Den här omfattande guiden jämför de 25 vanligaste materialen som används vid CNC-bearbetning och hjälper dig att välja rätt för din applikation.
CNC-bearbetning kan producera delar av nästan vilken metall eller plast som helst.Detta är fallet, det finns ett stort utbud av material tillgängligt för delar som produceras via CNC-fräsning och svarvning.Att välja rätt för din applikation kan vara en utmaning, och det kan vara avgörande att förstå fördelarna och bästa användningen av varje tillgängligt material.
I den här artikeln jämför vi de vanligaste CNC-materialen, vad gäller mekaniska och termiska egenskaper, kostnad och typiska (och optimala) applikationer.
Hur väljer du rätt CNC-material?
När du designar en del som ska CNC-bearbetas är det viktigt att välja rätt material.Här är de grundläggande stegen som vi rekommenderar att du följer för att välja rätt material för dina anpassade delar.
Definiera materialkraven: Dessa kan inkludera mekaniska, termiska eller andra materialkrav, såväl som kostnad och ytfinish.Fundera på hur du kommer att använda dina delar och vilken typ av miljö de kommer att vara i.
Identifiera kandidatmaterial: Pin ner några kandidatmaterial som uppfyller alla (eller de flesta) dina designkrav.
Välj det mest lämpliga materialet: Här krävs vanligtvis en kompromiss mellan två eller flera av designkraven (till exempel mekanisk prestanda och kostnad).
I den här artikeln kommer vi att fokusera på steg två.Med hjälp av informationen som presenteras nedan kan du identifiera det material som är mest lämpligt för din applikation, samtidigt som du håller ditt projekt inom budget.
Vilka är Hubs riktlinjer för val av material för CNC?
I tabellerna nedan sammanfattar vi de relevanta egenskaperna hos de vanligaste CNC-materialen, samlade genom att granska databladen som tillhandahålls av materialtillverkarna.Vi delar upp metaller och plaster i två distinkta kategorier.
Metaller används främst i applikationer som kräver hög hållfasthet, hårdhet och värmebeständighet.Plast är lättviktsmaterial med ett brett spektrum av fysikaliska egenskaper, som ofta används för sin kemiska beständighet och elektriska isoleringsförmåga.
I vår jämförelse av CNC-material fokuserar vi på mekanisk hållfasthet (uttryckt som sträckgräns), bearbetbarhet (lättheten att bearbeta påverkar CNC-prissättningen), kostnad, hårdhet (främst för metaller) och temperaturbeständighet (främst för plast).
Här är en infografik som du kan använda som en snabbreferens för att snabbt identifiera CNC-material som passar specifika tekniska behov:
Vad är aluminium?Den robusta, ekonomiska legeringen
En komponent tillverkad av aluminium 6061
Aluminiumlegeringar har ett utmärkt förhållande mellan styrka och vikt, hög termisk och elektrisk ledningsförmåga och naturligt skydd mot korrosion.De är lätta att bearbeta och kostnadseffektiva i bulk, vilket ofta gör dem till det mest ekonomiska alternativet för att producera prototyper och andra typer av delar.
Medan aluminiumlegeringar vanligtvis har lägre hållfasthet och hårdhet än stål, men de kan anodiseras, vilket skapar ett hårt, skyddande lager på ytan.
Låt oss bryta ner de olika typerna av aluminiumlegeringar.
❖ Aluminium 6061 är den vanligaste aluminiumlegeringen för allmänt bruk, med ett bra förhållande mellan styrka och vikt och utmärkt skärbarhet.
❖ Aluminium 6082 har en liknande sammansättning och materialegenskaper som 6061. Den används oftare i Europa (eftersom den överensstämmer med brittiska standarder).
❖ Aluminium 7075 är den legering som oftast används i flygtillämpningar där viktminskning är avgörande.Den har utmärkta utmattningsegenskaper och kan värmebehandlas till hög hållfasthet och hårdhet, vilket gör den jämförbar med stål.
❖ Aluminium 5083 har högre hållfasthet än de flesta andra aluminiumlegeringar och exceptionell motståndskraft mot havsvatten.Detta gör den optimal för konstruktion och marina applikationer.Det är också ett utmärkt val för svetsning.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet för aluminiumlegeringar: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Kan anodiseras
❖ Icke-magnetisk
Vad är rostfritt stål?Den starka, hållbara legeringen
En del tillverkad av rostfritt stål 304
Rostfria stållegeringar har hög hållfasthet, hög duktilitet, utmärkt slitage- och korrosionsbeständighet och kan lätt svetsas, bearbetas och poleras.Beroende på deras sammansättning kan de vara antingen (i huvudsak) icke-magnetiska eller magnetiska.
