Aquesta guia completa compara els 25 materials més comuns utilitzats en el mecanitzat CNC i us ajuda a triar el més adequat per a la vostra aplicació.
El mecanitzat CNC pot produir peces de gairebé qualsevol metall o plàstic.En aquest cas, hi ha una àmplia gamma de materials disponibles per a peces produïdes mitjançant fresat i tornejat CNC.Seleccionar l'adequat per a la vostra aplicació pot ser tot un repte, i entendre els avantatges i els millors usos de cada material disponible pot ser crucial.
En aquest article, comparem els materials CNC més comuns, en termes de propietats mecàniques i tèrmiques, cost i aplicacions típiques (i òptimes).
Com seleccioneu els materials CNC adequats?
Quan esteu dissenyant una peça per ser mecanitzada CNC, és essencial triar els materials adequats.Aquests són els passos bàsics que recomanem seguir per seleccionar els materials adequats per a les vostres peces personalitzades.
Definiu els requisits del material: poden incloure requisits mecànics, tèrmics o d'altres materials, així com el cost i l'acabat de la superfície.Penseu en com utilitzareu les vostres peces i en quin tipus d'entorn es trobaran.
Identifiqueu els materials candidats: indiqueu alguns materials candidats que compleixin tots (o la majoria) dels vostres requisits de disseny.
Seleccioneu el material més adequat: normalment es requereix aquí un compromís entre dos o més dels requisits de disseny (per exemple, rendiment mecànic i cost).
En aquest article, ens centrarem en el segon pas.Amb la informació que es presenta a continuació, podeu identificar els materials més adequats per a la vostra aplicació, mantenint el vostre projecte en un pressupost.
Quines són les directrius de Hubs per triar materials per CNC?
A les taules següents, resumim les característiques rellevants dels materials CNC més comuns, reunides examinant les fitxes de dades proporcionades pels fabricants de materials.Dividim els metalls i els plàstics en dues categories diferents.
Els metalls s'utilitzen principalment en aplicacions que requereixen una gran resistència, duresa i resistència tèrmica.Els plàstics són materials lleugers amb una àmplia gamma de propietats físiques, sovint utilitzats per la seva resistència química i capacitats d'aïllament elèctric.
En la nostra comparació de materials CNC, ens centrem en la resistència mecànica (expressada com a resistència a la tracció), la mecanització (la facilitat de mecanitzat afecta els preus del CNC), el cost, la duresa (principalment per als metalls) i la resistència a la temperatura (principalment per als plàstics).
Aquí teniu una infografia que podeu utilitzar com a referència ràpida per identificar ràpidament els materials CNC que s'adaptin a necessitats específiques d'enginyeria:
Què és l'alumini?L'aliatge robust i econòmic
Un component fet d'alumini 6061
Els aliatges d'alumini tenen una excel·lent relació resistència-pes, alta conductivitat tèrmica i elèctrica i protecció natural contra la corrosió.Són fàcils de mecanitzar i són rendibles a granel, la qual cosa sovint els converteix en l'opció més econòmica per produir prototips i altres tipus de peces.
Tot i que els aliatges d'alumini solen tenir menor resistència i duresa que els acers, però es poden anoditzar, creant una capa dura i protectora a la seva superfície.
Desglossem els diferents tipus d'aliatges d'alumini.
❖ L'alumini 6061 és l'aliatge d'alumini d'ús general més comú, amb una bona relació resistència-pes i una excel·lent mecanització.
❖ L'alumini 6082 té una composició i propietats de material similars al 6061. S'utilitza més habitualment a Europa (ja que compleix els estàndards britànics).
❖ L'alumini 7075 és l'aliatge més utilitzat en aplicacions aeroespacials on la reducció de pes és crítica.Té excel·lents propietats de fatiga i es pot tractar tèrmicament amb una gran resistència i duresa, cosa que el fa comparable als acers.
❖ L'alumini 5083 té una resistència més alta que la majoria dels altres aliatges d'alumini i una resistència excepcional a l'aigua de mar.Això fa que sigui òptim per a la construcció i les aplicacions marines.També és una excel·lent opció per a la soldadura.
Característiques del material:
❖ Densitat típica d'aliatges d'alumini: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Es pot anoditzar
❖ No magnètic
Què és l'acer inoxidable?L'aliatge fort i durador
Una peça feta d'acer inoxidable 304
Els aliatges d'acer inoxidable tenen una gran resistència, alta ductilitat, excel·lent resistència al desgast i a la corrosió i es poden soldar, mecanitzar i polir fàcilment.Segons la seva composició, poden ser (essencialment) no magnètics o magnètics.
Desglossem els tipus d'acer inoxidable que oferim a la plataforma.
