Bagaimana memilih material mesin CNC yang tepat？

Pemilihan material yang salah akan sia-sia! Untuk menghasilkan produk yang memuaskan, pemilihan material adalah langkah paling mendasar dan paling penting. Pemesinan CNC dapat memilih banyak material, termasuk material logam, material non-logam, dan material komposit.

Bahan logam umum meliputi baja, paduan aluminium, paduan tembaga, baja tahan karat, dan sebagainya. Bahan non-logam meliputi plastik teknik, nilon, bakelit, resin epoksi, dan sebagainya. Bahan komposit meliputi plastik yang diperkuat serat, resin epoksi yang diperkuat serat karbon, aluminium yang diperkuat serat kaca, dan sebagainya.

Berbagai material memiliki sifat fisik dan mekanik yang berbeda, dan pemilihan material yang tepat sangat penting untuk kinerja, akurasi, dan daya tahan komponen. Berdasarkan pengalaman saya sendiri, artikel ini akan berbagi dengan Anda cara memilih material yang hemat biaya dan sesuai di antara banyak material pemrosesan.

Pertama, kita perlu menentukan penggunaan akhir produk dan bagian-bagiannya. Misalnya, peralatan medis perlu didesinfeksi, kotak makan siang perlu dipanaskan dalam oven microwave, bantalan, roda gigi, dan lain-lain, perlu digunakan untuk menahan beban dan gesekan rotasi ganda.

Setelah menentukan kegunaannya, dimulai dari kebutuhan aplikasi aktual produk, penggunaan produk tersebut diteliti, dan persyaratan teknis serta persyaratan lingkungannya dianalisis, dan kebutuhan ini diubah menjadi karakteristik material. Misalnya, bagian-bagian peralatan medis mungkin harus tahan terhadap panas ekstrem autoklaf; bantalan, roda gigi, dan material lainnya memiliki persyaratan ketahanan aus, kekuatan tarik, dan kekuatan tekan. Analisis utama dapat dilakukan dari poin-poin berikut:

01 Persyaratan Lingkungan

Analisis skenario penggunaan dan lingkungan produk yang sebenarnya; misalnya: Berapa suhu kerja jangka panjang produk, suhu kerja tertinggi/terendah, apakah termasuk suhu tinggi atau suhu rendah? Apakah ada persyaratan perlindungan UV di dalam atau di luar ruangan? Apakah berada di lingkungan kering atau lingkungan lembap dan korosif? Dll.

02 Persyaratan Teknis

Sesuai dengan persyaratan teknis produk, kemampuan yang dibutuhkan dianalisis, yang dapat mencakup berbagai faktor terkait aplikasi. Misalnya: produk perlu memiliki kemampuan konduktif, isolasi, atau anti-statis, yang mana? Apakah diperlukan pembuangan panas, konduktivitas termal, atau tahan api? Apakah perlu terpapar pelarut kimia? Dan lain sebagainya.

03 Persyaratan Kinerja Fisik

Analisis sifat fisik yang dibutuhkan dari komponen berdasarkan tujuan penggunaan produk dan lingkungan tempat produk tersebut akan digunakan. Untuk komponen yang mengalami tekanan atau keausan tinggi, faktor-faktor seperti kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan aus sangat penting; untuk komponen yang terpapar suhu tinggi dalam waktu lama, stabilitas termal yang baik sangat dibutuhkan.

04 Persyaratan penampilan dan perawatan permukaan

Penerimaan pasar terhadap suatu produk sangat bergantung pada penampilannya; warna dan transparansi berbagai material berbeda, begitu pula dengan hasil akhir dan perlakuan permukaan yang sesuai. Oleh karena itu, pemilihan material pengolahan harus dilakukan sesuai dengan persyaratan estetika produk.

05 Pertimbangan kinerja pemrosesan

Sifat-sifat pemesinan material akan memengaruhi proses manufaktur dan akurasi bagian tersebut. Misalnya, meskipun baja tahan karat tahan karat dan tahan korosi, kekerasannya tinggi, dan mudah mengikis alat selama pemrosesan, sehingga mengakibatkan biaya pemrosesan yang sangat tinggi, dan bukan material yang baik untuk diproses. Kekerasan plastiknya rendah, tetapi mudah melunak dan berubah bentuk selama proses pemanasan, dan stabilitasnya buruk, sehingga perlu dipilih sesuai dengan kebutuhan aktual.

Karena persyaratan aplikasi aktual suatu produk terdiri dari sejumlah konten, mungkin ada beberapa material yang memenuhi persyaratan aplikasi produk tersebut; atau situasi di mana pemilihan optimal dari berbagai persyaratan aplikasi sesuai dengan material yang berbeda; kita mungkin akan mendapatkan beberapa material yang memenuhi persyaratan spesifik kita. Oleh karena itu, setelah sifat material yang diinginkan didefinisikan dengan jelas, langkah pemilihan selanjutnya adalah mencari material yang paling sesuai dengan sifat-sifat tersebut.

