Een gids voor het kiezen van het beste CNC-materiaal voor bewerking

CNC-bewerking is een zeer nauwkeurig proces dat compatibel is met veel materialen. De juiste CNC-bewerkingsmaterialen spelen een grote rol in de efficiëntie van het productieproces en de kwaliteit en functie van een bewerkt onderdeel. Het kan echter een uitdaging zijn om de juiste uit de vele te kiezen.

In dit artikel wordt uitgelegd hoe u het juiste CNC-materiaal voor uw project selecteert.

3-stappengids voor het selecteren van materiaal voor CNC-bewerking

Voordat we in het artikel duiken, volgt hieronder een korte inleiding tot de 3-stappengids die de meeste CNC-machinisten gebruiken om een ​​materiaal te selecteren. Houd er echter rekening mee dat dit een inleiding is, aangezien elke stap in de volgende secties volledig zal worden uitgelegd.

· Stap 1:Geef prioriteit aan uw onderdelenvereisten

Onderdeelvereisten vormen het kernonderdeel van CNC-bewerking en ze bepalen de sjabloon voor het type materiaal dat u kunt gebruiken. Veelvoorkomende vereisten zijn de toepassing van het onderdeel, d.w.z. de omgeving waarin het zal worden gebruikt, veronderstelde eigenschappen zoals lichtgewicht, treksterkte en uw budget.

· Stap 2:identificeer potentiële materialen

Door prioriteit te geven aan materialen op basis van de bovenstaande onderdelenvereiste, identificeert u enkele materialen die aan alle of de meeste kunnen voldoen. Maak een lijst van deze materialen.

· Stap 3:Kies het meest geschikte materiaal

Kies het meest geschikte materiaal door een compromis te sluiten tussen de onderdeelvereisten. U kunt bijvoorbeeld kosten boven mechanische prestaties kiezen als uw budget niet binnen het bereik ligt.

Stap #1:Houd rekening met uw onderdeelvereisten bij het kiezen van CNC-bewerkingsmaterialen

Hieronder vindt u een intensieve studie van de onderdelenvereisten die van toepassing zijn op elk CNC-bewerkingsproject.

· Onderdelen Toepassingen

Zorg ervoor dat het CNC-materiaal dat u gebruikt compatibel is met de beoogde toepassing of omgeving. Laten we bijvoorbeeld roestvrij staal en koolstofstaal vergelijken dat bedoeld is om structurele onderdelen te maken die in een mariene omgeving worden gebruikt. Beide materialen zijn bewerkbaar. Roestvast staal is echter meer geschikt omdat het corrosiebestendig is. Als je kijkt naar een normale droge omgeving, zou koolstofstaal geschikter zijn omdat het sterker en duurzamer is.

· Onderdeelgewicht

Zorg ervoor dat de materialen die u overweegt het juiste gewicht hebben op basis van hun toepassing. Groter betekent niet beter. Aluminium en andere materialen met een lage dichtheid zijn bijvoorbeeld erg aantrekkelijk voor de auto- en ruimtevaartindustrie vanwege hun lichtgewicht en sterkte.

· Eigenschappen van onderdelen

De juiste CNC-materialen hebben de nodige eigenschappen die bijdragen aan een effectieve bewerking zonder functieverlies. Daarom moet u rekening houden met de onderdeeleigenschappen die u kunt overwegen.

Bewerkbaarheid

Bewerkbaarheid laat zien hoe compatibel materiaal is met het CNC-bewerkingsproces. Het juiste materiaal moet zeer bewerkbaar zijn, wat leidt tot een verhoging van de productie-efficiëntie en een vermindering van vernietigde CNC-onderdelen. Zachte metalen zoals aluminium, koper, messing en kunststoffen zijn zeer bewerkbare materialen.

