Ovaj sveobuhvatni vodič uspoređuje 25 najčešćih materijala koji se koriste u CNC obradi i pomaže vam da odaberete pravi za vašu primjenu.
CNC obrada može proizvesti dijelove od gotovo bilo kojeg metala ili plastike.Budući da je to slučaj, postoji ogroman raspon materijala dostupnih za dijelove proizvedene CNC glodanjem i tokanjem.Odabir pravog za vašu aplikaciju može biti veliki izazov, a razumijevanje prednosti i najbolje upotrebe svakog dostupnog materijala može biti ključno.
U ovom članku upoređujemo najčešće CNC materijale, u smislu mehaničkih i toplinskih svojstava, cijene i tipičnih (i optimalnih) primjena.
Kako odabrati prave CNC materijale?
Kada dizajnirate dio za CNC mašinsku obradu, odabir pravih materijala je bitan.Evo osnovnih koraka koje preporučujemo da slijedite kako biste odabrali prave materijale za vaše prilagođene dijelove.
Definirajte zahtjeve za materijalom: oni mogu uključivati mehaničke, termičke ili druge zahtjeve za materijalom, kao i cijenu i završnu obradu površine.Razmislite kako ćete koristiti svoje dijelove i u kakvom će okruženju oni biti.
Identifikujte materijale kandidata: Odredite nekoliko materijala kandidata koji ispunjavaju sve (ili većinu) vaših zahteva dizajna.
Odaberite najprikladniji materijal: ovdje je obično potreban kompromis između dva ili više zahtjeva dizajna (na primjer, mehaničke performanse i cijena).
U ovom članku ćemo se fokusirati na drugi korak.Koristeći dolje predstavljene informacije, možete identificirati materijale koji su najprikladniji za vašu primjenu, a da pritom vaš projekat bude u okviru budžeta.
Koje su smjernice Hubsa za odabir materijala za CNC?
U tabelama u nastavku sumiramo relevantne karakteristike najčešćih CNC materijala, prikupljene pregledom tehničkih listova koje su dali proizvođači materijala.Metale i plastiku dijelimo u dvije različite kategorije.
Metali se uglavnom koriste u aplikacijama koje zahtijevaju visoku čvrstoću, tvrdoću i toplinsku otpornost.Plastika je lagani materijal sa širokim spektrom fizičkih svojstava, koji se često koristi zbog svoje hemijske otpornosti i sposobnosti električne izolacije.
U našem poređenju CNC materijala, fokusiramo se na mehaničku čvrstoću (izraženu kao zatezna čvrstoća tečenja), obradivost (lakoća obrade utječe na CNC cijenu), cijenu, tvrdoću (uglavnom za metale) i temperaturnu otpornost (uglavnom za plastiku).
Evo infografike koju možete koristiti kao brzu referencu za brzo prepoznavanje CNC materijala koji odgovaraju specifičnim inženjerskim potrebama:
Šta je aluminijum?Robusna, ekonomična legura
Komponenta napravljena od aluminijuma 6061
Aluminijske legure imaju odličan omjer čvrstoće i težine, visoku toplinsku i električnu provodljivost i prirodnu zaštitu od korozije.Lako se obrađuju i isplativi su u rasutom stanju, što ih često čini najekonomičnijom opcijom za proizvodnju prototipova i drugih vrsta dijelova.
Dok legure aluminija obično imaju nižu čvrstoću i tvrdoću od čelika, ali se mogu anodizirati, stvarajući tvrdi, zaštitni sloj na njihovoj površini.
Hajde da razbijemo različite vrste aluminijskih legura.
❖ Aluminijum 6061 je najčešća legura aluminijuma opšte upotrebe, sa dobrim odnosom čvrstoće i težine i odličnom obradivom.
❖ Aluminijum 6082 ima sličan sastav i svojstva materijala kao 6061. Češće se koristi u Evropi (pošto je u skladu sa britanskim standardima).
❖ Aluminijum 7075 je legura koja se najčešće koristi u vazduhoplovnim aplikacijama gde je smanjenje težine kritično.Ima izvrsna svojstva zamora i može se termički obrađivati do visoke čvrstoće i tvrdoće, što ga čini usporedivim sa čelikom.
❖ Aluminij 5083 ima veću čvrstoću od većine drugih aluminijskih legura i izuzetnu otpornost na morsku vodu.To ga čini optimalnim za građevinske i pomorske primjene.Takođe je odličan izbor za zavarivanje.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina aluminijumskih legura: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Može se anodizirati
❖ Nemagnetno
Šta je nerđajući čelik?Jaka, izdržljiva legura
Dio napravljen od nerđajućeg čelika 304
Legure od nerđajućeg čelika imaju visoku čvrstoću, visoku duktilnost, odličnu otpornost na habanje i koroziju i mogu se lako zavariti, mašinski obrađivati i polirati.Ovisno o svom sastavu, oni mogu biti (u suštini) nemagnetni ili magnetni.
