A usinagem CNC é indiscutivelmente a força vital da indústria de manufatura, com aplicações como aeroespacial, dispositivos médicos e eletrônicos. Nos últimos anos, houve avanços incríveis no campo dos materiais de usinagem CNC. Seu amplo portfólio agora oferece ótimas combinações de propriedades materiais, custo e estética.
Neste artigo, nos aprofundaremos no mundo diverso dos materiais CNC. Forneceremos a você um guia abrangente para selecionar os materiais certos para a usinagem CNC, incluindo uma lista detalhada de materiais usados. Além disso, abordaremos alguns materiais menos conhecidos que você pode não ter considerado antes.
Ambiente de usinagem
É importante considerar o ambiente de usinagem ao escolher materiais CNC. Como diferentes materiais reagem de maneira diferente a diferentes condições de usinagem, como velocidade de corte, material da ferramenta e líquido de arrefecimento. O ambiente de usinagem inclui fatores como temperatura, umidade e presença de contaminantes.
Por exemplo, alguns materiais podem ter uma tendência a lascar ou rachar se a temperatura de usinagem ficar muito alta, enquanto outros podem experimentar o desgaste excessivo da ferramenta se a velocidade de corte for muito alta. Da mesma forma, o uso de certos refrigerantes ou lubrificantes pode ser necessário para reduzir o calor e o atrito durante a usinagem. Mas estes podem não ser compatíveis com certos materiais e podem levar à corrosão ou a outras formas de dano.
Portanto, levar em consideração o ambiente de usinagem pode ajudar a melhorar a produtividade, reduzir custos e garantir a qualidade do produto acabado.
Peso de peça
É essencial considerar o peso da parte para garantir custo-efetividade, desempenho e fabricação. Peças mais pesadas requerem mais material, o que pode aumentar o custo de produção. Além disso, as peças mais pesadas podem exigir máquinas CNC maiores e mais poderosas para fabricar, o que aumenta os custos e o tempo de produção. Portanto, escolher um material com menor densidade, como alumínio ou magnésio, pode ajudar a reduzir o peso da peça e reduzir os custos de produção.
Além disso, o peso da parte também pode afetar o desempenho do produto final. Por exemplo, em aplicações aeroespaciais, reduzir o peso de um componente pode aumentar a eficiência do combustível e melhorar o desempenho geral. Em aplicações automotivas, a redução do peso também pode melhorar a eficiência do combustível, além de aumentar a aceleração e o manuseio.
Resistência ao calor
A resistência ao calor afeta diretamente a capacidade do material de suportar altas temperaturas sem sofrer deformação ou dano significativo. Durante o processo de usinagem CNC, o material que está sendo usinado passa por vários ciclos de aquecimento e resfriamento, principalmente quando está sendo cortada, perfurada ou moída. Esses ciclos podem causar expansão térmica, deformação ou rachaduras em materiais que não são resistentes ao calor.
A escolha de materiais CNC com boa resistência ao calor também pode ajudar a melhorar o processo de usinagem e reduzir os custos de produção. Quando um material pode suportar altas temperaturas, permite velocidades de corte mais rápidas e cortes mais profundos. Isso traz tempos de usinagem mais curtos e desgaste reduzido nas ferramentas.
Diferentes materiais para usinagem CNC têm níveis variados de resistência ao calor, e a escolha do material depende do uso pretendido do produto acabado. Materiais como alumínio e cobre são adequados para dissipadores de calor e aplicações de gerenciamento térmico devido à sua boa condutividade térmica. Mas o aço inoxidável e o titânio são ideais para aplicações aeroespaciais e médicas devido aos seus altos pontos de fusão e resistência à corrosão.
Condutividade elétrica e requisitos magnéticos
A condutividade elétrica é uma medida da capacidade de um material de conduzir eletricidade. Na usinagem CNC, os materiais com alta condutividade elétrica são preferidos porque podem dissipar o calor de maneira eficaz. Isso é particularmente importante ao usinar metais, pois o calor gerado durante o processo pode fazer com que o material se deforme ou se deforme. Materiais com alta condutividade elétrica, como cobre e alumínio, podem efetivamente dissipar o calor, o que ajuda a evitar esses problemas.
