Jak wybrać odpowiedni materiał do obróbki CNC?

Materiały są złe, wszystko na próżno! Aby wyprodukować zadowalające produkty, wybór materiałów jest najbardziej podstawowym i najbardziej krytycznym krokiem. Obróbka CNC może wybierać wiele materiałów, w tym materiały metalowe, materiały niemetalowe i materiały kompozytowe.

Typowe materiały metalowe obejmują stal, stop aluminium, stop miedzi, stal nierdzewną i tak dalej. Materiały niemetaliczne to konstrukcyjne tworzywa sztuczne, nylon, bakelit, żywica epoksydowa i tak dalej. Materiały kompozytowe to tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem, żywica epoksydowa wzmocniona włóknem węglowym, aluminium wzmocnione włóknem szklanym i tak dalej.

Różne materiały mają różne właściwości fizyczne i mechaniczne, a prawidłowy wybór odpowiedniego materiału ma kluczowe znaczenie dla wydajności, dokładności i trwałości części. Bazując na własnym doświadczeniu, w tym artykule dowiesz się, jak wybrać tanie i odpowiednie materiały spośród wielu materiałów do obróbki.

Najpierw musimy określić końcowe zastosowanie produktu i jego części. Na przykład sprzęt medyczny wymaga dezynfekcji, pudełka na kanapki muszą być podgrzewane w kuchence mikrofalowej, łożyska, koła zębate itp. muszą być stosowane w celu przenoszenia obciążeń i wielokrotnego tarcia obrotowego.

Po ustaleniu zastosowania, zaczynając od rzeczywistych potrzeb aplikacyjnych produktu, bada się zastosowanie produktu, analizuje jego wymagania techniczne i wymagania środowiskowe, a potrzeby te przekształcają się w cechy charakterystyczne materiału. Na przykład części sprzętu medycznego mogą być zmuszone wytrzymać ekstremalne ciepło panujące w autoklawie; Łożyska, przekładnie i inne materiały mają wymagania dotyczące odporności na zużycie, wytrzymałości na rozciąganie i wytrzymałości na ściskanie. Można je analizować głównie w oparciu o następujące punkty:

01 Wymagania środowiskowe

Przeanalizuj rzeczywisty scenariusz użycia i środowisko produktu; Na przykład: Jaka jest długoterminowa temperatura pracy produktu, odpowiednio najwyższa/najniższa temperatura robocza, należąca do wysokiej lub niskiej temperatury? Czy istnieją wymagania dotyczące ochrony przed promieniowaniem UV wewnątrz lub na zewnątrz? Czy znajduje się w środowisku suchym, czy wilgotnym i korozyjnym? Itp.

02 Wymagania techniczne

Zgodnie z wymaganiami technicznymi produktu analizowane są wymagane możliwości, które mogą obejmować szereg czynników związanych z aplikacją. Na przykład: produkt musi mieć właściwości przewodzące, izolujące lub antystatyczne? Czy wymagane jest odprowadzanie ciepła, przewodność cieplna lub środek zmniejszający palność? Czy potrzebujesz ekspozycji na rozpuszczalniki chemiczne? Itp.

03 Wymagania dotyczące sprawności fizycznej

Przeanalizuj wymagane właściwości fizyczne części w oparciu o zamierzone zastosowanie produktu i środowisko, w którym będzie on używany. W przypadku części poddawanych dużym naprężeniom lub zużyciu krytyczne znaczenie mają takie czynniki, jak wytrzymałość, udarność i odporność na zużycie; W przypadku części narażonych na długotrwałe działanie wysokich temperatur wymagana jest dobra stabilność termiczna.

04 Wymagania dotyczące wyglądu i obróbki powierzchni

Akceptacja rynkowa produktu zależy w dużej mierze od wyglądu, różne są kolory i przezroczystość różnych materiałów, różne są także wykończenie i odpowiednia obróbka powierzchni. Dlatego też, kierując się wymaganiami estetycznymi produktu, należy dobrać materiały do ​​obróbki.

05 Uwagi dotyczące wydajności przetwarzania

Właściwości obróbki materiału będą miały wpływ na proces produkcyjny i dokładność części. Na przykład, chociaż stal nierdzewna jest odporna na rdzę i korozję, jej twardość jest wysoka, a narzędzie łatwo ulega zużyciu podczas obróbki, co skutkuje bardzo wysokimi kosztami przetwarzania i nie jest dobrym materiałem do obróbki. Twardość plastyczna jest niska, ale łatwo ją zmiękczyć i odkształcić podczas procesu ogrzewania, a stabilność jest słaba, co należy wybrać zgodnie z rzeczywistymi potrzebami.