❖ L'acer inoxidable 304 és l'aliatge d'acer inoxidable més comú.Té unes excel·lents propietats mecàniques i una bona mecanització.És resistent a la majoria de condicions ambientals i mitjans corrosius.
❖ L'acer inoxidable 316 és un altre aliatge d'acer inoxidable comú amb propietats mecàniques similars a la del 304. No obstant això, té una major resistència a la corrosió i química, especialment a solucions salines (per exemple, aigua de mar), per la qual cosa sovint és millor per fer front a entorns més durs.
❖ L'acer inoxidable 2205 Duplex té la màxima resistència (el doble que els aliatges comuns d'acer inoxidable) i una excel·lent resistència a la corrosió.S'utilitza en entorns extrems, amb moltes aplicacions en petroli i gas.
❖ L'acer inoxidable 303 té una duresa excel·lent, però una menor resistència a la corrosió en comparació amb el 304. A causa de la seva excel·lent mecanabilitat, s'utilitza sovint en aplicacions de gran volum, com ara la producció de femelles i cargols per a l'aeronàutica.
❖ L'acer inoxidable 17-4 (grau SAE 630) té propietats mecàniques comparables al 304. Pot ser endurit per precipitació a un grau molt alt (comparable als acers per a eines) i té una excel·lent resistència química, el que el fa apte per a aplicacions de molt alt rendiment, com ara la fabricació de pales per a aerogeneradors.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Aliatges d'acer inoxidable no magnètics: 304, 316, 303
❖ Aliatges magnètics d'acer inoxidable: 2205 Duplex, 17-4
Què és l'acer suau?L'aliatge d'ús general
Una peça feta d'acer suau 1018
Acers suaustambé es coneixen com acers baixos en carboni i tenen bones propietats mecàniques, gran maquinabilitat i bona soldabilitat.Com que tenen un cost relativament baix, els fabricants els utilitzen per a moltes aplicacions de propòsit general, com ara plantilles i accessoris.Els acers suaus són susceptibles a la corrosió i danys químics.
Desglossem els tipus d'acers suaus disponibles a la plataforma.
❖ L'acer suau 1018 és un aliatge d'ús general amb bona mecanització i soldabilitat i una excel·lent tenacitat, resistència i duresa.És l'aliatge d'acer suau més utilitzat.
❖ L'acer suau 1045 és un acer de carboni mitjà amb bona soldabilitat, bona mecanització i alta resistència i resistència a l'impacte.
❖ L'acer suau A36 és un acer estructural comú amb bona soldabilitat.És adequat per a una varietat d'aplicacions industrials i de construcció.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnètic
Què és l'acer aliat?L'aliatge més resistent i resistent al desgast
Una peça feta d'acer aliat
Els acers d'aliatge contenen altres elements d'aliatge a més del carboni, el que resulta en una millora de la duresa, la tenacitat, la fatiga i la resistència al desgast.De manera similar als acers suaus, els acers aliats són susceptibles a la corrosió i als atacs de productes químics
❖ L'acer d'aliatge 4140 té bones propietats mecàniques globals, amb bona resistència i tenacitat.Aquest aliatge és adequat per a moltes aplicacions industrials, però no es recomana per a la soldadura.
❖ L'acer d'aliatge 4340 es pot tractar tèrmicament amb alts nivells de resistència i duresa, mantenint la seva bona tenacitat, resistència al desgast i resistència a la fatiga.Aquest aliatge és soldable.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnètic
Què és l'acer per a eines?L'aliatge excepcionalment resistent i resistent
Una peça mecanitzada amb acer per a eines
Acers per a einessón aliatges metàl·lics amb una duresa, rigidesa, abrasió i resistència tèrmica excepcionalment alta, sempre que pateixintractament tèrmic.S'utilitzen per crear eines de fabricació (d'aquí el nom) com matrius, segells i motlles.
Desglossem els acers per a eines que oferim a Hubs.
❖ L'acer per eines D2 és un aliatge resistent al desgast que conserva la seva duresa fins a una temperatura de 425°C.S'utilitza habitualment per fabricar eines de tall i matrius.
❖ L'acer per eines A2 és un acer per eines d'ús general endurit a l'aire amb una bona tenacitat i una excel·lent estabilitat dimensional a temperatures elevades.S'utilitza habitualment per fabricar matrius d'emmotllament per injecció.
❖ L'acer per eines O1 és un aliatge endurit amb oli amb una alta duresa de 65 HRC.S'utilitza habitualment per a ganivets i eines de tall.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 7,8 g/cm3
❖ Duresa típica: 45-65 HRC
Què és el llautó?L'aliatge conductor i cosmètic
Una peça de llautó C36000
Llautóés un aliatge metàl·lic amb una bona mecanització i una excel·lent conductivitat elèctrica, el que el fa ideal per a aplicacions que requereixen una baixa fricció.Sovint trobareu peces de llautó cosmètics utilitzades amb finalitats arquitectòniques (detalls daurats).