Pemilihan material kandidat dimulai dengan meninjau data sifat material. Tentu saja, tidak mungkin untuk menyelidiki ribuan material terapan, dan tidak perlu melakukannya. Kita dapat mulai dari kategori material, dan pertama-tama memutuskan apakah kita membutuhkan material logam, material non-logam, atau material komposit. Kemudian, hasil analisis sebelumnya, yang sesuai dengan karakteristik material, mempersempit pemilihan material kandidat. Terakhir, informasi biaya material digunakan untuk memilih material yang paling sesuai untuk produk dari sejumlah material kandidat.

Saat ini, Honscn telah memilih dan meluncurkan sejumlah material yang sesuai untuk diproses, yang telah menjadi pilihan populer bagi pelanggan kami.

Material logam mengacu pada material dengan sifat-sifat seperti kilap, keuletan, konduksi yang mudah, dan perpindahan panas. Kinerjanya terutama dibagi menjadi empat aspek, yaitu: sifat mekanik, sifat kimia, sifat fisik, dan sifat proses. Sifat-sifat ini menentukan ruang lingkup aplikasi material dan rasionalitas aplikasinya, yang merupakan referensi penting bagi kita dalam memilih material logam. Berikut ini akan diperkenalkan dua jenis material logam, paduan aluminium dan paduan tembaga, yang memiliki sifat mekanik dan karakteristik pemrosesan yang berbeda.

Terdapat lebih dari 1000 jenis paduan aluminium yang terdaftar di dunia, setiap merek dan artinya berbeda, berbagai jenis paduan aluminium memiliki perbedaan yang jelas dalam kekerasan, kekuatan, kemampuan pengolahan, dekorasi, ketahanan korosi, kemampuan pengelasan, dan sifat mekanik serta sifat kimia lainnya, masing-masing memiliki kekuatan dan kelemahannya sendiri.

kekerasan

Kekerasan mengacu pada kemampuannya untuk menahan goresan atau penyok. Kekerasan memiliki hubungan langsung dengan komposisi kimia paduan, dan kondisi yang berbeda memiliki efek yang berbeda pada kekerasan aluminium. Kekerasan secara langsung memengaruhi kecepatan pemotongan dan jenis material alat yang dapat digunakan dalam pemesinan CNC.

Dari tingkat kekerasan tertinggi yang dapat dicapai, seri 7 > seri 2 > seri 6 > seri 5 > seri 3 > seri 1.

intensitas

Kekuatan mengacu pada kemampuannya untuk menahan deformasi dan patahan, indikator yang umum digunakan meliputi kekuatan luluh, kekuatan tarik, dan sebagainya.

Ini merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan dalam desain produk, terutama ketika komponen paduan aluminium digunakan sebagai bagian struktural, paduan yang tepat harus dipilih sesuai dengan tekanan yang ditanggung.

Terdapat hubungan positif antara kekerasan dan kekuatan: kekuatan aluminium murni adalah yang terendah, dan kekuatan paduan seri 2 dan seri 7 yang diberi perlakuan panas adalah yang tertinggi.

kepadatan

Kepadatan mengacu pada massa per satuan volume dan sering digunakan untuk menghitung berat suatu material.

Kepadatan merupakan faktor penting untuk berbagai aplikasi yang berbeda. Tergantung pada aplikasinya, kepadatan aluminium akan berdampak signifikan pada cara penggunaannya. Misalnya, aluminium yang ringan dan berkekuatan tinggi ideal untuk aplikasi konstruksi dan industri.

Kepadatan aluminium sekitar 2700 kg/m³, dan nilai kepadatan berbagai jenis paduan aluminium tidak banyak berubah.

Ketahanan terhadap korosi

Ketahanan terhadap korosi mengacu pada kemampuannya untuk menahan korosi ketika bersentuhan dengan zat lain. Ini mencakup ketahanan terhadap korosi kimia, ketahanan terhadap korosi elektrokimia, ketahanan terhadap korosi tegangan, dan sifat-sifat lainnya.

Prinsip pemilihan ketahanan korosi harus didasarkan pada kondisi penggunaannya. Paduan berkekuatan tinggi yang digunakan dalam lingkungan korosif harus menggunakan berbagai material komposit anti-korosi.

Secara umum, ketahanan korosi aluminium murni seri 1 adalah yang terbaik, seri 5 berkinerja baik, diikuti oleh seri 3 dan 6, sedangkan seri 2 dan 7 buruk.

kemampuan pengolahan

Kemampuan pemesinan mencakup kemampuan pembentukan dan pemesinan. Karena kemampuan pembentukan berkaitan dengan kondisi material, setelah memilih jenis paduan aluminium, perlu juga mempertimbangkan rentang kekuatan setiap kondisi, biasanya material dengan kekuatan tinggi tidak mudah dibentuk.

