Bagaimanakah anda memilih bahan yang sesuai untuk pemesinan CNC?

Panduan komprehensif ini membandingkan 25 bahan yang paling biasa digunakan dalam pemesinan CNC dan membantu anda memilih yang sesuai untuk aplikasi anda.

Pemesinan CNC boleh menghasilkan bahagian daripada hampir mana-mana logam atau plastik.Dalam keadaan ini, terdapat pelbagai jenis bahan yang tersedia untuk bahagian yang dihasilkan melalui pengilangan dan pemutaran CNC.Memilih yang sesuai untuk aplikasi anda boleh menjadi satu cabaran, dan memahami kelebihan serta penggunaan terbaik setiap bahan yang tersedia boleh menjadi penting.

Dalam artikel ini, kami membandingkan bahan CNC yang paling biasa, dari segi sifat mekanikal dan haba, kos dan aplikasi biasa (dan optimum).

Bagaimanakah anda memilih bahan CNC yang betul?

Apabila anda mereka bentuk bahagian untuk dimesin CNC, pemilihan bahan yang betul adalah penting.Berikut ialah langkah asas yang kami cadangkan untuk memilih bahan yang sesuai untuk bahagian tersuai anda.

Tentukan keperluan bahan: Ini boleh termasuk keperluan mekanikal, haba atau bahan lain, serta kos dan kemasan permukaan.Pertimbangkan cara anda akan menggunakan bahagian anda dan jenis persekitaran yang akan mereka gunakan.

Kenal pasti bahan calon: Sematkan beberapa bahan calon yang memenuhi semua (atau kebanyakan) keperluan reka bentuk anda.

Pilih bahan yang paling sesuai: Kompromi biasanya diperlukan di sini antara dua atau lebih keperluan reka bentuk (contohnya, prestasi mekanikal dan kos).

Dalam artikel ini, kita akan menumpukan pada langkah kedua.Menggunakan maklumat yang dibentangkan di bawah, anda boleh mengenal pasti bahan yang paling sesuai untuk aplikasi anda, sambil memastikan projek anda mengikut bajet.

Apakah garis panduan Hub untuk memilih bahan untuk CNC?

Dalam jadual di bawah, kami meringkaskan ciri-ciri berkaitan bahan CNC yang paling biasa, dikumpulkan dengan memeriksa lembaran data yang disediakan oleh pengeluar bahan.Kami membahagikan logam dan plastik kepada dua kategori berbeza.

Logam digunakan terutamanya dalam aplikasi yang memerlukan kekuatan tinggi, kekerasan dan rintangan haba.Plastik ialah bahan ringan dengan pelbagai sifat fizikal, sering digunakan untuk rintangan kimia dan keupayaan penebat elektrik.

Dalam perbandingan kami bagi bahan CNC, kami memberi tumpuan kepada kekuatan mekanikal (dinyatakan sebagai kekuatan hasil tegangan), kebolehmesinan (kemudahan pemesinan mempengaruhi harga CNC), kos, kekerasan (terutamanya untuk logam) dan rintangan suhu (terutamanya untuk plastik).

Berikut ialah infografik yang boleh anda gunakan sebagai rujukan pantas untuk mengenal pasti bahan CNC yang sesuai dengan keperluan kejuruteraan tertentu dengan pantas:

Apakah aluminium?Aloi yang teguh dan menjimatkan

Komponen yang diperbuat daripada Aluminium 6061

Aloi aluminium mempunyai nisbah kekuatan-ke-berat yang sangat baik, kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi dan perlindungan semula jadi terhadap kakisan.Ia mudah dimesin dan menjimatkan kos secara pukal, selalunya menjadikannya pilihan paling menjimatkan untuk menghasilkan prototaip dan jenis bahagian lain.

Walaupun aloi aluminium biasanya mempunyai kekuatan dan kekerasan yang lebih rendah daripada keluli, tetapi ia boleh dianodkan, mewujudkan lapisan pelindung yang keras pada permukaannya.

Mari kita pecahkan pelbagai jenis aloi aluminium.