Harde metalen en taaie kunststoffen zoals metaal of koolstofvezel hebben een lage bewerkbaarheid. Daarom zal dit resulteren in een lage productiviteit en productie-efficiëntie vanwege de noodzaak om de CNC-machine te besturen snijsnelheid en voedingssnelheden . Ze kunnen ook de metalen onderdelen beschadigen of speciale snijgereedschappen nodig hebben, zoals in het geval van titanium.

Kracht

Er zijn verschillende sterktematen van metaal en kunststof, en u moet het volgende in overweging nemen bij het zoeken naar het perfecte materiaal voor uw project:

• Treksterkte : De weerstand van het materiaal tegen een trekkracht
• Compressie of dragend: De weerstand van het materiaal tegen een constante belasting
• Taaiheid: Het vermogen van het materiaal om scheuren te weerstaan
• Elasticiteit: Het vermogen van het materiaal om terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm na het verwijderen van de lading

Ken de toelaatbare sterktelimiet van de onderdelen die u wilt maken en kies vervolgens een materiaal dat resoneert met dergelijke limieten. Bovendien kunt u online gaan voor uitgebreide technische informatie over de sterkte van verschillende materialen of met ons personeel praten.

Hittebestendigheid

Hittebestendigheid toont het vermogen van het materiaal om weerstand te bieden aan een verandering in mechanische eigenschappen als gevolg van een temperatuurverandering. Zorg ervoor dat de materialen die u kiest niet onregelmatig uitzetten of krimpen als reactie op temperatuurveranderingen.

Corrosiebestendigheid

Corrosiebestendigheid is het vermogen van het materiaal om weerstand te bieden aan vreemde stoffen die defecten aan onderdelen kunnen veroorzaken. Dergelijke vreemde stoffen zijn niet beperkt tot water alleen. Andere voorbeelden zijn olie, vet en chemische reagentia zoals zuren, zouten en alcohol. Zorg er daarom voor dat u het technische gegevensblad van het materiaal doorneemt om te controleren of het bestand is tegen chemische blootstelling.

Hardheid

De hardheid van het materiaal laat zien dat het bestand is tegen zeer nauwkeurige oppervlaktebelastingen en bepaalt welke materialen een CNC-machine kan snijden. Harde materialen zijn niet geschikt voor CNC-bewerking, omdat ze de componenten van CNC-machines kunnen vernietigen. Ze hebben ook speciale snijprocedures nodig. Titanium heeft bijvoorbeeld een diamantsnijgereedschap nodig.

Uithoudingsvermogen/limiet

Het is het algehele vermogen van de materialen om stress te absorberen. Aluminium heeft bijvoorbeeld geen uithoudingsvermogen vanwege zijn microstructuur. De legeringen moeten echter een uithoudingsvermogen hebben van 1/3 van de treksterkte.

· Afmetingstolerantie

Maattolerantie is de toegestane limiet in de variatie van de machineonderdelen voor een effectieve werking. Voor een hogere maattolerantie heeft u zeer bewerkbare materialen nodig.

Onderdelen die met een nauwe tolerantie zijn gemaakt, zijn gemakkelijker te monteren. Daarom zijn ze zeer geschikt voor auto's en luchtvaart.

Ook heeft elke CNC-machine zijn tolerantieniveau op basis van de fabrikant. De gemiddelde tolerantie is echter 0,02 mm. Als u niet zeker bent van de tolerantie, kunt u ons artikel over standaardtolerantie voor CNC-bewerkingen bekijken.

· Fysieke verschijning

Esthetiek staat niet voorop bij het selecteren van een CNC-materiaal. Het kan echter nodig zijn om het voor bepaalde producten te overwegen, vooral consumentenproducten.

Fysieke uitstraling kan zijn in termen van de gladheid en kleur van het laatste onderdeel. Metalen hebben meestal een gladde oppervlakteafwerking, hoewel ze een beperkt kleurbereik hebben. Plastic materialen zijn er in verschillende kleuren.

· Projectbudget

Materiaalkosten zijn een belangrijk onderdeel van CNC-materiaalselectie, omdat CNC-bewerking een subtractief proces is, d.w.z. de machine hakt weg bij het werkstuk om het eindproduct te maken. Daarom is het projectbudget de belangrijkste factor bij de materiaalkeuze. Zorg ervoor dat u een materiaal kiest met de gewenste eigenschappen binnen het uitgavenbereik.

Stap #2:Kandidaat CNC-bewerkingsmateriaal identificeren

Met behulp van de hierboven aangegeven onderdeelvereisten zou u een lijst met compatibele materialen voor uw project moeten kunnen maken. Drie soorten materialen zijn geschikt voor CNC-bewerking:metalen, kunststoffen en andere. In deze sectie worden de drie typen, hun eigenschappen en hun toepassing besproken.

· Metaal CNC-bewerkingsmaterialen

Metalen zijn veel voorkomende CNC-freesmaterialen met unieke eigenschappen. Er is een breed scala aan metalen die compatibel zijn met het proces. Hieronder staan ​​de bekende opties, hun eigenschappen en toepassingen

– Aluminium

Aluminiumlegeringen hebben over het algemeen een goede sterkte-gewichtsverhouding, thermische en elektrische geleidbaarheid en corrosieweerstand. Het niveau van deze eigenschappen hangt echter af van het type aluminiumlegering . Bijvoorbeeld de 6061 vs. 7075 aluminiumvergelijking toont aan dat aluminium 6061 een lagere corrosieweerstand heeft. Er zijn ook andere vergelijkingen van aluminiumlegeringen die de diversiteit in de eigenschappen van het materiaal laten zien.

Aluminiumlegeringen zijn toepasbaar in de auto- en luchtvaartindustrie voor het maken van onderdelen zoals frames en hoogwaardige recreatieve uitrusting

–  Messing

Messing is een legering van zink en koper. In tegenstelling tot brons en koper , het is een kosteneffectief materiaal met een lage wrijvingscoëfficiënt, hoge chemische bestendigheid en lage sterkte. Het is zeer bewerkbaar vanwege zijn zachtheid. Als gevolg hiervan is messing toepasbaar bij het maken van onderdelen die worden gebruikt in de medische industrie (chirurgische hulpmiddelen), de techniek en de muziekindustrie (snaren).

–  Roestvrij staal

Roestvrijstalen legeringen zijn bestand tegen corrosie, vervorming en slijtage. De meeste roestvrijstalen legeringen kan met warmte worden behandeld, behalve de 303 roestvrijstalen platen die worden gebruikt om moeren, bouten, assen en tandwielen te maken. Een andere veel voorkomende legering is roestvrij staal 304, dat bekend staat om zijn hoge bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid en lasbaarheid.

Roestvast staal is algemeen toepasbaar in de medische industrie voor het maken van chirurgische instrumenten en de automobiel- en luchtvaartindustrie.

–  Staal

Staallegeringen hebben een hoge vervormbaarheid, lasbaarheid en bewerkbaarheid. De mate van deze eigenschappen is echter afhankelijk van de legering. Staal is geschikt voor het maken van materialen die sterke lassen vereisen, zoals tandwielen en assen.

–  Titanium

Titanium heeft een hoge sterkte, taaiheid, biocompatibiliteit en corrosieweerstand. Het is de meeste tijd vergeleken met aluminium. In tegenstelling tot aluminiumlegeringen is het echter duur en heeft het een lage bewerkbaarheid (het vereist speciale frezen). Het heeft ook een lage lasbaarheid, waardoor veel machinisten de voorkeur geven aan staalstaal bij het vergelijken van titanium met staal.

Titanium is een belangrijk materiaal in onderdelen voor snelle prototyping die worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, het leger en de productie van medische apparaten.

–  Koper

Koper heeft een hoge elektrische geleidbaarheid en corrosieweerstand en thermische geleidbaarheid. Het heeft echter een lage weerstand tegen chemicaliën zoals zuren, halogenen, sulfiden en ammoniakoplossingen.

