalt des in der Industrie verwendeten Messings überschreitet nicht 45 %, und der Zinkgehalt wird spröde und verschlechtert die Leistung der Legierung. Die Zugabe von 1 % Zinn zu Messing kann die Beständigkeit von Messing gegenüber Korrosion durch Meerwasser und Meeresatmosphäre erheblich verbessern, weshalb es als „Marinemessing“ bezeichnet wird.

Zinn kann die Bearbeitbarkeit von Messing verbessern. Bleimessing wird allgemein als leicht zu schneidendes Kupfer nach nationalem Standard bezeichnet. Der Hauptzweck der Bleizugabe besteht darin, die Bearbeitbarkeit und Verschleißfestigkeit zu verbessern, und Blei hat nur geringe Auswirkungen auf die Festigkeit von Messing. Schnitzkupfer ist auch eine Art Bleimessing.

Die meisten Messinge haben eine gute Farbe, Verarbeitbarkeit und Duktilität und lassen sich leicht galvanisieren oder lackieren.

Rotes Kupfer

Kupfer ist reines Kupfer, auch als rotes Kupfer bekannt, hat eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, eine ausgezeichnete Plastizität, lässt sich leicht durch Heißpressen und Kaltdruck verarbeiten und kann zu Platten, Stäben, Rohren, Drähten, Streifen, Folien und anderem Kupfer verarbeitet werden.

Eine große Anzahl von Produkten, die eine gute elektrische Leitfähigkeit erfordern, wie z. B. elektrokorrodiertes Kupfer und leitfähige Stäbe für die Herstellung von EDM, magnetischen Instrumenten und Instrumenten, die gegen magnetische Störungen beständig sein müssen, wie z. B. Kompasse und Luftfahrtinstrumente.

Unabhängig von der Art des Materials kann ein einzelnes Modell grundsätzlich nicht alle Leistungsanforderungen eines Produkts gleichzeitig erfüllen und ist auch nicht notwendig. Unter der Prämisse, die Leistung sicherzustellen, sollten wir die Priorität verschiedener Leistungen entsprechend den Leistungsanforderungen des Produkts, der Nutzung der Umgebung, dem Verarbeitungsprozess und anderen Faktoren, einer angemessenen Materialauswahl und einer angemessenen Kostenkontrolle festlegen.

Beginnt bei der Hardware, hört nicht bei der Hardware auf. Honscn ist bestrebt, einen Komplettservice für Verbindungselemente/CNC-Industrieketten anzubieten.