Ovaj sveobuhvatni vodič uspoređuje 25 najčešćih materijala koji se koriste u CNC obradi i pomaže vam odabrati onaj pravi za vašu primjenu.
CNC strojna obrada može proizvesti dijelove od gotovo bilo kojeg metala ili plastike.Budući da je to tako, postoji ogroman izbor materijala dostupnih za dijelove proizvedene putem CNC glodanja i tokarenja.Odabir pravog za vašu primjenu može biti pravi izazov, a razumijevanje prednosti i najbolje upotrebe svakog dostupnog materijala može biti ključno.
U ovom članku uspoređujemo 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 strojnu obradu, odabir pravih materijala je bitan.Ovdje su osnovni koraci koje preporučujemo da slijedite kako biste odabrali prave materijale za svoje prilagođene dijelove.
Definirajte materijalne zahtjeve: oni mogu uključivati mehaničke, toplinske ili druge materijalne zahtjeve, kao i cijenu i površinsku obradu.Razmislite kako ćete koristiti svoje dijelove i u kakvom će okruženju biti.
Identificirajte potencijalne materijale: označite nekoliko kandidata za materijale koji ispunjavaju sve (ili većinu) vaših zahtjeva za dizajn.
Odaberite najprikladniji materijal: ovdje je obično potreban kompromis između dva ili više zahtjeva dizajna (na primjer, mehanička izvedba i cijena).
U ovom ćemo se članku usredotočiti na drugi korak.Koristeći podatke predstavljene u nastavku, možete identificirati materijale koji su najprikladniji za vašu primjenu, a da pritom svoj projekt držite u proračunu.
Koje su Hubsove smjernice za odabir materijala za CNC?
U tablicama u nastavku sažimamo relevantne karakteristike najčešćih CNC materijala, prikupljene ispitivanjem podatkovnih tablica 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 rasponom fizičkih svojstava, koji se često koristi zbog svoje kemijske otpornosti i električne izolacije.
U našoj usporedbi CNC materijala usredotočeni smo na mehaničku čvrstoću (izraženu kao vlačna granica tečenja), obradivost (lakoća strojne obrade utječe na cijene CNC-a), cijenu, tvrdoću (uglavnom za metale) i otpornost na temperaturu (uglavnom za plastiku).
Evo infografike koju možete koristiti kao brzu referencu za brzo prepoznavanje CNC materijala koji odgovaraju određenim inženjerskim potrebama:
Što je aluminij?Robusna, ekonomična legura
Komponenta izrađena od aluminija 6061
Aluminijske legure imaju izvrstan omjer čvrstoće i težine, visoku toplinsku i električnu vodljivost te prirodnu zaštitu od korozije.Jednostavni su za strojnu obradu i isplativi su u masovnoj proizvodnji, što ih često čini najekonomičnijom opcijom za proizvodnju prototipova i drugih vrsta dijelova.
Dok aluminijske legure obično imaju nižu čvrstoću i tvrdoću od čelika, ali se mogu anodizirati, stvarajući tvrdi, zaštitni sloj na njihovoj površini.
Razdvojimo različite vrste aluminijskih legura.
❖ Aluminij 6061 je najčešća aluminijska legura opće uporabe, s dobrim omjerom čvrstoće i težine i izvrsnom obradivošću.
❖ Aluminij 6082 ima sličan sastav i svojstva materijala kao 6061. Češće se koristi u Europi (jer je u skladu s britanskim standardima).
❖ Aluminij 7075 je legura koja se najčešće koristi u zrakoplovnim primjenama gdje je smanjenje težine kritično.Ima izvrsna svojstva zamora i može se toplinski obraditi do visoke čvrstoće i tvrdoće, što ga čini usporedivim s čelicima.
❖ Aluminij 5083 ima veću čvrstoću od većine drugih aluminijskih legura i izuzetnu otpornost na morsku vodu.To ga čini optimalnim za građevinsku i pomorsku primjenu.Također je odličan izbor za zavarivanje.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća aluminijskih legura: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Može se anodizirati
❖ Nemagnetski
Što je nehrđajući čelik?Jaka, izdržljiva legura
Dio izrađen od nehrđajućeg čelika 304
Legure nehrđajućeg čelika imaju visoku čvrstoću, visoku duktilnost, izvrsnu otpornost na habanje i koroziju i mogu se lako zavarivati, strojno obrađivati i polirati.Ovisno o svom sastavu, mogu biti ili (u suštini) nemagnetični ili magnetski.
