Deze uitgebreide gids vergelijkt de 25 meest voorkomende materialen die worden gebruikt bij CNC-bewerkingen en helpt u bij het kiezen van de juiste voor uw toepassing.
CNC-bewerking kan onderdelen produceren van bijna elk metaal of plastic.Daarom is er een enorm scala aan materialen beschikbaar voor onderdelen die worden geproduceerd via CNC-frezen en -draaien.Het kan een behoorlijke uitdaging zijn om de juiste keuze te maken voor uw toepassing, en het begrijpen van de voordelen en het beste gebruik van elk beschikbaar materiaal kan van cruciaal belang zijn.
In dit artikel vergelijken we de meest voorkomende CNC-materialen, op het gebied van mechanische en thermische eigenschappen, kosten en typische (en optimale) toepassingen.
Hoe selecteer je de juiste CNC-materialen?
Wanneer u een onderdeel ontwerpt dat CNC-gefreesd moet worden, is de keuze van de juiste materialen essentieel.Hier zijn de basisstappen die we aanbevelen om de juiste materialen voor uw op maat gemaakte onderdelen te selecteren.
Definieer de materiaalvereisten: Dit kunnen mechanische, thermische of andere materiaalvereisten zijn, evenals kosten en oppervlakteafwerking.Bedenk hoe u uw onderdelen gaat gebruiken en in wat voor soort omgeving ze zich zullen bevinden.
Identificeer kandidaat-materialen: stel een paar kandidaat-materialen vast die aan alle (of de meeste) van uw ontwerpvereisten voldoen.
Selecteer het meest geschikte materiaal: hier is meestal een compromis vereist tussen twee of meer van de ontwerpvereisten (bijvoorbeeld mechanische prestaties en kosten).
In dit artikel zullen we ons concentreren op stap twee.Met behulp van de onderstaande informatie kunt u de materialen identificeren die het meest geschikt zijn voor uw toepassing, terwijl u uw project binnen het budget houdt.
Wat zijn de richtlijnen van Hubs voor het kiezen van materialen voor CNC?
In de onderstaande tabellen vatten we de relevante kenmerken van de meest voorkomende CNC-materialen samen, verzameld door de datasheets van de materiaalfabrikanten te bekijken.We splitsen metalen en kunststoffen op in twee verschillende categorieën.
Metalen worden voornamelijk gebruikt in toepassingen die een hoge sterkte, hardheid en thermische weerstand vereisen.Kunststoffen zijn lichtgewicht materialen met een breed scala aan fysische eigenschappen, vaak gebruikt vanwege hun chemische weerstand en elektrische isolatie.
Bij onze vergelijking van CNC-materialen richten we ons op mechanische sterkte (uitgedrukt als treksterkte), bewerkbaarheid (het gemak van bewerking beïnvloedt CNC-prijzen), kosten, hardheid (voornamelijk voor metalen) en temperatuurbestendigheid (voornamelijk voor kunststoffen).
Hier is een infographic die u kunt gebruiken als een snelle referentie om snel CNC-materialen te identificeren die aan specifieke technische behoeften voldoen:
Wat is aluminium?De robuuste, economische legering
Een onderdeel gemaakt van Aluminium 6061
Aluminiumlegeringen hebben een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding, een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid en natuurlijke bescherming tegen corrosie.Ze zijn gemakkelijk te bewerken en kostenefficiënt in bulk, waardoor ze vaak de meest economische optie zijn voor het produceren van prototypes en andere soorten onderdelen.
Hoewel aluminiumlegeringen doorgaans een lagere sterkte en hardheid hebben dan staal, kunnen ze worden geanodiseerd, waardoor een harde, beschermende laag op hun oppervlak ontstaat.
Laten we de verschillende soorten aluminiumlegeringen opsplitsen.
❖ Aluminium 6061 is de meest voorkomende aluminiumlegering voor algemeen gebruik, met een goede sterkte-gewichtsverhouding en uitstekende bewerkbaarheid.
❖ Aluminium 6082 heeft een vergelijkbare samenstelling en materiaaleigenschappen als 6061. Het wordt vaker gebruikt in Europa (omdat het voldoet aan de Britse normen).
❖ Aluminium 7075 is de legering die het meest wordt gebruikt in ruimtevaarttoepassingen waar gewichtsvermindering cruciaal is.Het heeft uitstekende vermoeiingseigenschappen en kan met warmte worden behandeld tot hoge sterkte en hardheid, waardoor het vergelijkbaar is met staal.
❖ Aluminium 5083 is sterker dan de meeste andere aluminiumlegeringen en uitzonderlijk goed bestand tegen zeewater.Dit maakt het optimaal voor constructie- en maritieme toepassingen.Het is ook een uitstekende keuze voor lassen.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid van aluminiumlegeringen: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Kan worden geanodiseerd
❖ Niet-magnetisch
Wat is roestvrij staal?De sterke, duurzame legering
Een onderdeel gemaakt van RVS 304
Roestvrijstalen legeringen hebben een hoge sterkte, hoge ductiliteit, uitstekende slijtvastheid en corrosiebestendigheid en kunnen gemakkelijk worden gelast, bewerkt en gepolijst.Afhankelijk van hun samenstelling kunnen ze (in wezen) niet-magnetisch of magnetisch zijn.
Laten we eens kijken naar de soorten roestvrij staal die we op het platform aanbieden.
❖ Roestvrij staal 304 is de meest voorkomende roestvrij staallegering.Het heeft uitstekende mechanische eigenschappen en goede bewerkbaarheid.Het is bestand tegen de meeste omgevingsomstandigheden en corrosieve media.
❖ Roestvrij staal 316 is een andere veel voorkomende roestvrij staallegering met vergelijkbare mechanische eigenschappen als 304. Het heeft echter een hogere corrosie- en chemische weerstand, vooral tegen zoutoplossingen (bijvoorbeeld zeewater), dus het is vaak beter voor het omgaan met ruwere omgevingen.
❖ Roestvrij staal 2205 Duplex heeft de hoogste sterkte (twee keer die van gewone legeringen van roestvrij staal) en uitstekende weerstand tegen corrosie.Het wordt gebruikt in extreme omgevingen, met veel toepassingen in olie en gas.
❖ Roestvast staal 303 heeft een uitstekende taaiheid, maar een lagere corrosieweerstand in vergelijking met 304. Vanwege de uitstekende bewerkbaarheid wordt het vaak gebruikt in toepassingen met grote volumes, zoals het produceren van moeren en bouten voor de ruimtevaart.
❖ Roestvast staal 17-4 (SAE-klasse 630) heeft mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met 304. Het kan in zeer hoge mate door precipitatie worden gehard (vergelijkbaar met gereedschapsstaal) en heeft een uitstekende chemische weerstand, waardoor het geschikt is voor toepassingen met zeer hoge prestaties. zoals het maken van wieken voor windturbines.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Niet-magnetische legeringen van roestvrij staal: 304, 316, 303
❖ Magnetische legeringen van roestvrij staal: 2205 Duplex, 17-4
Wat is zacht staal?De legering voor algemeen gebruik
Een onderdeel gemaakt van zacht staal 1018
Zacht staalstaan ook bekend als koolstofarme staalsoorten en hebben goede mechanische eigenschappen, goede bewerkbaarheid en goede lasbaarheid.Omdat ze relatief goedkoop zijn, gebruiken fabrikanten ze voor veel algemene toepassingen, zoals mallen en armaturen.Zacht staal is gevoelig voor corrosie en chemische schade.
Laten we de soorten zacht staal opsplitsen die op het platform beschikbaar zijn.
❖ Vloeistaal 1018 is een legering voor algemeen gebruik met goede bewerkbaarheid en lasbaarheid en uitstekende taaiheid, sterkte en hardheid.Het is de meest gebruikte legering van zacht staal.
❖ Vloeistaal 1045 is een medium koolstofstaal met goede lasbaarheid, goede bewerkbaarheid en hoge sterkte en slagvastheid.
❖ Vloeistaal A36 is een algemeen constructiestaal met goede lasbaarheid.Het is geschikt voor een verscheidenheid aan industriële en bouwtoepassingen.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisch
Wat is gelegeerd staal?De hardere, slijtvaste legering
Een onderdeel gemaakt van gelegeerd staal
Gelegeerd staal bevat naast koolstof ook andere legeringselementen, wat resulteert in verbeterde hardheid, taaiheid, vermoeidheid en slijtvastheid.Net als zacht staal zijn gelegeerd staal gevoelig voor corrosie en aantasting door chemicaliën
❖ Gelegeerd staal 4140 heeft over het algemeen goede mechanische eigenschappen, met een goede sterkte en taaiheid.Deze legering is geschikt voor veel industriële toepassingen, maar wordt niet aanbevolen voor lassen.
❖ Gelegeerd staal 4340 kan met hitte worden behandeld tot hoge niveaus van sterkte en hardheid, met behoud van zijn goede taaiheid, slijtvastheid en vermoeiingssterkte.Deze legering is lasbaar.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnetisch
Wat is gereedschapsstaal?De uitzonderlijk sterke en resistente legering
Een onderdeel vervaardigd uit gereedschapsstaal
Gereedschapsstaalzijn metaallegeringen met een uitzonderlijk hoge hardheid, stijfheid, slijtvastheid en thermische weerstand, zolang ze ondergaanhittebehandeling.Ze worden gebruikt om fabricagetools (vandaar de naam) te maken, zoals matrijzen, stempels en mallen.
Laten we de gereedschapsstaalsoorten die we bij Hubs aanbieden opsplitsen.
❖ Gereedschapsstaal D2 is een slijtvaste legering die zijn hardheid behoudt tot een temperatuur van 425°C.Het wordt vaak gebruikt om snijgereedschappen en matrijzen te vervaardigen.
❖ Gereedschapsstaal A2 is een luchtgehard universeel gereedschapsstaal met een goede taaiheid en uitstekende maatvastheid bij verhoogde temperaturen.Het wordt vaak gebruikt om spuitgietmatrijzen te vervaardigen.
❖ Gereedschapsstaal O1 is een in olie geharde legering met een hoge hardheid van 65 HRC.Het wordt vaak gebruikt voor messen en snijgereedschappen.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 7,8 g/cm3
❖ Typische hardheid: 45-65 HRC
Wat is messing?De geleidende en cosmetische legering
Een messing C36000 onderdeel
Messingis een metaallegering met goede bewerkbaarheid en uitstekende elektrische geleidbaarheid, waardoor het ideaal is voor toepassingen die een lage wrijving vereisen.U zult vaak cosmetische koperen onderdelen vinden die voor architectonische doeleinden worden gebruikt (gouden details).
Dit is het koper dat we aanbieden bij Hubs.
❖ Messing C36000 is een materiaal met een hoge treksterkte en natuurlijke corrosieweerstand.Het is een van de gemakkelijkst bewerkbare materialen en wordt daarom vaak gebruikt voor toepassingen met grote volumes.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Niet-magnetisch
Wat is ABS?De prototype thermoplast
Een onderdeel gemaakt van ABS
buikspierenis een van de meest voorkomende thermoplastische materialen met goede mechanische eigenschappen, uitstekende slagvastheid, hoge hittebestendigheid en goede bewerkbaarheid.
ABS heeft een lage dichtheid, waardoor het ideaal is voor lichtgewicht toepassingen.CNC-gefreesde ABS-onderdelen worden vaak gebruikt als prototypes voorafgaand aan massaproductie met spuitgieten.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 1,00-1,05 g/cm3
Wat is nylon?De technische thermoplast
Een onderdeel gemaakt van nylon
Nylon(ook bekend als polyamide (PA)) is een thermoplast die vaak wordt gebruikt voor technische toepassingen vanwege de uitstekende mechanische eigenschappen, goede slagvastheid en hoge chemische en slijtvastheid.Het is gevoelig voor water- en vochtopname.
Nylon 6 en nylon 66 zijn de soorten die het meest worden gebruikt bij CNC-bewerkingen.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 1,14 g/cm3
Wat is polycarbonaat?De thermoplast met slagvastheid
Een onderdeel gemaakt van polycarbonaat
Polycarbonaat is een thermoplast met een hoge taaiheid, goede bewerkbaarheid en uitstekende slagvastheid (beter dan ABS).Het is meestal transparant, maar kan in verschillende kleuren worden geverfd.Deze factoren maken het ideaal voor een breed scala aan toepassingen, waaronder vloeibare apparaten of autoruiten.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 1,20-1,22 g/cm3
Wat is POM (Delrin)?Het meest bewerkbare CNC-kunststof
Een onderdeel gemaakt van POM (Delrin)
POM is algemeen bekend onder de commerciële naam Delrin en het is een technische thermoplast met de hoogste bewerkbaarheid onder de kunststoffen.
POM (Delrin) is vaak de beste keuze bij CNC-bewerkingen van kunststof onderdelen die een hoge precisie, hoge stijfheid, lage wrijving, uitstekende maatvastheid bij verhoogde temperaturen en een zeer lage wateropname vereisen.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 1,40-1,42 g/cm3
Wat is PTFE (teflon)?De extreme temperatuur thermoplast
Een onderdeel gemaakt van PTFE
PTFE, algemeen bekend als Teflon, is een technische thermoplast met uitstekende chemische en thermische weerstand en de laagste wrijvingscoëfficiënt van alle bekende vaste stoffen.Het is een van de weinige kunststoffen die bestand is tegen bedrijfstemperaturen boven de 200 graden Celsius en is een uitstekende elektrische isolator.Het heeft ook puur mechanische eigenschappen en wordt vaak gebruikt als voering of inzetstuk in een assemblage.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 2,2 g/cm3
Wat is HDPE?De outdoor & piping thermoplast
Een onderdeel gemaakt van HDPE
Polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE)is een thermoplast met een hoge sterkte-gewichtsverhouding, hoge slagvastheid en goede weersbestendigheid.HDPE is licht van gewicht en geschikt voor buitengebruik en leidingen.Net als ABS wordt het vaak gebruikt om prototypes te maken vóór het spuitgieten.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 0,93-0,97 g/cm3
Wat is PEEK?Het plastic om metaal te vervangen
Een onderdeel vervaardigd uit PEEK
KIJKJEis een hoogwaardige technische thermoplast met uitstekende mechanische eigenschappen, thermische stabiliteit over een zeer breed temperatuurbereik en uitstekende weerstand tegen de meeste chemicaliën.
PEEK wordt vaak gebruikt om metalen onderdelen te vervangen vanwege de hoge sterkte-gewichtsverhouding.Er zijn ook medische kwaliteiten beschikbaar, waardoor PEEK ook geschikt is voor biomedische toepassingen.
Materiële kenmerken:
❖ Typische dichtheid: 1,32 g/cm3
Veel Gestelde Vragen
❖ Wat zijn de voordelen van CNC-bewerking met metalen?
Metalen zijn ideaal voor productietoepassingen die een hoge sterkte, hardheid en/of betrouwbare weerstand tegen extreme temperaturen vereisen.
De bron van het artikel:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Posttijd: 10 mei 2023