Jika aluminium akan dibengkokkan, ditarik, dibentuk dengan metode deep drawing, dan proses pembentukan lainnya, maka kemampuan bentuk material yang telah dianil sepenuhnya adalah yang terbaik, dan sebaliknya, kemampuan bentuk material yang hanya diberi perlakuan panas adalah yang terburuk.

Kemampuan pemesinan paduan aluminium sangat berkaitan dengan komposisi paduan, biasanya paduan aluminium dengan kekuatan lebih tinggi memiliki kemampuan pemesinan yang lebih baik, sebaliknya, paduan dengan kekuatan rendah memiliki kemampuan pemesinan yang buruk.

Untuk cetakan, komponen mekanis, dan produk lain yang perlu dipotong, kemampuan pemesinan paduan aluminium merupakan pertimbangan penting.

Sifat pengelasan dan pembengkokan

Sebagian besar paduan aluminium dapat dilas tanpa masalah. Secara khusus, beberapa paduan aluminium seri 5 dirancang khusus untuk pertimbangan pengelasan; secara relatif, beberapa paduan aluminium seri 2 dan seri 7 lebih sulit untuk dilas.

Selain itu, paduan aluminium seri 5 juga paling cocok untuk pembengkokan produk paduan aluminium kelas ini.

Properti dekoratif

Ketika aluminium diaplikasikan untuk dekorasi atau acara-acara tertentu, permukaannya perlu diproses untuk mendapatkan warna dan struktur permukaan yang sesuai. Situasi ini mengharuskan kita untuk fokus pada sifat dekoratif material tersebut.

Pilihan perawatan permukaan aluminium meliputi anodisasi dan penyemprotan. Secara umum, material dengan ketahanan korosi yang baik memiliki sifat perawatan permukaan yang sangat baik.

Karakteristik lainnya

Selain karakteristik di atas, terdapat konduktivitas listrik, ketahanan aus, ketahanan panas, dan sifat-sifat lainnya yang perlu kita pertimbangkan lebih lanjut dalam pemilihan material.

Orichalcum

Kuningan adalah paduan tembaga dan seng. Kuningan dengan sifat mekanik yang berbeda dapat diperoleh dengan mengubah kandungan seng dalam kuningan. Semakin tinggi kandungan seng dalam kuningan, semakin tinggi kekuatannya dan semakin rendah plastisitasnya.

Kandungan seng pada kuningan yang digunakan di industri tidak melebihi 45%, dan kandungan seng yang tinggi akan membuat kuningan menjadi rapuh dan memperburuk kinerja paduan. Penambahan 1% timah pada kuningan dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan kuningan terhadap korosi air laut dan atmosfer laut, sehingga disebut "kuningan angkatan laut".

Timah dapat meningkatkan kemampuan pengolahan kuningan. Kuningan timbal umumnya disebut sebagai tembaga standar nasional yang mudah dipotong. Tujuan utama penambahan timbal adalah untuk meningkatkan kemampuan pengolahan dan ketahanan aus, dan timbal memiliki sedikit pengaruh pada kekuatan kuningan. Tembaga ukir juga merupakan jenis kuningan timbal.

Sebagian besar kuningan memiliki warna yang baik, mudah diproses, keuletan, dan mudah dilapisi dengan elektrolit atau dicat.

Tembaga merah

Tembaga adalah tembaga murni, juga dikenal sebagai tembaga merah, memiliki konduktivitas listrik dan termal yang baik, plastisitas yang sangat baik, mudah diproses dengan pengepresan panas dan pengepresan dingin, dapat dibuat menjadi pelat, batang, tabung, kawat, strip, foil, dan produk tembaga lainnya.

Sejumlah besar produk yang membutuhkan konduktivitas listrik yang baik seperti tembaga yang mengalami korosi listrik dan batang konduktif untuk pembuatan EDM, instrumen magnetik, dan instrumen yang harus tahan terhadap interferensi magnetik, seperti kompas dan instrumen penerbangan.

Apa pun jenis materialnya, pada dasarnya satu model saja tidak dapat memenuhi semua persyaratan kinerja suatu produk secara bersamaan, dan itu tidak perlu. Kita harus memprioritaskan berbagai kinerja sesuai dengan persyaratan kinerja produk, lingkungan penggunaan, proses pengolahan, dan faktor-faktor lainnya, melakukan pemilihan material yang wajar, dan mengendalikan biaya secara wajar dengan tetap memastikan kinerja yang optimal.

Dimulai dari perangkat keras, tidak berhenti di perangkat keras. Honscn berkomitmen untuk menyediakan layanan satu atap bagi rantai industri pengencang/CNC.