Hajde da analiziramo vrste nerđajućeg čelika koje nudimo na platformi.
❖ Nerđajući čelik 304 je najčešća legura nerđajućeg čelika.Ima odlične mehaničke osobine i dobru obradivost.Otporan je na većinu uslova okoline i korozivnih medija.
❖ Nehrđajući čelik 316 je još jedna uobičajena legura nehrđajućeg čelika sa sličnim mehaničkim svojstvima kao 304. Ipak, ima veću otpornost na koroziju i kemikalije, posebno na slane otopine (na primjer morsku vodu), pa je često bolja za rad u težim okruženjima.
❖ Nerđajući čelik 2205 Duplex ima najveću čvrstoću (dvostruko veću od uobičajenih legura nerđajućeg čelika) i odličnu otpornost na koroziju.Koristi se u ekstremnim okruženjima, s mnogim primjenama u nafti i plinu.
❖ Nerđajući čelik 303 ima odličnu žilavost, ali nižu otpornost na koroziju u poređenju sa 304. Zbog svoje odlične obradivosti, često se koristi u aplikacijama velikog obima, kao što je proizvodnja matica i vijaka za vazduhoplovstvo.
❖ Nerđajući čelik 17-4 (SAE grade 630) ima mehanička svojstva koja se mogu uporediti sa 304. Može da se očvrsne u veoma visokom stepenu (uporedivo sa alatnim čelikom) i ima odličnu hemijsku otpornost, što ga čini pogodnim za aplikacije veoma visokih performansi, kao što su proizvodne lopatice za vjetroturbine.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Nemagnetne legure nerđajućeg čelika: 304, 316, 303
❖ Magnetne legure nerđajućeg čelika: 2205 Duplex, 17-4
Šta je blagi čelik?Legura opće namjene
Dio napravljen od mekog čelika 1018
Blagi čelicitakođer su poznati kao čelici s niskim udjelom ugljika i imaju dobra mehanička svojstva, veliku obradivost i dobru zavarljivost.Budući da su relativno niske cijene, proizvođači ih koriste za mnoge primjene opće namjene, kao što su šablone i učvršćenja.Blagi čelici su podložni koroziji i hemijskim oštećenjima.
Hajde da analiziramo vrste mekih čelika dostupnih na platformi.
❖ Meki čelik 1018 je legura opšte upotrebe sa dobrom obradivom i zavarljivom te odličnom žilavošću, čvrstoćom i tvrdoćom.To je najčešće korištena legura mekog čelika.
❖ Meki čelik 1045 je čelik srednjeg ugljika sa dobrom zavarljivošću, dobrom obradivom i visokom čvrstoćom i otpornošću na udarce.
❖ Meki čelik A36 je uobičajeni konstrukcijski čelik sa dobrom zavarljivošću.Pogodan je za razne industrijske i građevinske primjene.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetna
Šta je legirani čelik?Čvršća legura otporna na habanje
Dio izrađen od legiranog čelika
Legirani čelici osim ugljika sadrže i druge legirajuće elemente, što rezultira poboljšanom tvrdoćom, žilavošću, zamorom i otpornošću na habanje.Slično mekim čelicima, legirani čelici su osjetljivi na koroziju i napade kemikalija
❖ Legirani čelik 4140 ima dobra ukupna mehanička svojstva, dobru čvrstoću i žilavost.Ova legura je pogodna za mnoge industrijske primjene, ali se ne preporučuje za zavarivanje.
❖ Legirani čelik 4340 može se termički obraditi do visokog nivoa čvrstoće i tvrdoće, uz zadržavanje dobre žilavosti, otpornosti na habanje i čvrstoću na zamor.Ova legura je zavarljiva.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetna
Šta je alatni čelik?Izuzetno čvrsta i otporna legura
Dio obrađen od alatnog čelika
Alati čelicisu metalne legure izuzetno visoke tvrdoće, krutosti, otpornosti na abraziju i termičku otpornost, sve dok se podvrgavajutermičku obradu.Koriste se za izradu proizvodnih alata (otuda i naziv) kao što su kalupi, pečati i kalupi.
Hajde da analiziramo alatne čelike koje nudimo u Hubsu.
❖ Alatni čelik D2 je legura otporna na habanje koja zadržava tvrdoću do temperature od 425°C.Obično se koristi za proizvodnju reznih alata i kalupa.
❖ Alatni čelik A2 je zrakom kaljeni alatni čelik opšte namjene dobre žilavosti i odlične stabilnosti dimenzija na povišenim temperaturama.Obično se koristi za proizvodnju kalupa za brizganje.