As propriedades magnéticas também são importantes na escolha de materiais CNC, especialmente ao trabalhar com materiais ferromagnéticos, como ferro, níquel e cobalto. Esses materiais têm um forte campo magnético que pode afetar o processo de corte. Materiais não magnéticos, como titânio e aço inoxidável, são preferidos para a usinagem CNC. Porque eles não são afetados pelo campo magnético e, portanto, produzem um corte mais limpo.
Dureza
A usinabilidade refere -se à facilidade com que um material pode ser cortado, perfurado ou moldado por uma máquina -ferramenta CNC.
Quando um material CNC é muito difícil, pode ser difícil cortar ou formar, o que pode resultar em desgaste excessivo da ferramenta, quebra de ferramentas ou acabamento superficial ruim. Por outro lado, um material muito macio pode se deformar ou desviar sob a força de corte, resultando em baixa precisão dimensional ou acabamento da superfície.
Portanto, a escolha de um material para usinagem CNC com dureza apropriada é fundamental para obter componentes usinados de precisão de alta qualidade. Além disso, a dureza do material também pode afetar a velocidade e a eficiência do processo de usinagem. Como os materiais mais difíceis podem exigir velocidades de corte mais lentas ou ferramentas de corte mais poderosas.
Acabamento superficial
O acabamento da superfície afeta o desempenho e a aparência do produto usinado final. Por exemplo, uma parte com um acabamento superficial áspero pode sofrer mais atrito, o que pode levar a desgaste prematuro e falha. Por outro lado, uma parte com um acabamento superficial suave terá menos atrito, resultando em desempenho aprimorado e uma vida útil mais longa. Além disso, o acabamento da superfície também desempenha um papel significativo na estética. Um acabamento superficial polido pode melhorar a aparência de uma peça e torná -lo mais atraente para os clientes.
Portanto, ao escolher materiais para usinagem CNC, é essencial considerar os requisitos de acabamento da superfície para o produto final. Alguns materiais são mais fáceis de usar para um acabamento superficial liso do que outros. Por exemplo, metais como alumínio e latão são relativamente fáceis de usar para um acabamento suave. Por outro lado, materiais como fibra de carbono e fibra de vidro podem ser mais desafiadores para a máquina, e alcançar um acabamento superficial suave pode exigir ferramentas e técnicas especializadas.
Estética
Se o seu projeto de usinagem CNC pretende produzir um produto que será usado em um ambiente de varejo de ponta, a estética seria um fator significativo. O material deve ser visualmente atraente, com uma textura, cor e acabamento de superfície atraentes. Também deve ser capaz de ser facilmente polido, pintado ou acabado para alcançar a aparência desejada.
Além disso, em indústrias como automotivo e aeroespacial, a estética pode ser uma indicação da qualidade do produto e da atenção do fabricante aos detalhes. Isso é particularmente importante em veículos de luxo, onde os consumidores pagam um prêmio por materiais e acabamentos de alta qualidade.
Aplicativo
A aplicação final do produto é o melhor tomador de decisão. Os fatores acima mencionados representam uma pequena parte de todas as razões que se considera antes de finalizar um material CNC. Outros fatores orientados a aplicações podem incluir preocupações práticas como máquinabilidade material, reatividade química, adesividade, disponibilidade de material, vida útil da fadiga etc.
Quando se trata de escolher os materiais apropriados para a usinagem CNC, a aplicação pretendida do produto acabado é um fator crucial a ser considerado. Diferentes materiais têm propriedades variadas, como dureza, resistência à tração e ductilidade. Essas propriedades influenciam a forma como um material funciona sob condições específicas e determina a adequação do material para diferentes aplicações.
Por exemplo, se o produto acabado for destinado ao uso em um ambiente de alta temperatura, materiais como alumínio ou cobre seriam uma escolha melhor devido à sua alta condutividade térmica e resistência a danos causados pelo calor.
Orçamento
O orçamento é um fator importante a considerar por vários motivos. Em primeiro lugar, o custo do material pode variar significativamente, dependendo do tipo e quantidade necessários. Embora alguns metais de alto grau possam ser caros, plásticos ou compósitos podem ser mais acessíveis. Definir um orçamento para materiais ajudará a restringir suas opções e se concentrar nos materiais dentro da sua faixa de preço.