❖ Aluminium 6061 ialah aloi aluminium kegunaan umum yang paling biasa, dengan nisbah kekuatan kepada berat yang baik dan kebolehmesinan yang sangat baik.

❖ Aluminium 6082 mempunyai komposisi dan sifat bahan yang serupa dengan 6061. Ia lebih biasa digunakan di Eropah (kerana ia mematuhi Piawaian British).

❖ Aluminium 7075 ialah aloi yang paling biasa digunakan dalam aplikasi aeroangkasa di mana pengurangan berat adalah kritikal.Ia mempunyai sifat keletihan yang sangat baik dan boleh dirawat haba dengan kekuatan dan kekerasan yang tinggi, menjadikannya setanding dengan keluli.

❖ Aluminium 5083 mempunyai kekuatan yang lebih tinggi daripada kebanyakan aloi aluminium lain dan rintangan yang luar biasa terhadap air laut.Ini menjadikannya optimum untuk aplikasi pembinaan dan marin.Ia juga merupakan pilihan yang sangat baik untuk kimpalan.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan tipikal aloi aluminium: 2.65-2.80 g/cm3

❖ Boleh dianodkan

❖ Bukan magnet

Apakah keluli tahan karat?Aloi yang kuat dan tahan lama

Bahagian yang diperbuat daripada Keluli Tahan Karat 304

Aloi keluli tahan karat mempunyai kekuatan tinggi, kemuluran yang tinggi, rintangan haus dan kakisan yang sangat baik dan boleh dikimpal, dimesin dan digilap dengan mudah.Bergantung pada komposisi mereka, mereka boleh sama ada (pada asasnya) bukan magnet atau magnet.

Mari kita pecahkan jenis keluli tahan karat yang kami tawarkan pada platform.

❖ Keluli tahan karat 304 ialah aloi keluli tahan karat yang paling biasa.Ia mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik dan kebolehmesinan yang baik.Ia tahan kepada kebanyakan keadaan persekitaran dan media yang menghakis.

❖ Keluli tahan karat 316 ialah satu lagi aloi keluli tahan karat biasa dengan sifat mekanikal yang serupa dengan 304. Ia mempunyai rintangan kakisan dan kimia yang lebih tinggi, terutamanya kepada larutan garam (contohnya air laut), jadi selalunya ia lebih baik untuk menangani persekitaran yang lebih keras.

❖ Keluli tahan karat 2205 Dupleks mempunyai kekuatan tertinggi (dua kali ganda daripada aloi keluli tahan karat biasa) dan ketahanan yang sangat baik terhadap kakisan.Ia digunakan dalam persekitaran yang melampau, dengan banyak aplikasi dalam Minyak & Gas.

❖ Keluli tahan karat 303 mempunyai keliatan yang sangat baik, tetapi rintangan kakisan yang lebih rendah berbanding dengan 304. Oleh kerana kebolehmesinan yang sangat baik, ia sering digunakan dalam aplikasi volum tinggi, seperti menghasilkan nat dan bolt untuk aeroangkasa.

❖ Keluli tahan karat 17-4 (gred SAE 630) mempunyai sifat mekanikal yang setanding dengan 304. Ia boleh mengeraskan kerpasan ke tahap yang sangat tinggi (setanding dengan keluli alat) dan mempunyai rintangan kimia yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berprestasi tinggi, seperti bilah pembuatan untuk turbin angin.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 7.7-8.0 g/cm3

❖ Aloi keluli tahan karat bukan magnet: 304, 316, 303

❖ Aloi keluli tahan karat magnetik: 2205 Dupleks, 17-4

Apakah keluli lembut?Aloi tujuan am

Bahagian yang diperbuat daripada Mild Steel 1018

Keluli lembutjuga dikenali sebagai keluli karbon rendah dan mempunyai sifat mekanikal yang baik, kebolehmesinan yang hebat dan kebolehkimpalan yang baik.Oleh kerana kosnya agak rendah, pengeluar menggunakannya untuk banyak aplikasi tujuan umum, seperti jig dan lekapan.Keluli lembut mudah terdedah kepada kakisan dan kerosakan kimia.

Mari kita pecahkan jenis keluli lembut yang terdapat pada platform.