❖ Alatni čelik O1 je u ulju kaljena legura visoke tvrdoće od 65 HRC.Obično se koristi za noževe i alate za rezanje.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 7,8 g/cm3
❖ Tipična tvrdoća: 45-65 HRC
Šta je mesing?Provodljiva i kozmetička legura
Dio od mesinga C36000
Brassje legura metala sa dobrom obradivom i odličnom električnom provodljivošću, što ga čini idealnim za aplikacije koje zahtevaju nisko trenje.Često ćete pronaći kozmetičke dijelove od mesinga koji se koriste u arhitektonske svrhe (zlatni detalji).
Evo mesinga koji nudimo u Hubsu.
❖ Mesing C36000 je materijal visoke vlačne čvrstoće i prirodne otpornosti na koroziju.To je jedan od materijala koji se najlakše obrađuje, pa se često koristi za primjene velikih količina.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Nemagnetno
Šta je ABS?Prototip termoplasta
Dio napravljen od ABS-a
ABSje jedan od najčešćih termoplastičnih materijala koji nudi dobra mehanička svojstva, odličnu udarnu čvrstoću, visoku otpornost na toplinu i dobru obradivost.
ABS ima malu gustinu, što ga čini idealnim za lagane aplikacije.CNC obrađeni ABS dijelovi se često koriste kao prototipovi prije masovne proizvodnje s brizganjem.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 1,00-1,05 g/cm3
Šta je najlon?Inženjerski termoplast
Dio napravljen od najlona
Najlon(aka poliamid (PA)) je termoplast koji se često koristi u inženjeringu, zbog svojih odličnih mehaničkih svojstava, dobre udarne čvrstoće i visoke otpornosti na kemikalije i abraziju.Podložan je upijanju vode i vlage.
Najlon 6 i najlon 66 su razredi koji se najčešće koriste u CNC obradi.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 1,14 g/cm3
Šta je polikarbonat?Termoplast sa udarnom čvrstoćom
Dio izrađen od polikarbonata
Polikarbonat je termoplast visoke žilavosti, dobre obrade i odlične udarne čvrstoće (bolje od ABS-a).Obično je proziran, ali se može obojiti u različite boje.Ovi faktori ga čine idealnim za širok spektar primjena, uključujući fluidne uređaje ili zastakljivanje automobila.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 1,20-1,22 g/cm3
Šta je POM (Delrin)?CNC plastika koja se najviše može obraditi
Dio napravljen od POM (Delrin)
POM je opšte poznat pod komercijalnim imenom Delrin, i to je inženjerski termoplast s najvećom obradivom od plastike.
POM (Delrin) je često najbolji izbor za CNC obradu plastičnih dijelova koji zahtijevaju visoku preciznost, visoku krutost, nisko trenje, odličnu stabilnost dimenzija na povišenim temperaturama i vrlo nisku apsorpciju vode.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 1,40-1,42 g/cm3
Šta je PTFE (teflon)?Termoplastika za ekstremne temperature
Dio napravljen od PTFE
PTFE, poznatiji kao teflon, je inženjerski termoplast sa odličnom hemijskom i termičkom otpornošću i najnižim koeficijentom trenja od bilo koje poznate čvrste supstance.To je jedna od rijetkih plastičnih masa koja može izdržati radne temperature iznad 200 stepeni Celzijusa i izvanredan je električni izolator.Takođe ima čista mehanička svojstva i često se koristi kao obloga ili umetak u sklopu.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 2,2 g/cm3
Šta je HDPE?Termoplast za vanjske i cijevi
Dio napravljen od HDPE
Polietilen visoke gustine (HDPE)je termoplast s visokim omjerom čvrstoće i težine, visokom udarnom čvrstoćom i dobrom otpornošću na vremenske uvjete.HDPE je lagan i pogodan je za vanjsku upotrebu i cijevi.Poput ABS-a, često se koristi za kreiranje prototipova prije brizganja.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 0,93-0,97 g/cm3
Šta je PEEK?Plastika za zamjenu metala
Dio proizveden od PEEK-a
PEEKje inženjerski termoplast visokih performansi sa odličnim mehaničkim svojstvima, termičkom stabilnošću u veoma širokom rasponu temperatura i odličnom otpornošću na većinu hemikalija.
PEEK se često koristi za zamjenu metalnih dijelova zbog visokog omjera čvrstoće i težine.Dostupne su i medicinske klase, što PEEK čini pogodnim i za biomedicinske primjene.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustina: 1,32 g/cm3
Često Postavljena Pitanja
❖ Koje su prednosti CNC obrade metala?
Metali su idealni za proizvodne aplikacije koje zahtijevaju visoku čvrstoću, tvrdoću i/ili pouzdanu otpornost na ekstremne temperature.
Izvor članka:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Vrijeme objave: maj-10-2023