Em segundo lugar, os custos de usinagem da CNC podem ser caros e demorados. O custo da usinagem depende do tipo de material, complexidade da peça e equipamento necessário. A escolha de materiais mais baratos para uma máquina pode manter baixos os custos gerais de produção.
Por fim, a seleção de materiais que estão dentro do seu orçamento pode afetar a qualidade do produto acabado. Os materiais mais baratos podem ser mais propensos a defeitos ou menos duráveis que os materiais de qualidade superior. Portanto, estabelecer um orçamento e escolher materiais de maior qualidade dentro do orçamento garantirá que o produto acabado seja durável e de altos padrões.
Os melhores materiais para projetos de usinagem CNC
Agora, vamos para a próxima parte de nossa discussão: tipos de materiais de usinagem CNC. Discutiremos em detalhes os metais e plásticos regulares. Mais tarde, mudaremos nosso foco para alguns materiais CNC menos conhecidos.
Materiais CNC de metal
Os metais são o material mais comum entre as peças usinadas do CNC. Eles oferecem uma ampla gama de propriedades favoráveis, como alta resistência, dureza, resistência térmica e condutividade elétrica.
Alumínio (6061, 7075)
O alumínio é amplamente considerado um dos materiais mais versáteis e valiosos na usinagem CNC. Possui uma proporção excepcional de força / peso, natureza leve, resistência à corrosão e aparência prateada impressionante. Assim, o alumínio é altamente desejável para uso em uma ampla variedade de aplicações. Além disso, suas propriedades térmicas e elétricas favoráveis o tornam ideal para uso em uma variedade de aplicações de gerenciamento eletrônico e térmico.
Comparado a outros metais CNC, como titânio e aço, o alumínio é relativamente fácil de fazer a máquina, o que a torna uma escolha popular para os fabricantes. No entanto, deve -se notar que o alumínio não é o material mais barato disponível. E é mais caro do que alguns outros materiais, como aço inoxidável.
Os graus de alumínio 6061 e 7075 de alta qualidade são particularmente populares para uso em quadros aeroespaciais, peças automotivas do motor e equipamentos esportivos leves. No entanto, a versatilidade do alumínio significa que ele é usado em muitos outros setores e aplicações, incluindo construção, embalagem e eletrônicos de consumo.
Aço inoxidável (316, 303, 304)
O aço inoxidável vem em inúmeras notas. Geralmente, porém, possui alta resistência e resistência, resistência ao desgaste e resistência à corrosão e tem uma aparência brilhante como o alumínio. Além disso, está entre os metais de preço médio. No entanto, é um material CNC difícil de máquina devido à sua dureza.
316 SS é útil em aplicações marítimas, equipamentos médicos e gabinetes ao ar livre devido à sua capacidade de suportar calor e corrosão. 303 e 314 compartilham composições semelhantes e geralmente são mais baratas e mais máquinas que 316. Seu principal uso inclui fixadores (parafusos, parafusos, buchas, etc.), peças automotivas e eletrodomésticos.
Aço carbono e aço de liga
O aço carbono e as ligas relacionadas oferecem excelente resistência e máquinabilidade, tornando -as ideais para uso em muitas aplicações. Eles também são compatíveis com vários processos de tratamento térmico, aumentando ainda mais suas propriedades mecânicas. Além disso, o aço carbono é relativamente barato em comparação com outros metais CNC.
No entanto, vale a pena notar que o aço carbono e suas ligas não são inerentemente resistentes à corrosão, ao contrário de materiais como aço inoxidável ou alumínio. Além disso, sua aparência aproximada pode não ser adequada para aplicações estéticas.
No entanto, o aço carbono e suas ligas têm inúmeras aplicações práticas, incluindo fixadores mecânicos e elementos estruturais, como feixes. Apesar de suas limitações, esses materiais continuam sendo escolhas populares para muitas aplicações industriais e de fabricação devido à sua força, acessibilidade e usinabilidade.
Latão
O bronze é um metal versátil conhecido por sua excelente usinabilidade, resistência à corrosão e condutividade térmica e elétrica. Ele também possui uma aparência atraente graças ao seu conteúdo de cobre, bem como excelentes propriedades de atrito da superfície.