Ponieważ rzeczywiste wymagania aplikacyjne produktu składają się z wielu treści, może istnieć wiele materiałów spełniających wymagania aplikacyjne produktu; Lub sytuacja, w której optymalny dobór różnych wymagań aplikacji odpowiada różnym materiałom; Możemy otrzymać kilka materiałów spełniających nasze specyficzne wymagania. Dlatego też, gdy już określone zostaną pożądane właściwości materiału, pozostałym etapem selekcji jest poszukiwanie materiału, który najlepiej odpowiada tym właściwościom.

Wybór kandydatów rozpoczyna się od przeglądu danych dotyczących właściwości materiałów, oczywiście nie jest możliwe zbadanie tysięcy zastosowanych materiałów i nie ma takiej potrzeby. Możemy zacząć od kategorii materiałów i najpierw zdecydować, czy potrzebujemy materiałów metalowych, materiałów niemetalowych czy materiałów kompozytowych. Następnie wyniki poprzedniej analizy, odpowiadające właściwościom materiału, zawężają wybór materiałów kandydujących. Na koniec informacje o kosztach materiałów służą do wybrania najbardziej odpowiedniego materiału dla produktu spośród szeregu potencjalnych materiałów.

Obecnie Honscn wybrał i wprowadził na rynek szereg materiałów nadających się do obróbki, które cieszą się dużym zainteresowaniem naszych klientów.

Materiały metaliczne odnoszą się do materiałów o właściwościach takich jak połysk, ciągliwość, łatwe przewodzenie i przenoszenie ciepła. Jego działanie dzieli się głównie na cztery aspekty, a mianowicie: właściwości mechaniczne, właściwości chemiczne, właściwości fizyczne, właściwości procesowe. Właściwości te decydują o zakresie zastosowania materiału i racjonalności zastosowania, co jest dla nas ważnym punktem odniesienia przy wyborze materiałów metalowych. Poniżej zostaną przedstawione dwa rodzaje materiałów metalowych, stop aluminium i stop miedzi, które mają różne właściwości mechaniczne i charakterystykę przetwarzania.

Na świecie zarejestrowanych jest ponad 1000 gatunków stopów aluminium, każda marka i znaczenie są różne, różne gatunki stopów aluminium pod względem twardości, wytrzymałości, przetwarzalności, dekoracji, odporności na korozję, spawalności i innych właściwości mechanicznych i chemicznych istnieją oczywiste różnice , każdy ma swoje mocne i słabe strony.

twardość

Twardość odnosi się do odporności na zarysowania i wgniecenia. Ma to bezpośredni związek ze składem chemicznym stopu, a różne stany mają różny wpływ na twardość aluminium. Twardość wpływa bezpośrednio na prędkość skrawania i rodzaj materiału narzędzia, który można zastosować w obróbce CNC.

Od najwyższej możliwej do osiągnięcia twardości, seria 7 > 2 Seria > 6 Seria > 5 Seria > 3 Seria > 1 seria.

intensywność

Wytrzymałość odnosi się do jego odporności na odkształcenia i pękanie, powszechnie stosowane wskaźniki obejmują granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie i tak dalej.

Jest to ważny czynnik, który należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu produktu, zwłaszcza gdy jako elementy konstrukcyjne stosowane są elementy ze stopu aluminium, odpowiedni stop należy wybrać w zależności od ciśnienia.

Istnieje pozytywny związek między twardością a wytrzymałością: wytrzymałość czystego aluminium jest najniższa, a wytrzymałość stopów do obróbki cieplnej serii 2 i 7 jest najwyższa.

gęstość

Gęstość odnosi się do masy na jednostkę objętości i jest często używana do obliczania masy materiału.

Gęstość jest ważnym czynnikiem dla wielu różnych zastosowań. W zależności od zastosowania gęstość aluminium będzie miała znaczący wpływ na sposób jego wykorzystania. Na przykład lekkie aluminium o wysokiej wytrzymałości idealnie nadaje się do zastosowań budowlanych i przemysłowych.

Gęstość aluminium wynosi około 2700kg/m³, a wartość gęstości różnych rodzajów stopów aluminium nie zmienia się zbytnio.

Odporność na korozję

Odporność na korozję odnosi się do odporności na korozję w kontakcie z innymi substancjami. Obejmuje odporność na korozję chemiczną, odporność na korozję elektrochemiczną, odporność na korozję naprężeniową i inne właściwości.

Zasada wyboru odporności na korozję powinna opierać się na okazji zastosowania, stop o wysokiej wytrzymałości stosowany w środowisku korozyjnym musi wykorzystywać różnorodne antykorozyjne materiały kompozytowe.