❖ Keluli lembut 1018 ialah aloi kegunaan umum dengan kebolehmesinan dan kebolehkimpalan yang baik serta keliatan, kekuatan dan kekerasan yang sangat baik.Ia adalah aloi keluli lembut yang paling biasa digunakan.

❖ Keluli lembut 1045 ialah keluli karbon sederhana dengan kebolehkimpalan yang baik, kebolehmesinan yang baik dan kekuatan tinggi dan rintangan hentaman.

❖ Keluli lembut A36 ialah keluli struktur biasa dengan kebolehkimpalan yang baik.Ia sesuai untuk pelbagai aplikasi perindustrian dan pembinaan.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 7.8-7.9 g/cm3

❖ Magnet

Apakah keluli aloi?Aloi yang lebih keras dan tahan haus

Bahagian yang diperbuat daripada keluli aloi

Keluli aloi mengandungi unsur pengaloian lain sebagai tambahan kepada karbon, menghasilkan kekerasan, keliatan, keletihan dan rintangan haus yang lebih baik.Sama seperti keluli lembut, keluli aloi terdedah kepada kakisan dan serangan daripada bahan kimia

❖ Keluli aloi 4140 mempunyai sifat mekanikal keseluruhan yang baik, dengan kekuatan dan keliatan yang baik.Aloi ini sesuai untuk banyak aplikasi industri tetapi tidak disyorkan untuk kimpalan.

❖ Keluli aloi 4340 boleh dirawat haba pada tahap kekuatan dan kekerasan yang tinggi, sambil mengekalkan keliatan yang baik, rintangan haus dan kekuatan keletihan.Aloi ini boleh dikimpal.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 7.8-7.9 g/cm3

❖ Magnet

Apakah keluli alat?Aloi yang sangat lasak dan tahan

Bahagian yang dimesin daripada keluli alat

Keluli alatadalah aloi logam dengan kekerasan, kekakuan, lelasan dan rintangan haba yang sangat tinggi, selagi ia mengalamirawatan haba.Ia digunakan untuk mencipta alat pembuatan (maka namanya) seperti die, setem dan acuan.

Mari pecahkan keluli alat yang kami tawarkan di Hubs.

❖ Keluli alat D2 ialah aloi tahan haus yang mengekalkan kekerasannya pada suhu 425°C.Ia biasanya digunakan untuk mengeluarkan alat pemotong dan mati.

❖ Keluli alat A2 ialah keluli alat guna am yang dikeraskan udara dengan keliatan yang baik dan kestabilan dimensi yang sangat baik pada suhu tinggi.Ia biasanya digunakan untuk mengeluarkan acuan acuan suntikan.

❖ Keluli alat O1 ialah aloi mengeras minyak dengan kekerasan tinggi 65 HRC.Ia biasanya digunakan untuk pisau dan alat pemotong.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 7.8 g/cm3

❖ Kekerasan biasa: 45-65 HRC

Apa itu tembaga?Aloi konduktif & kosmetik

Bahagian Loyang C36000

Tembagaialah aloi logam dengan kebolehmesinan yang baik dan kekonduksian elektrik yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan geseran yang rendah.Anda selalunya akan menemui bahagian tembaga kosmetik yang digunakan untuk tujuan seni bina (perincian emas).

Inilah loyang yang kami tawarkan di Hubs.

❖ Loyang C36000 ialah bahan dengan kekuatan tegangan tinggi dan rintangan kakisan semula jadi.Ia adalah salah satu bahan yang paling mudah dimesin, jadi ia sering digunakan untuk aplikasi volum tinggi. 

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 8.4-8.7 g/cm3

❖ Bukan magnet

Apa itu ABS?Termoplastik prototaip

Bahagian yang diperbuat daripada ABS

ABSadalah salah satu bahan termoplastik yang paling biasa yang menawarkan sifat mekanikal yang baik, kekuatan impak yang sangat baik, rintangan haba yang tinggi dan kebolehmesinan yang baik.