Razdvojimo vrste nehrđajućeg čelika koje nudimo na platformi.
❖ Nehrđajući čelik 304 najčešća je legura nehrđajućeg čelika.Ima izvrsna mehanička svojstva i dobru obradivost.Otporan je na većinu uvjeta 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 oštrijim okruženjima.
❖ Nehrđajući čelik 2205 Duplex ima najveću čvrstoću (dvostruko veću od uobičajenih legura nehrđajućeg čelika) i izvrsnu otpornost na koroziju.Koristi se u ekstremnim okruženjima, s mnogim primjenama u nafti i plinu.
❖ Nehrđajući čelik 303 ima izvrsnu žilavost, ali nižu otpornost na koroziju u usporedbi s 304. Zbog izvrsne obradivosti, često se koristi u primjenama velikih količina, kao što je proizvodnja matica i vijaka za zrakoplovstvo.
❖ Nehrđajući čelik 17-4 (SAE stupanj 630) ima mehanička svojstva usporediva s 304. Može se očvrsnuti taloženjem do vrlo visokog stupnja (usporedivo s alatnim čelicima) i ima izvrsnu kemijsku otpornost, što ga čini prikladnim za primjene s vrlo visokim učinkom, kao što je proizvodnja lopatica za vjetroturbine.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Nemagnetske legure nehrđajućeg čelika: 304, 316, 303
❖ Magnetske legure nehrđajućeg čelika: 2205 Duplex, 17-4
Što je meki čelik?Legura opće namjene
Dio izrađen od mekog čelika 1018
Blagi čelicisu također poznati kao niskougljični čelici i imaju dobra mehanička svojstva, dobru obradivost i dobru zavarljivost.Budući da su relativno niske cijene, proizvođači ih koriste za mnoge primjene opće namjene, poput šablona i učvršćenja.Blagi čelici osjetljivi su na koroziju i kemijska oštećenja.
Razdvojimo vrste mekog čelika dostupne na platformi.
❖ Blagi čelik 1018 je legura opće uporabe s dobrom obradivošću i zavarljivošću te izvrsnom žilavošću, čvrstoćom i tvrdoćom.To je najčešće korištena legura mekog čelika.
❖ Blagi čelik 1045 je srednje ugljični čelik s dobrom zavarljivošću, dobrom obradivošću i velikom čvrstoćom i otpornošću na udarce.
❖ Blagi čelik A36 uobičajeni je konstrukcijski čelik s dobrom zavarljivošću.Pogodan je za različite industrijske i građevinske primjene.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetski
Što 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, otpornošću na zamor i trošenje.Slično mekim čelicima, legirani čelici osjetljivi su na koroziju i napade kemikalija
❖ Legirani čelik 4140 ima dobra ukupna mehanička svojstva, uz dobru čvrstoću i žilavost.Ova je legura prikladna za mnoge industrijske primjene, ali se ne preporučuje za zavarivanje.
❖ Legirani čelik 4340 može se toplinski obraditi do visoke razine čvrstoće i tvrdoće, uz zadržavanje svoje dobre žilavosti, otpornosti na trošenje i čvrstoće na zamor.Ova legura je zavariva.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetski
Što je alatni čelik?Izuzetno čvrsta i otporna legura
Dio izrađen od alatnog čelika
Alatni čelicisu metalne legure s iznimno visokom tvrdoćom, krutošću, abrazijom i toplinskom otpornošću, sve dok se podvrgavajutoplinska obrada.Koriste se za izradu alata za proizvodnju (otuda i naziv) kao što su matrice, žigovi i kalupi.
Razdvojimo alatne čelike koje nudimo u Hubovima.
❖ Alatni čelik D2 je legura otporna na habanje koja zadržava svoju tvrdoću do temperature od 425°C.Obično se koristi za proizvodnju alata za rezanje i matrica.
❖ Alatni čelik A2 je zrakom kaljen alatni čelik opće namjene s dobrom žilavošću i izvrsnom dimenzionalnom stabilnošću na povišenim temperaturama.Obično se koristi za proizvodnju kalupa za injekcijsko prešanje.
❖ Alatni čelik O1 je legura kaljena u ulju visoke tvrdoće od 65 HRC.Obično se koristi za noževe i alate za rezanje.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 7,8 g/cm3
❖ Tipična tvrdoća: 45-65 HRC
Što je mjed?Vodljiva i kozmetička legura
Dio od mesinga C36000
Mjedje metalna legura dobre obradivosti i izvrsne električne vodljivosti, što je čini idealnom za primjene koje zahtijevaju nisko trenje.Često ćete pronaći kozmetičke dijelove od mesinga koji se koriste u arhitektonske svrhe (zlatni detalji).