O Brass encontra inúmeras aplicações em várias indústrias. Por exemplo, é comumente usado em produtos de consumo, fixadores de baixa resistência, encanamento e dispositivos elétricos. Suas propriedades o tornam uma escolha ideal para componentes de fabricação que requerem durabilidade e força, mantendo um apelo estético.
Cobre
O cobre é conhecido por sua excelente condutividade elétrica e térmica. No entanto, pode ser um desafio para a máquina devido à sua alta maleabilidade. Isso pode causar dificuldades na geração de chips durante a usinagem do CNC. Além disso, o cobre é propenso a corrosão, o que pode ser uma preocupação em certos ambientes.
Apesar desses desafios, o cobre é amplamente utilizado em várias indústrias, incluindo fiação elétrica, produtos magnéticos e jóias. Suas excelentes propriedades de condutividade o tornam uma escolha ideal para aplicações elétricas e eletrônicas, enquanto sua maleabilidade e apelo estético o tornam uma escolha popular na indústria de jóias.
Titânio
As ligas de titânio são conhecidas por suas relações excepcionais de força-peso, tornando-as leves e fortes simultaneamente. Eles também são resistentes à corrosão e têm boa condutividade térmica. Além disso, o titânio é biocompatível, por isso é adequado para aplicações biomédicas.
No entanto, existem algumas desvantagens no uso do titânio. Possui baixa condutividade elétrica e é difícil de máquina. HSS regular ou cortadores de carboneto mais fracos não são adequados para usiná -lo, e é um material caro para usar na fabricação do CNC.
Mesmo assim, o titânio é um material popular para a usinagem CNC, especialmente para peças aeroespaciais de alto desempenho, componentes militares e produtos biomédicos, como implantes.
Magnésio
O magnésio é um metal que combina força com baixo peso. Suas excelentes propriedades térmicas o tornam ideal para uso em ambientes de alta temperatura, como nos motores. Sua natureza leve permite a produção de veículos mais leves e com mais eficiência de combustível.
No entanto, o magnésio também é conhecido por sua inflamabilidade, o que pode torná -lo uma preocupação de segurança em determinadas aplicações. Além disso, não é tão resistente à corrosão quanto alguns outros metais, como o alumínio, e pode ser mais caro para a máquina.
Materiais CNC de plástico
Agora discutiremos os plásticos da CNC. Embora a maioria dos materiais plásticos não seja máquinável devido à baixa rigidez e ponto de fusão, escolhemos o pequeno grupo que possui amplos aplicações CNC.
Acetal (POM)
O Acetal é um plástico CNC altamente versátil, com uma variedade de propriedades desejáveis. Possui excelentes fadiga e resistência ao impacto, resistência decente e coeficientes de baixo atrito. Além disso, é altamente resistente à umidade, o que a torna uma excelente opção para uso em ambientes úmidos.
Uma das principais vantagens do Acetal é sua rigidez, o que facilita a máquina com grande precisão dimensional. Isso o torna uma escolha popular para uso em componentes de precisão, como rolamentos, engrenagens e válvulas. Devido às suas excelentes propriedades mecânicas e alta resistência a fatores ambientais, o Acetal é uma escolha confiável para várias indústrias, como bens automotivos, aeroespaciais e de consumo.
Acrílico (PMMA)
O acrílico é um material comumente usado que pode servir como substituto do vidro devido às suas propriedades desejáveis. Possui boa rigidez e clareza óptica, permitindo que ele seja usado em aplicações onde as superfícies transparentes são necessárias. Os componentes acrílicos oferecem uma alternativa atraente e funcional ao vidro, com boa clareza óptica e um alto grau de durabilidade.
Embora o acrílico tenha algumas limitações, como sua suscetibilidade a rachaduras e amolecimento térmico, continua sendo um material popular para a usinagem CNC devido à sua versatilidade e facilidade de uso. Com a capacidade de criar componentes precisos e de alta qualidade, o acrílico é uma excelente opção para uma ampla gama de aplicações. Lentes, recintos transparentes, recipientes de armazenamento de alimentos e itens decorativos são apenas alguns exemplos.
Policarbonato (PC)
O policarbonato (PC) é um material plástico popular usado para usinagem CNC devido ao seu conjunto exclusivo de propriedades. É altamente transparente, tornando -o um material ideal para uso em produtos que requerem clareza, como óculos de segurança, equipamentos médicos e displays eletrônicos. Além disso, possui boa resistência ao calor, por isso é adequada para uso em aplicações de alta temperatura.
No entanto, sua suscetibilidade a arranhões e falta de resistência aos UV podem limitar seu uso em determinadas aplicações. A exposição prolongada à luz solar pode fazer com que ela seja amarela e se torne quebradiça. Isso pode limitar seu uso em aplicações externas, a menos que seja modificado com os estabilizadores de UV.
Um uso comum do PC está na produção de óculos de segurança e escudos de face, onde sua resistência e transparência de impacto o tornam a escolha ideal. O PC também é usado na produção de peças automotivas, componentes eletrônicos e dispositivos médicos.
Polipropileno (PP)
O polipropileno é um polímero versátil com inúmeros benefícios, incluindo alta resistência química e força de fadiga. É também um material de nível médico e produz um acabamento superficial suave quando a usinagem CNC. No entanto, uma de suas limitações é que ele não pode suportar altas temperaturas, pois tende a suavizar e galhas durante o corte, o que o torna um pouco desafiador para a máquina.
O polipropileno continua sendo uma escolha popular para várias aplicações. Suas excelentes propriedades o tornam adequado para fabricar engrenagens e produtos médicos.
Abs
O ABS é um material plástico altamente econômico que é adequado para usinagem CNC devido à sua excelente usinabilidade, resistência à tração, resistência ao impacto e resistência química. Além disso, pode ser facilmente colorido, tornando -o ideal para aplicações onde a estética é importante.
No entanto, o ABS não é adequado para uso em ambientes de alto calor e não é biodegradável. Além disso, produz uma fumaça desagradável quando queimada, o que pode ser uma preocupação em uma loja do CNC.
O ABS possui muitas aplicações e é comumente usado na impressão 3D e moldagem por injeção, geralmente com o pós-processamento usando a usinagem CNC. É freqüentemente usado para criar componentes automotivos e gabinetes de proteção e para prototipagem rápida.
Nylon
O nylon é um material versátil com excelente resistência à tração, dureza e resistência ao impacto. Pode ser usado em uma variedade de formas compostas, como nylon reforçado com fibra de vidro, e possui excelentes capacidades de lubrificação de superfície. No entanto, não é recomendado para uso em ambientes úmidos.
O nylon é particularmente adequado para aplicações que requerem proteção contra forças de atrito. Isso inclui componentes como engrenagens, superfícies deslizantes, rolamentos e rodas dentadas. Com suas propriedades superiores de força e lubrificação, o nylon é uma escolha popular para muitos produtos industriais e relacionados a esportes.
UHMW-PE
O UHMWPE é um material popular devido às suas propriedades excepcionais, incluindo alta dureza, resistência e durabilidade de abrasão e desgaste. No entanto, sua instabilidade térmica durante a usinagem torna difícil para a máquina.
Apesar de sua dificuldade na usinagem, o UHMWPE é um excelente material para usinagem CNC de superfícies deslizantes em rolamentos, engrenagens e rolos. Suas propriedades excelentes o tornam ideal para aplicações onde são necessárias alta resistência e durabilidade a desgaste. Quando usinado corretamente, o UHMWPE pode fornecer excelente desempenho e uma vida útil mais longa em comparação com outros materiais.
Outros materiais
A usinagem CNC geralmente usa metais e plásticos, mas também pode funcionar com muitos outros materiais, incluindo os listados abaixo.
Espuma
As espumas são um tipo de material CNC que é caracterizado por um corpo sólido com vazios cheios de ar. Essa estrutura única fornece a espumas uma forma reconhecível e uma leveza notável. Certas espumas de alta densidade, como espuma de poliuretano e isopor, podem ser facilmente usinadas devido à sua rigidez, força, leve e durabilidade.
A natureza leve das espumas faz com que elas sejam uma excelente opção para embalagens de proteção. Sua versatilidade em ser usinada em várias formas e tamanhos os torna igualmente úteis para criar itens decorativos. Além disso, suas propriedades isolantes as tornam uma escolha popular para isolamento térmico em edifícios, unidades de refrigeração e outras aplicações em que o controle de temperatura é importante.
Madeira
A madeira é um material amplamente utilizado para usinagem CNC devido à sua facilidade de usinagem, boa força e dureza e ampla gama de tipos disponíveis. Além disso, a madeira é um composto orgânico e não tem impacto negativo no meio ambiente. Devido à sua versatilidade e apelo estético, a madeira é uma escolha popular para móveis, decoração de casa e projetos de bricolage.
No entanto, a usinagem de madeira gera uma grande quantidade de poeira, que pode representar riscos à saúde para os trabalhadores. Portanto, é importante que os workshops de usinagem de madeira tenham sistemas de gerenciamento de swarf adequados.
Compósitos
Os compósitos são materiais compostos por dois ou mais constituintes que são unidos com um meio de ligação. Os materiais compostos compostos utilizados na usinagem CNC incluem fibra de carbono, madeira compensada, fibra de vidro e outros. Esses materiais têm aplicações em diversas indústrias, como automotivo, aviação, esportes e medicina.
Os compósitos de usinagem podem ser bastante desafiadores devido a vários fatores. Os materiais constituintes em compósitos podem ter diferentes propriedades e formas mecânicas, como fibras, fragmentos ou placas. Além disso, o próprio meio de ligação pode ter propriedades únicas que precisam ser levadas em consideração durante o processo de usinagem.
Não se esqueça de considerar potenciais materiais CNC
A rica variedade de materiais de usinagem CNC às vezes pode causar mais confusão do que benefício. É uma questão comum ignorar potenciais materiais CNC além de metais e plásticos convencionais.
Para ajudá -lo a olhar para o quadro geral ao projetar para a fabricação, abaixo está uma pequena lista de pontos a serem considerados antes de finalizar os materiais para o seu projeto!
Escolha materiais não metálicos: existem vários casos em que os materiais não metálicos são substitutos iguais para os metais. Plásticos duros como ABS ou UHMW-PE são rígidos, fortes e duráveis, por exemplo. Os compósitos como a fibra de carbono também são apontados como superiores a muitos metais com melhor desempenho.
Considere fenólicos: os fenólicos são um tipo de material compósito econômico com alta rigidez e propriedades de superfície. Eles são fáceis de usar e podem ser cortados em velocidades incrivelmente altas, economizando tempo e dinheiro.
Conheça diferentes plásticos: ter conhecimento sobre o portfólio completo de materiais de usinagem de CNC plástico é uma habilidade obrigatória para os designers. Os plásticos CNC são baratos, fáceis de usinar e vêm em uma gama diversificada de propriedades materiais que não podem ser ignoradas.
Escolha o direito entre diferentes espumas: referindo -se à seção acima sobre espumas, gostaríamos de enfatizar que ela tem muito potencial como material CNC. Até alguns componentes da máquina CNC agora são feitos de espumas metálicas! Estude diferentes espumas CNC para ver qual se encaixa melhor em seus aplicativos.
Diferentes projetos e materiais de usinagem CNC, uma fonte
O design da fabricação é um aspecto crucial da indústria moderna. À medida que a ciência do material avançou, a usinagem do CNC tornou -se cada vez mais dependente da seleção de materiais atenciosos. Em Guan Sheng, é especializado em serviços de usinagem CNC, incluindo moagem e giro CNC, e oferecemos uma extensa gama de materiais, de metais procurados a plásticos de alta qualidade. Nossos recursos de usinagem de 5 eixos, combinados com nossa equipe experiente, permitem fornecer precisão e qualidade incomparáveis aos nossos clientes.
Dedicamos a fornecer atendimento ao cliente excepcional e estamos comprometidos em ajudar nossos clientes a reduzir custos e alcançar seus objetivos. Nossa equipe técnica está disponível para ajudá -lo a selecionar os melhores materiais para o seu projeto e pode fornecer consultoria especializada gratuitamente. Se você precisa de peças usinadas CNC personalizadas ou tem um projeto específico em mente, estamos aqui para ajudá -lo a cada passo do caminho.
Hora de postagem: JUL-07-2023