Aquí teniu el llautó que oferim a Hubs.
❖ El llautó C36000 és un material amb alta resistència a la tracció i resistència natural a la corrosió.És un dels materials més fàcils de mecanitzar, per la qual cosa s'utilitza sovint per a aplicacions de gran volum.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 8,4-8,7 g/cm3
❖ No magnètic
Què és l'ABS?El termoplàstic de prototipatge
Una peça feta d'ABS
ABSés un dels materials termoplàstics més comuns que ofereix bones propietats mecàniques, excel·lent resistència a l'impacte, alta resistència a la calor i bona mecanització.
L'ABS té una densitat baixa, el que el fa ideal per a aplicacions lleugeres.Les peces d'ABS mecanitzades per CNC s'utilitzen sovint com a prototips abans de la producció en massa amb emmotllament per injecció.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 1,00-1,05 g/cm3
Què és el niló?El termoplàstic d'enginyeria
Una peça feta de niló
Niló(també conegut com a poliamida (PA)) és un termoplàstic que s'utilitza sovint per a aplicacions d'enginyeria, a causa de les seves excel·lents propietats mecàniques, bona resistència a l'impacte i alta resistència química i a l'abrasió.És susceptible a l'absorció d'aigua i humitat.
El niló 6 i el niló 66 són els graus més utilitzats en el mecanitzat CNC.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 1,14 g/cm3
Què és el policarbonat?El termoplàstic amb resistència a l'impacte
Una peça fabricada amb policarbonat
El policarbonat és un termoplàstic amb alta tenacitat, bona mecanització i excel·lent resistència a l'impacte (millor que l'ABS).Normalment és transparent, però es pot tenyir amb una varietat de colors.Aquests factors el fan ideal per a una àmplia gamma d'aplicacions, com ara dispositius fluídics o envidraments d'automòbils.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 1,20-1,22 g/cm3
Què és POM (Delrin)?El plàstic CNC més mecanitzable
Una peça feta de POM (Delrin)
El POM es coneix comunament amb el nom comercial Delrin, i és un termoplàstic d'enginyeria amb la mecanització més alta entre els plàstics.
POM (Delrin) és sovint la millor opció per mecanitzar peces de plàstic CNC que requereixen alta precisió, alta rigidesa, baixa fricció, excel·lent estabilitat dimensional a temperatures elevades i molt baixa absorció d'aigua.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 1,40-1,42 g/cm3
Què és el PTFE (tefló)?El termoplàstic de temperatura extrema
Una peça feta de PTFE
PTFE, conegut comunament com a tefló, és un termoplàstic d'enginyeria amb una excel·lent resistència química i tèrmica i el coeficient de fricció més baix de qualsevol sòlid conegut.És un dels pocs plàstics que pot suportar temperatures de funcionament superiors als 200 graus centígrads i és un excel·lent aïllant elèctric.També té propietats mecàniques pures i sovint s'utilitza com a revestiment o inserció en un conjunt.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 2,2 g/cm3
Què és HDPE?El termoplàstic exterior i canonades
Una peça feta amb HDPE
Polietilè d'alta densitat (HDPE)és un termoplàstic amb una alta relació resistència-pes, alta resistència a l'impacte i bona resistència a la intempèrie.L'HDPE és lleuger i és adequat per a ús a l'aire lliure i canonades.Com l'ABS, sovint s'utilitza per crear prototips abans de l'emmotllament per injecció.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 0,93-0,97 g/cm3
Què és el PEEK?El plàstic per substituir el metall
Una peça fabricada amb PEEK
ULLADAés un termoplàstic d'enginyeria d'alt rendiment amb excel·lents propietats mecàniques, estabilitat tèrmica en un rang molt ampli de temperatures i una excel·lent resistència a la majoria de productes químics.
El PEEK s'utilitza sovint per substituir peces metàl·liques a causa de la seva alta relació resistència/pes.També hi ha disponibles graus mèdics, cosa que fa que el PEEK sigui adequat també per a aplicacions biomèdiques.
Característiques del material:
❖ Densitat típica: 1,32 g/cm3
Preguntes freqüents
❖ Quins avantatges té el mecanitzat CNC amb metalls?
Els metalls són ideals per a aplicacions de fabricació que requereixen una gran resistència, duresa i/o resistències fiables a temperatures extremes.
Font de l'article:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Hora de publicació: 10-maig-2023