Koper is toepasbaar in de elektrische industrie voor het maken van geleidende onderdelen en de auto-industrie voor het maken van koelsystemen en warmtewisselaars.

· Plastic CNC-bewerkingsmaterialen

Kunststofpolymeren zijn ook veelvoorkomende materialen voor CNC-bewerking en staan ​​bekend om hun veelzijdigheid en esthetische eigenschappen. Hieronder staan ​​de bekende opties, hun eigenschappen en hun toepassingen.

–  ABS

ABS-kunststof is een thermoplast met hoge slagvastheid, lage elektrische geleidbaarheid en hoge chemische weerstand. Het komt vaker voor bij spuitgieten, hoewel het vanwege zijn veelzijdigheid zeer geschikt is voor CNC-bewerking.

ABS is toepasbaar bij het maken van auto-onderdelen, speelgoed en sportartikelen. In tegenstelling tot ander plastic is het echter minder duur en kan het lange tijd niet tegen hoge temperaturen.

– Nylon

Nylon is een polyamidepolymeer met een hoge bewerkbaarheid, matige vlamweerstand en hoge sterkte. Het is geschikt voor het maken van isolatoren, lagers, wielen en behuizingen voor consumentenelektronica.

–  Acryl

PMMA is een stijf, transparant, krasvast en slagvast materiaal dat wordt gebruikt als vervanging voor glas. Acryl voor CNC is toepasbaar bij het maken van beeldschermen, lenzen, doorzichtige behuizingen en voedselopslag (vanwege het ontbreken van bisfenol-A). Het is echter gevoelig voor vervorming door warmte.

–  KIJKEN

PEEK is een semi-kristallijn polymeer met uitstekende bewerkbaarheid, superieure maatvastheid, chemische bestendigheid en voldoende slagvastheid. Het is toepasbaar bij het maken van onderdelen zoals testcontactdozen, schakelaars en connectoren.

–  PVC

PVC is chemisch bestendig en goedkoper dan de meeste CNC-freesmaterialen. Het is toepasbaar in de woningbouw voor het maken van water- en gasleidingen.

· Overig CNC-bewerkingsmaterialen

Hoewel metalen en kunststoffen de meest populaire CNC-bewerkingsmaterialen zijn, zijn er andere compatibele materialen. Hieronder staan ​​er een paar die geschikt kunnen zijn voor uw project.

–  Keramiek

Keramiek is een materiaal dat bekend staat als bros, hittebestendig en corrosiebestendig. Daarom moet het zorgvuldig worden bewerkt.

Vanwege zijn eigenschappen is het belangrijk voor het maken van componenten met hittebestendigheid, bijvoorbeeld space shuttle motorcomponenten, tankbepantsering en supergeleiders.

–  Hout

Hout (massief hout en multiplex) heeft een hoge esthetiek en slijtvastheid. Multiplex heeft meer maatvastheid. Daardoor is het geschikt voor producten die een hoog tolerantieniveau vereisen. Beide materialen zijn duur en vereisen mogelijk gespecialiseerde snijgereedschappen.

– Schuim

Schuimen zijn goedkope, lichtgewicht en gemakkelijk bewerkbare materialen die geschikt zijn als testmaterialen bij CNC-bewerkingen. Er zijn twee soorten:stijf en snijdend.

Hardschuim heeft een hogere isolatiewaarde (ze kunnen werken bij temperaturen tussen -100° en 200° F). Hierdoor zijn ze geschikt voor het maken van onderdelen die gebruikt worden in vloeren en wanden. Ze zijn ook geschikt voor het maken van producten die vocht moeten kunnen weerstaan.

Carving foam heeft een hogere flexibiliteit. Daarom zijn ze toepasbaar bij het maken van een product zoals pakkingen en afdichtingen.

–  Composieten

Composieten zijn synthetische materialen gemaakt van koolstof, glas, enz., Samengebonden door thermohardende of thermoplastische hars. Door hun chemische samenstelling hebben ze een lagere bewerkbaarheid. Als gevolg hiervan zijn ze moeilijk te bewerken en vereisen ze vaak diamantgereedschap en 5-assige CNC-machines. Ze zijn toepasbaar in toepassingen in de automobiel-, ruimtevaart- en energieopwekking.

Stap #3:De beste CNC-bewerkingsmaterialen selecteren

Het kiezen van het beste CNC-bewerkingsmateriaal hangt af van het product dat u voor ogen heeft en de toepassingen ervan. Aangezien er veel materialen beschikbaar zijn, zou u een lijst moeten kunnen maken van de geschikte materialen. Hieronder vind je een aantal zaken waarmee je rekening kunt houden bij het selecteren van het beste materiaal.

· Overweeg niet-metalen materialen

Metalen zijn niet altijd de beste optie. Sommige niet-metalen materialen hebben eigenschappen zoals metalen. Polycarbonaat is bijvoorbeeld een zeer sterke kunststof die wordt vergeleken met metalen. Het is ook lichtgewicht, duurzaam en vormbaar. Gebruik ze daarom als uw project het beter zou doen met een niet-metalen CNC-materiaal.

· Overweeg fenolen

Fenolen zijn hard, vormstabiel, elektrisch bestendig, hittebestendig en chemisch bestendig. Als dat zo is, zijn het geweldige opties om te voldoen aan specifieke voorschriften in uw projecten.

· Ken de verschillende doeleinden van schuim

Schuimen zijn erg belangrijk bij het bewerken vanwege hun lichtgewicht, duurzaamheid en stijfheid. Daardoor zijn ze misschien wel het juiste testmateriaal, zeker als je met dure materialen werkt. Stijf schuim is geschikt voor onderdelen die een hoge structurele integriteit en stabiliteit nodig hebben, terwijl snijschuim geschikt is voor onderdelen die een hoog isolatieniveau vereisen en prototypes voor mallen.

Neem contact op met de CNC-bewerkingsdiensten van RapidDirect voor geschikt materiaal

RapidDirect biedt CNC-bewerkingsservices, zodat u in korte tijd hoogwaardige onderdelen kunt maken. Ze hebben ook een breed scala aan CNC-materialen, met experts die hun eigenschappen en toepassing kennen. Daarom bent u verzekerd van bewerkte onderdelen van hoge kwaliteit.

Met ons online offerteplatform kunt u uw CAD-bestand uploaden, uw materiaal en hoeveelheden kiezen en binnen 12 uur een realtime offerte en gratis DFM-analyse ontvangen. RapidDirect is zo direct als je maar kunt. Kies ons en geniet van een snelle doorlooptijd en concurrerende prijzen.

Veelgestelde vragen

Wat is het beste aluminium voor bewerking?

Aluminium 6061-T6 is een populaire aluminiumlegering die wordt beschouwd als de standaardkwaliteit voor CNC-bewerkingen. Het is zeer bewerkbaar, lichtgewicht, corrosiebestendig en veelzijdig. Het is toepasbaar in de auto- en luchtvaartindustrie

Welke materialen kan een CNC-machine snijden?

Een CNC-machine kan zachte metalen zoals aluminium en roestvrij staal, kunststoffen zoals ABS, PEEK en PVC en andere materialen zoals schuim en keramiek snijden.

Welke is beter tussen kunststoffen en metalen?

Beide materialen hebben eigenschappen die toepasbaar zijn in verschillende scenario's. Metalen zijn duur met goede functionele eigenschappen. Voor esthetiek zijn kunststoffen de betere optie. Dit betekent niet dat metalen geen esthetische eigenschappen hebben. U kunt ze er esthetisch goed uit laten zien met behulp van oppervlakteafwerking. Ook kunnen veel kunststoffen metalen vervangen in termen van functionele eigenschappen.