ABS mempunyai ketumpatan rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi ringan.Bahagian ABS mesin CNC sering digunakan sebagai prototaip sebelum pengeluaran besar-besaran dengan pengacuan suntikan.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 1.00-1.05 g/cm3

Apakah nilon?Termoplastik kejuruteraan

Bahagian yang diperbuat daripada nilon

nilon(aka poliamida (PA)) ialah termoplastik yang sering digunakan untuk aplikasi kejuruteraan, kerana sifat mekanikalnya yang sangat baik, kekuatan hentaman yang baik dan rintangan kimia dan lelasan yang tinggi.Ia mudah terdedah kepada air dan penyerapan lembapan.

Nylon 6 dan nilon 66 adalah gred yang paling biasa digunakan dalam pemesinan CNC.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 1.14 g/cm3

Apakah polikarbonat?Termoplastik dengan kekuatan hentaman

Bahagian yang dihasilkan daripada polikarbonat

Polikarbonat ialah termoplastik dengan keliatan tinggi, kebolehmesinan yang baik dan kekuatan impak yang sangat baik (lebih baik daripada ABS).Ia biasanya lutsinar, tetapi boleh diwarnakan kepada pelbagai warna.Faktor ini menjadikannya ideal untuk pelbagai aplikasi, termasuk peranti bendalir atau kaca automotif.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 1.20-1.22 g/cm3

Apakah POM (Delrin)?Plastik CNC yang paling boleh dimesin

Bahagian yang diperbuat daripada POM (Delrin)

POM biasanya dikenali dengan nama komersial Delrin, dan ia adalah termoplastik kejuruteraan dengan kebolehmesinan tertinggi di kalangan plastik.

POM (Delrin) selalunya merupakan pilihan terbaik apabila bahagian plastik pemesinan CNC yang memerlukan ketepatan tinggi, kekakuan tinggi, geseran rendah, kestabilan dimensi yang sangat baik pada suhu tinggi dan penyerapan air yang sangat rendah.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 1.40-1.42 g/cm3

Apakah itu PTFE (Teflon)?Termoplastik suhu melampau

Bahagian yang diperbuat daripada PTFE

PTFE, biasanya dikenali sebagai Teflon, ialah termoplastik kejuruteraan dengan rintangan kimia dan haba yang sangat baik dan pekali geseran paling rendah daripada mana-mana pepejal yang diketahui.Ia adalah salah satu daripada beberapa plastik yang boleh menahan suhu operasi melebihi 200 darjah Celsius dan merupakan penebat elektrik yang luar biasa.Ia juga mempunyai sifat mekanikal tulen dan sering digunakan sebagai lapisan atau sisipan dalam pemasangan.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 2.2 g/cm3

Apakah HDPE?Termoplastik luar & paip

Bahagian yang diperbuat daripada HDPE

Polietilena berketumpatan tinggi (HDPE)ialah termoplastik dengan nisbah kekuatan-kepada-berat yang tinggi, kekuatan hentaman tinggi dan rintangan cuaca yang baik.HDPE adalah ringan dan sesuai untuk kegunaan luaran dan paip.Seperti ABS, ia sering digunakan untuk mencipta prototaip sebelum Pengacuan Suntikan.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 0.93-0.97 g/cm3

Apa itu PEEK?Plastik untuk menggantikan logam

Bahagian yang dihasilkan daripada PEEK

MENGINTIPialah termoplastik kejuruteraan berprestasi tinggi dengan sifat mekanikal yang sangat baik, kestabilan terma pada julat suhu yang sangat luas dan rintangan yang sangat baik terhadap kebanyakan bahan kimia.

PEEK sering digunakan untuk menggantikan bahagian logam kerana nisbah kekuatan kepada beratnya yang tinggi.Gred perubatan juga tersedia, menjadikan PEEK sesuai juga untuk aplikasi bioperubatan.

Ciri-ciri bahan:

❖ Ketumpatan biasa: 1.32 g/cm3

Soalan lazim

❖ Apakah kelebihan pemesinan CNC dengan logam?

Logam sesuai untuk aplikasi pembuatan yang memerlukan kekuatan tinggi, kekerasan dan/atau rintangan yang boleh dipercayai kepada suhu yang melampau.

Sumber artikel:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining