Làm thế nào để chọn vật liệu gia công CNC phù hợp？

Tài liệu sai, tất cả đều vô ích! Để cho ra đời những sản phẩm đạt yêu cầu thì việc lựa chọn nguyên liệu là khâu cơ bản nhất và quan trọng nhất. Gia công CNC có thể chọn nhiều vật liệu, bao gồm vật liệu kim loại, vật liệu phi kim loại và vật liệu composite.

Vật liệu kim loại phổ biến bao gồm thép, hợp kim nhôm, hợp kim đồng, thép không gỉ, v.v. Vật liệu phi kim loại là nhựa kỹ thuật, nylon, nhựa Bakelite, nhựa epoxy, v.v. Vật liệu composite là nhựa gia cố bằng sợi, nhựa epoxy gia cố bằng sợi carbon, nhôm gia cố bằng sợi thủy tinh, v.v.

Các vật liệu khác nhau có các tính chất cơ lý khác nhau và việc lựa chọn đúng loại vật liệu phù hợp là rất quan trọng đối với hiệu suất, độ chính xác và độ bền của bộ phận. Xuất phát từ kinh nghiệm của bản thân, bài viết này sẽ chia sẻ với các bạn cách chọn nguyên liệu phù hợp và chi phí thấp trong số nhiều nguyên liệu gia công.

Đầu tiên, chúng ta cần xác định mục đích sử dụng cuối cùng của sản phẩm và các bộ phận của nó. Ví dụ, thiết bị y tế cần được khử trùng, hộp cơm trưa cần được làm nóng trong lò vi sóng, vòng bi, bánh răng, v.v., cần được sử dụng để chịu lực và ma sát quay nhiều lần.

Sau khi xác định mục đích sử dụng, bắt đầu từ nhu cầu ứng dụng thực tế của sản phẩm, việc sử dụng sản phẩm sẽ được điều tra, các yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu môi trường của sản phẩm được phân tích và những nhu cầu này được chuyển thành đặc tính của vật liệu. Ví dụ, các bộ phận của thiết bị y tế có thể phải chịu được nhiệt độ cực cao của nồi hấp; Vòng bi, bánh răng và các vật liệu khác có yêu cầu về khả năng chống mài mòn, độ bền kéo và cường độ nén. Chủ yếu có thể được phân tích từ các điểm sau:

01 Yêu cầu về môi trường

Phân tích kịch bản sử dụng thực tế và môi trường của sản phẩm; Ví dụ: Nhiệt độ làm việc lâu dài của sản phẩm là bao nhiêu, nhiệt độ làm việc cao nhất/thấp nhất tương ứng thuộc về nhiệt độ cao hay nhiệt độ thấp? Có yêu cầu chống tia cực tím trong nhà hay ngoài trời không? Đó là môi trường khô ráo hay môi trường ẩm ướt, ăn mòn? Vân vân.

02 Yêu cầu kỹ thuật

Theo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, các khả năng cần thiết sẽ được phân tích, có thể bao gồm một loạt các yếu tố liên quan đến ứng dụng. Chẳng hạn như: sản phẩm cần có khả năng dẫn điện, cách điện hay chống tĩnh điện? Có cần tản nhiệt, dẫn nhiệt hoặc chống cháy không? Bạn có cần tiếp xúc với dung môi hóa học? Vân vân.

03 Yêu cầu về thể chất

Phân tích các đặc tính vật lý cần thiết của bộ phận dựa trên mục đích sử dụng dự định của sản phẩm và môi trường mà sản phẩm sẽ được sử dụng. Đối với các bộ phận chịu ứng suất hoặc mài mòn cao, các yếu tố như độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn là rất quan trọng; Đối với các bộ phận tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài cần có độ ổn định nhiệt tốt.

04 Yêu cầu về hình thức và xử lý bề mặt

Sự chấp nhận của thị trường đối với sản phẩm phụ thuộc phần lớn vào hình thức bên ngoài, màu sắc và độ trong suốt của các vật liệu khác nhau, độ hoàn thiện và cách xử lý bề mặt tương ứng cũng khác nhau. Vì vậy, tùy theo yêu cầu thẩm mỹ của sản phẩm mà nên lựa chọn chất liệu gia công.

05 Cân nhắc về hiệu suất xử lý

Các đặc tính gia công của vật liệu sẽ ảnh hưởng đến quá trình chế tạo và độ chính xác của bộ phận. Ví dụ, mặc dù thép không gỉ có khả năng chống gỉ và chống ăn mòn nhưng độ cứng của nó cao và dễ bị mòn dụng cụ trong quá trình gia công, dẫn đến chi phí gia công rất cao và nó không phải là vật liệu tốt để gia công. Độ cứng của nhựa thấp nhưng dễ bị mềm và biến dạng trong quá trình gia nhiệt, độ ổn định kém, cần lựa chọn theo nhu cầu thực tế.