Låt oss bryta ner de typer av rostfritt stål vi erbjuder på plattformen.
❖ Rostfritt stål 304 är den vanligaste legeringen av rostfritt stål.Den har utmärkta mekaniska egenskaper och god bearbetbarhet.Den är resistent mot de flesta miljöförhållanden och frätande media.
❖ Rostfritt stål 316 är en annan vanlig legering av rostfritt stål med liknande mekaniska egenskaper som 304. Den har dock högre korrosions- och kemikaliebeständighet, särskilt mot saltlösningar (till exempel havsvatten), så den är ofta bättre för att hantera tuffare miljöer.
❖ Rostfritt stål 2205 Duplex har den högsta hållfastheten (dubbelt så stor som vanliga rostfria legeringar) och utmärkt motståndskraft mot korrosion.Den används i extrema miljöer, med många applikationer inom olja och gas.
❖ Rostfritt stål 303 har utmärkt seghet, men lägre korrosionsbeständighet jämfört med 304. På grund av dess utmärkta bearbetningsförmåga, används det ofta i stora volymer, till exempel vid tillverkning av muttrar och bultar för flygindustrin.
❖ Rostfritt stål 17-4 (SAE klass 630) har mekaniska egenskaper jämförbara med 304. Det kan utfällningshärdas i mycket hög grad (jämförbart med verktygsstål) och har utmärkt kemisk beständighet, vilket gör det lämpligt för mycket högpresterande applikationer, såsom tillverkning av blad för vindkraftverk.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Icke-magnetiska rostfria stållegeringar: 304, 316, 303
❖ Magnetiska rostfria stållegeringar: 2205 Duplex, 17-4
Vad är mjukt stål?Den allmänna legeringen
En del tillverkad av Mild Steel 1018
Milda stålär även kända som lågkolstål och har goda mekaniska egenskaper, stor bearbetbarhet och god svetsbarhet.Eftersom de är relativt låga, använder tillverkare dem för många allmänna applikationer, som jiggar och fixturer.Milda stål är känsliga för korrosion och kemiska skador.
Låt oss bryta ner de typer av mjukt stål som finns på plattformen.
❖ Mjukstål 1018 är en legering för allmänt bruk med god bearbetnings- och svetsbarhet och utmärkt seghet, styrka och hårdhet.Det är den vanligaste legeringen av mjukt stål.
❖ Mjukt stål 1045 är ett medelstort kolstål med god svetsbarhet, god bearbetbarhet och hög hållfasthet och slagtålighet.
❖ Mjukt stål A36 är ett vanligt konstruktionsstål med god svetsbarhet.Den är lämplig för en mängd olika industri- och konstruktionsapplikationer.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisk
Vad är legerat stål?Den tuffare, slitstarka legeringen
En del tillverkad av legerat stål
Legerade stål innehåller andra legeringselement förutom kol, vilket resulterar i förbättrad hårdhet, seghet, utmattning och slitstyrka.I likhet med mjukt stål är legerat stål känsligt för korrosion och angrepp från kemikalier
❖ Legerat stål 4140 har goda generella mekaniska egenskaper, med god hållfasthet och seghet.Denna legering är lämplig för många industriella tillämpningar men rekommenderas inte för svetsning.
❖ Legerat stål 4340 kan värmebehandlas till höga nivåer av hållfasthet och hårdhet, med bibehållen god seghet, slitstyrka och utmattningshållfasthet.Denna legering är svetsbar.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisk
Vad är verktygsstål?Den exceptionellt tuffa och tåliga legeringen
En del bearbetad av verktygsstål
Verktygsstålär metallegeringar med exceptionellt hög hårdhet, styvhet, nötnings- och termisk motståndskraft, så länge de genomgårvärmebehandling.De används för att skapa tillverkningsverktyg (därav namnet) som formar, stämplar och formar.
Låt oss bryta ner verktygsstålen vi erbjuder på Hubs.
❖ Verktygsstål D2 är en slitstark legering som behåller sin hårdhet till en temperatur på 425°C.Det används vanligtvis för att tillverka skärverktyg och stansar.
❖ Verktygsstål A2 är ett lufthärdat allmänt verktygsstål med god seghet och utmärkt formstabilitet vid förhöjda temperaturer.Det används vanligtvis för att tillverka formsprutningsformar.
❖ Verktygsstål O1 är en oljehärdad legering med en hög hårdhet på 65 HRC.Det används ofta för knivar och skärverktyg.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 7,8 g/cm3
❖ Typisk hårdhet: 45-65 HRC
Vad är mässing?Den ledande och kosmetiska legeringen
En mässing C36000 del
Mässingär en metallegering med god bearbetbarhet och utmärkt elektrisk ledningsförmåga, vilket gör den idealisk för applikationer som kräver låg friktion.Du hittar ofta kosmetiska mässingsdelar som används för arkitektoniska ändamål (gulddetaljer).
Här är mässingen vi erbjuder på Hubs.
❖ Mässing C36000 är ett material med hög draghållfasthet och naturlig korrosionsbeständighet.Det är ett av de mest lättbearbetbara materialen, så det används ofta för applikationer med stora volymer.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Icke-magnetisk
Vad är ABS?Den prototypiska termoplasten
En del tillverkad av ABS
magmusklerär ett av de vanligaste termoplastmaterialen med goda mekaniska egenskaper, utmärkt slaghållfasthet, hög värmebeständighet och god bearbetbarhet.
ABS har låg densitet, vilket gör den idealisk för lätta applikationer.CNC-bearbetade ABS-delar används ofta som prototyper innan massproduktion med formsprutning.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 1,00-1,05 g/cm3
Vad är nylon?Den tekniska termoplasten
En del gjord av nylon
Nylon(alias polyamid (PA)) är en termoplast som ofta används för tekniska tillämpningar, på grund av dess utmärkta mekaniska egenskaper, goda slaghållfasthet och höga kemikalie- och nötningsbeständighet.Det är känsligt för vatten- och fuktabsorption.
Nylon 6 och nylon 66 är de kvaliteter som oftast används vid CNC-bearbetning.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 1,14 g/cm3
Vad är polykarbonat?Termoplasten med slaghållfasthet
En del tillverkad av polykarbonat
Polykarbonat är en termoplast med hög seghet, god bearbetbarhet och utmärkt slaghållfasthet (bättre än ABS).Det är vanligtvis genomskinligt, men kan färgas till en mängd olika färger.Dessa faktorer gör den idealisk för ett brett spektrum av applikationer, inklusive vätskeanordningar eller bilglas.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 1,20-1,22 g/cm3
Vad är POM (Delrin)?Den mest bearbetbara CNC-plasten
En del gjord av POM (Delrin)
POM är allmänt känt under det kommersiella namnet Delrin, och det är en teknisk termoplast med högsta bearbetbarhet bland plaster.
POM (Delrin) är ofta det bästa valet vid CNC-bearbetning av plastdelar som kräver hög precision, hög styvhet, låg friktion, utmärkt dimensionsstabilitet vid förhöjda temperaturer och mycket låg vattenabsorption.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 1,40-1,42 g/cm3
Vad är PTFE (Teflon)?Termoplasten för extrem temperatur
En del tillverkad av PTFE
PTFE, allmänt känd som Teflon, är en teknisk termoplast med utmärkt kemisk och termisk beständighet och den lägsta friktionskoefficienten av något känt fast ämne.Det är en av få plaster som tål driftstemperaturer över 200 grader Celsius och är en enastående elektrisk isolator.Den har också rena mekaniska egenskaper och används ofta som foder eller insats i en montering.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 2,2 g/cm3
Vad är HDPE?Termoplasten utomhus och rörledningar
En del gjord av HDPE
Högdensitetspolyeten (HDPE)är en termoplast med hög hållfasthet i förhållande till vikt, hög slaghållfasthet och god väderbeständighet.HDPE är lätt och lämpar sig för utomhusbruk och rörledningar.Liksom ABS används det ofta för att skapa prototyper innan formsprutning.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 0,93-0,97 g/cm3
Vad är PEEK?Plasten för att ersätta metall
En del tillverkad av PEEK
TITTär en högpresterande teknisk termoplast med utmärkta mekaniska egenskaper, termisk stabilitet över ett mycket brett temperaturområde och utmärkt motståndskraft mot de flesta kemikalier.
PEEK används ofta för att ersätta metalldelar på grund av dess höga hållfasthet-till-vikt-förhållande.Medicinska kvaliteter finns också tillgängliga, vilket gör PEEK lämplig även för biomedicinska applikationer.
Materialegenskaper:
❖ Typisk densitet: 1,32 g/cm3
Vanliga frågor
❖ Vilka är fördelarna med CNC-bearbetning med metaller?
Metaller är idealiska för tillverkningsapplikationer som kräver hög hållfasthet, hårdhet och/eller pålitlig motståndskraft mot extrema temperaturer.
Källan till artikeln:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Posttid: 10 maj 2023