Evo mjedi koju nudimo u Hubsu.
❖ Mesing C36000 je materijal visoke vlačne čvrstoće i prirodne otpornosti na koroziju.To je jedan od materijala koji se najlakše obradi, pa se često koristi za velike količine.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Nemagnetski
Što je ABS?Prototip termoplasta
Dio izrađen od ABS-a
ABSje jedan od najčešćih termoplastičnih materijala koji nudi dobra mehanička svojstva, izvrsnu udarnu čvrstoću, visoku otpornost na toplinu i dobru obradivost.
ABS ima nisku gustoću, što ga čini idealnim za lagane aplikacije.CNC strojno obrađeni ABS dijelovi često se koriste kao prototipovi prije masovne proizvodnje injekcijskim prešanjem.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 1,00-1,05 g/cm3
Što je najlon?Inženjerska termoplastika
Dio izrađen od najlona
Najlon(aka poliamid (PA)) je termoplast koji se često koristi u inženjerskim primjenama, zbog svojih izvrsnih mehaničkih svojstava, dobre udarne čvrstoće i visoke otpornosti na kemikalije i abraziju.Podložan je upijanju vode i vlage.
Najlon 6 i najlon 66 su tipovi koji se najčešće koriste u CNC obradi.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 1,14 g/cm3
Što je polikarbonat?Termoplast s otpornošću na udarce
Dio izrađen od polikarbonata
Polikarbonat je termoplastika visoke žilavosti, dobre obradivosti i izvrsne udarne čvrstoće (bolja od ABS-a).Obično je proziran, ali se može obojiti u različite boje.Ovi ga čimbenici čine idealnim za širok raspon primjena, uključujući fluidne uređaje ili automobilska stakla.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 1,20-1,22 g/cm3
Što je POM (Delrin)?Najprikladnija CNC plastika
Dio od POM-a (Delrin)
POM je općenito poznat pod komercijalnim nazivom Delrin, a riječ je o inženjerskoj termoplastici s najvećom obradivošću među plastikama.
POM (Delrin) je često najbolji izbor pri CNC obradi plastičnih dijelova koji zahtijevaju visoku preciznost, visoku krutost, nisko trenje, izvrsnu dimenzijsku stabilnost pri povišenim temperaturama i vrlo nisko upijanje vode.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 1,40-1,42 g/cm3
Što je PTFE (teflon)?Termoplastika za ekstremne temperature
Dio izrađen od PTFE
PTFE, obično poznat kao teflon, inženjerska je termoplastika s izvrsnom kemijskom i toplinskom otpornošću i najnižim koeficijentom trenja od svih poznatih čvrstih tvari.To je jedna od rijetkih vrsta plastike koja može izdržati radne temperature iznad 200 stupnjeva Celzijusa i izvanredan je električni izolator.Također ima čista mehanička svojstva i često se koristi kao obloga ili umetak u sklopu.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 2,2 g/cm3
Što je HDPE?Termoplast za vanjske radove i cijevi
Dio izrađen od HDPE
Polietilen visoke gustoće (HDPE)je termoplast s visokim omjerom čvrstoće i težine, velikom otpornošću na udarce i dobrom otpornošću na vremenske uvjete.HDPE je lagan i prikladan za vanjsku upotrebu i cjevovode.Kao i ABS, često se koristi za izradu prototipova prije injekcijskog prešanja.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 0,93-0,97 g/cm3
Što je PEEK?Plastika koja zamjenjuje metal
Dio proizveden od PEEK-a
ZAVIRIje inženjerska termoplastika visokih performansi s izvrsnim mehaničkim svojstvima, toplinskom stabilnošću u vrlo širokom rasponu temperatura i izvrsnom otpornošću na većinu kemikalija.
PEEK se često koristi za zamjenu metalnih dijelova zbog visokog omjera čvrstoće i težine.Dostupne su i medicinske kvalitete, što PEEK čini prikladnim i za biomedicinske primjene.
Karakteristike materijala:
❖ Tipična gustoća: 1,32 g/cm3
Često postavljana pitanja
❖ Koje su prednosti CNC obrade metala?
Metali su idealni za proizvodne primjene 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: 10. svibnja 2023