Vì yêu cầu ứng dụng thực tế của sản phẩm bao gồm một số nội dung nên có thể có nhiều tài liệu đáp ứng yêu cầu ứng dụng của sản phẩm; Hoặc tình huống lựa chọn tối ưu các yêu cầu ứng dụng khác nhau tương ứng với các vật liệu khác nhau; Chúng tôi có thể kết thúc với một số tài liệu đáp ứng các yêu cầu cụ thể của chúng tôi. Vì vậy, khi đã xác định rõ các đặc tính vật liệu mong muốn, bước lựa chọn còn lại là tìm kiếm vật liệu phù hợp nhất với các đặc tính đó.

Việc lựa chọn vật liệu ứng cử viên bắt đầu bằng việc xem xét dữ liệu đặc tính vật liệu, tất nhiên, không thể điều tra hàng nghìn vật liệu ứng dụng và cũng không cần thiết phải làm như vậy. Chúng ta có thể bắt đầu từ danh mục vật liệu và trước tiên hãy quyết định xem chúng ta cần vật liệu kim loại, vật liệu phi kim loại hay vật liệu composite. Sau đó, các kết quả phân tích trước đó tương ứng với đặc tính của vật liệu sẽ thu hẹp việc lựa chọn vật liệu ứng cử viên. Cuối cùng, thông tin chi phí vật liệu được sử dụng để chọn ra vật liệu phù hợp nhất cho sản phẩm từ một số vật liệu dự kiến.

Hiện nay, Honscn đã lựa chọn và cho ra đời một số loại vật liệu phù hợp để gia công và được khách hàng ưa chuộng.

Vật liệu kim loại là vật liệu có các đặc tính như độ bóng, độ dẻo, dễ dẫn nhiệt và truyền nhiệt. Hiệu suất của nó chủ yếu được chia thành bốn khía cạnh, đó là: tính chất cơ học, tính chất hóa học, tính chất vật lý, tính chất quá trình. Các tính chất này xác định phạm vi ứng dụng của vật liệu và tính hợp lý của ứng dụng, đây là tài liệu tham khảo quan trọng để chúng ta lựa chọn vật liệu kim loại. Sau đây sẽ giới thiệu hai loại vật liệu kim loại, hợp kim nhôm và hợp kim đồng, có tính chất cơ học và đặc tính gia công khác nhau.

Có hơn 1000 loại hợp kim nhôm được đăng ký trên thế giới, mỗi tên thương hiệu và ý nghĩa là khác nhau, các loại hợp kim nhôm khác nhau về độ cứng, độ bền, khả năng xử lý, trang trí, chống ăn mòn, khả năng hàn và các tính chất cơ học và tính chất hóa học khác có sự khác biệt rõ ràng , mỗi cái đều có điểm mạnh và điểm yếu.

độ cứng

Độ cứng đề cập đến khả năng chống trầy xước hoặc vết lõm. Nó có mối quan hệ trực tiếp với thành phần hóa học của hợp kim và các trạng thái khác nhau có tác động khác nhau đến độ cứng của nhôm. Độ cứng ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ cắt và loại vật liệu dụng cụ có thể được sử dụng trong gia công CNC.

Từ độ cứng cao nhất có thể đạt được, dòng 7 > 2 Loạt > 6 Loạt > 5 Loạt > 3 Loạt > 1 loạt.

cường độ

Sức mạnh đề cập đến khả năng chống biến dạng và gãy xương, các chỉ số thường được sử dụng bao gồm cường độ năng suất, độ bền kéo, v.v.

Đó là một yếu tố quan trọng phải được xem xét trong thiết kế sản phẩm, đặc biệt khi các thành phần hợp kim nhôm được sử dụng làm bộ phận kết cấu, phải chọn hợp kim phù hợp theo áp suất.

Có một mối quan hệ tích cực giữa độ cứng và độ bền: độ bền của nhôm nguyên chất là thấp nhất và độ bền của hợp kim được xử lý nhiệt dòng 2 và 7 là cao nhất.

Mật độ

Mật độ đề cập đến khối lượng của nó trên một đơn vị thể tích và thường được sử dụng để tính trọng lượng của vật liệu.

Mật độ là một yếu tố quan trọng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Tùy thuộc vào ứng dụng, mật độ của nhôm sẽ có tác động đáng kể đến cách sử dụng. Ví dụ, nhôm nhẹ, độ bền cao rất lý tưởng cho các ứng dụng xây dựng và công nghiệp.

Mật độ của nhôm khoảng 2700kg/m³và giá trị mật độ của các loại hợp kim nhôm khác nhau không thay đổi nhiều.

Chống ăn mòn

Khả năng chống ăn mòn đề cập đến khả năng chống ăn mòn khi tiếp xúc với các chất khác. Nó bao gồm khả năng chống ăn mòn hóa học, chống ăn mòn điện hóa, chống ăn mòn ứng suất và các đặc tính khác.

Nguyên tắc lựa chọn khả năng chống ăn mòn phải dựa trên dịp sử dụng, hợp kim có độ bền cao được sử dụng trong môi trường ăn mòn, phải sử dụng nhiều loại vật liệu composite chống ăn mòn.

Nhìn chung, khả năng chống ăn mòn của nhôm nguyên chất dòng 1 là tốt nhất, dòng 5 hoạt động tốt, tiếp theo là dòng 3 và 6, còn dòng 2 và 7 thì kém.

khả năng xử lý

Khả năng gia công bao gồm khả năng định hình và khả năng gia công. Vì khả năng tạo hình liên quan đến trạng thái nên sau khi chọn loại hợp kim nhôm cũng cần xem xét phạm vi cường độ của từng trạng thái, thông thường vật liệu có độ bền cao không dễ hình thành.

Nếu nhôm được uốn cong, kéo, kéo sâu và các quá trình tạo hình khác thì khả năng tạo hình của vật liệu được ủ hoàn toàn là tốt nhất, và ngược lại, khả năng tạo hình của vật liệu được xử lý nhiệt là kém nhất.

Khả năng gia công của hợp kim nhôm có mối quan hệ lớn với thành phần hợp kim, thường khả năng gia công hợp kim nhôm có độ bền cao hơn sẽ tốt hơn, ngược lại, khả năng gia công có độ bền thấp là kém.

Đối với khuôn mẫu, các bộ phận cơ khí và các sản phẩm khác cần cắt, khả năng gia công của hợp kim nhôm là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc.

Đặc tính hàn và uốn

Hầu hết các hợp kim nhôm được hàn mà không gặp vấn đề gì. Đặc biệt, một số hợp kim nhôm dòng 5 được thiết kế đặc biệt để hàn; Nói một cách tương đối, một số hợp kim nhôm dòng 2 và 7 khó hàn hơn.

Ngoài ra, hợp kim nhôm 5 series cũng là loại hợp kim thích hợp nhất để uốn các loại sản phẩm hợp kim nhôm.

Tài sản trang trí

Khi nhôm được sử dụng để trang trí hoặc trong một số trường hợp cụ thể, bề mặt của nó cần được xử lý để có được màu sắc và tổ chức bề mặt tương ứng. Tình huống này đòi hỏi chúng ta phải tập trung vào tính chất trang trí của vật liệu.

Các lựa chọn xử lý bề mặt nhôm bao gồm anodizing và phun. Nhìn chung, vật liệu có khả năng chống ăn mòn tốt có đặc tính xử lý bề mặt tuyệt vời.

Các đặc điểm khác

Ngoài những đặc tính trên còn có tính dẫn điện, chống mài mòn, chịu nhiệt và các tính chất khác, chúng ta cần cân nhắc nhiều hơn trong việc lựa chọn vật liệu.

Orichalcum

Đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm. Đồng thau có các tính chất cơ học khác nhau có thể thu được bằng cách thay đổi hàm lượng kẽm trong đồng thau. Hàm lượng kẽm trong đồng thau càng cao thì độ bền của nó càng cao và độ dẻo càng thấp.

Hàm lượng kẽm của đồng thau được sử dụng trong công nghiệp không vượt quá 45%, hàm lượng kẽm sẽ giòn và làm cho hiệu suất hợp kim kém hơn. Thêm 1% thiếc vào đồng thau có thể cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của đồng thau đối với nước biển và khí quyển biển, vì vậy nó được gọi là "đồng thau hải quân".

Thiếc có thể cải thiện khả năng gia công của đồng thau. Đồng thau chì thường được gọi là đồng tiêu chuẩn quốc gia dễ cắt. Mục đích chính của việc thêm chì là cải thiện khả năng gia công và chống mài mòn, và chì ít ảnh hưởng đến độ bền của đồng thau. Đồng khắc cũng là một loại đồng thau chì.

Hầu hết các loại đồng thau đều có màu sắc tốt, khả năng gia công, độ dẻo và dễ mạ điện hoặc sơn.

Đồng đỏ

Đồng là đồng nguyên chất, còn gọi là đồng đỏ, có tính dẫn điện và nhiệt tốt, độ dẻo tuyệt vời, dễ dàng ép nóng và xử lý áp suất lạnh, có thể chế tạo thành tấm, thanh, ống, dây, dải, lá và các loại đồng khác.

Một số lượng lớn các sản phẩm đòi hỏi tính dẫn điện tốt như đồng bị ăn mòn điện và các thanh dẫn điện để sản xuất EDM, các dụng cụ, dụng cụ từ tính phải có khả năng chống nhiễu từ như la bàn và dụng cụ hàng không.

Bất kể loại vật liệu nào, về cơ bản, một mô hình không thể đáp ứng tất cả các yêu cầu về hiệu suất của một sản phẩm cùng một lúc và điều đó là không cần thiết. Chúng ta nên đặt mức độ ưu tiên của các hiệu suất khác nhau theo yêu cầu hiệu suất của sản phẩm, việc sử dụng môi trường, quy trình xử lý và các yếu tố khác, lựa chọn vật liệu hợp lý và kiểm soát chi phí hợp lý với tiền đề đảm bảo hiệu suất.

Bắt đầu với phần cứng, không dừng lại với phần cứng. Honscn cam kết cung cấp dịch vụ một cửa cho chuỗi công nghiệp dây buộc/CNC.