Ogólnie rzecz biorąc, odporność na korozję czystego aluminium serii 1 jest najlepsza, seria 5 radzi sobie dobrze, następnie serie 3 i 6, a serie 2 i 7 są słabe.

przetwarzalność

Skrawalność obejmuje odkształcalność i skrawalność. Ponieważ odkształcalność jest powiązana ze stanem, po wybraniu gatunku stopu aluminium należy również wziąć pod uwagę zakres wytrzymałości każdego stanu, zwykle materiały o wysokiej wytrzymałości nie są łatwe w formowaniu.

Jeśli aluminium ma być gięte, ciągnione, głębokie tłoczenie i inne procesy formowania, odkształcalność całkowicie wyżarzonego materiału jest najlepsza, a wręcz przeciwnie, odkształcalność materiału poddanego obróbce cieplnej jest najgorsza.

Skrawalność stopu aluminium ma duży związek ze składem stopu, zwykle obrabialność stopu aluminium o wyższej wytrzymałości jest lepsza, wręcz przeciwnie, obrabialność o niskiej wytrzymałości jest słaba.

W przypadku form, części mechanicznych i innych produktów wymagających cięcia, ważnym czynnikiem jest obrabialność stopu aluminium.

Właściwości spawania i zginania

Większość stopów aluminium spawa się bez problemów. W szczególności niektóre stopy aluminium serii 5 są specjalnie zaprojektowane do zastosowań spawalniczych; Relatywnie rzecz biorąc, niektóre stopy aluminium serii 2 i 7 są trudniejsze do spawania.

Ponadto stop aluminium serii 5 jest również najbardziej odpowiedni do gięcia klasy produktów ze stopów aluminium.

Właściwość dekoracyjna

Kiedy aluminium jest stosowane do dekoracji lub przy specjalnych okazjach, jego powierzchnia musi zostać obrobiona w celu uzyskania odpowiedniego koloru i organizacji powierzchni. Sytuacja ta wymaga od nas skupienia się na właściwościach dekoracyjnych materiałów.

Opcje obróbki powierzchni aluminium obejmują anodowanie i natryskiwanie. Ogólnie rzecz biorąc, materiały o dobrej odporności na korozję mają doskonałe właściwości obróbki powierzchni.

Inne cechy

Oprócz powyższych cech, istnieje przewodność elektryczna, odporność na zużycie, odporność na ciepło i inne właściwości, musimy wziąć pod uwagę więcej przy wyborze materiałów.

Orichalcum

Mosiądz jest stopem miedzi i cynku. Mosiądz o różnych właściwościach mechanicznych można otrzymać zmieniając zawartość cynku w mosiądzu. Im wyższa zawartość cynku w mosiądzu, tym wyższa jego wytrzymałość i nieco mniejsza plastyczność.

Zawartość cynku w mosiądzu stosowanym w przemyśle nie przekracza 45%, a zawartość cynku będzie krucha i pogorszy działanie stopu. Dodanie 1% cyny do mosiądzu może znacznie poprawić odporność mosiądzu na wodę morską i korozję w atmosferze morskiej, dlatego nazywa się go „mosiądzem granatowym”.

Cyna może poprawić skrawalność mosiądzu. Mosiądz ołowiowy jest powszechnie określany jako łatwa do cięcia miedź zgodna z normami krajowymi. Głównym celem dodawania ołowiu jest poprawa obrabialności i odporności na zużycie, a ołów ma niewielki wpływ na wytrzymałość mosiądzu. Miedź rzeźbiona jest również rodzajem mosiądzu ołowiowego.

Większość mosiądzów ma dobry kolor, przetwarzalność, ciągliwość i można je łatwo powlekać galwanicznie lub malować.

Czerwona miedź

Miedź to czysta miedź, znana również jako miedź czerwona, ma dobrą przewodność elektryczną i cieplną, doskonałą plastyczność, łatwe prasowanie na gorąco i obróbkę pod ciśnieniem na zimno, może być przetwarzana na płyty, pręty, rury, druty, taśmy, folię i inną miedź.

Duża liczba produktów wymagających dobrej przewodności elektrycznej, takich jak miedź elektrokorodowana i pręty przewodzące do produkcji EDM, przyrządy magnetyczne i przyrządy, które muszą być odporne na zakłócenia magnetyczne, takie jak kompasy i przyrządy lotnicze.

Bez względu na rodzaj materiału, pojedynczy model w zasadzie nie jest w stanie spełnić jednocześnie wszystkich wymagań użytkowych produktu i nie jest to konieczne. Powinniśmy ustalić priorytet różnych wyników zgodnie z wymaganiami wydajnościowymi produktu, wykorzystaniem środowiska, procesem przetwarzania i innymi czynnikami, rozsądnym doborem materiałów i rozsądną kontrolą kosztów w ramach założenia zapewnienia wydajności.

Zaczyna się od sprzętu, nie kończy się na sprzęcie. Honscn jest zaangażowany w świadczenie kompleksowej usługi w zakresie elementów złącznych/łańcucha CNC.