Hoe de beste CNC-bewerkingsmaterialen te kiezen voor optimale prestaties

CNC-bewerking is een hoogprecies proces compatibel 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. Echter, het kiezen van de juiste uit de menigte kan uitdagend zijn.

Dit artikel legt uit hoe u het geschikte CNC-materiaal voor uw project selecteert.

3-stappen gids voor CNC-bewerkingsmateriaalselectie

Voordat we in het artikel duiken, hieronder een korte introductie van de 3-stappen gids die de meeste CNC-bewerkers gebruiken om een materiaal te selecteren. Let op dat dit een introductie is, aangezien elke stap volledig uitgelegd zal worden in de volgende secties.

· Stap 1: Prioriteer uw onderdeelvereisten

Onderdeelvereisten zijn de kern van CNC-bewerking en zetten het sjabloon voor het type materiaal dat u kunt gebruiken. Veelvoorkomende vereisten omvatten de onderdeeltoepassing, d.w.z. de omgeving waar het gebruikt zal worden, veronderstelde eigenschappen zoals lichtgewicht, trekkracht, en uw budget.

· Stap 2: Identificeer potentiële materialen

Prioriteren van materialen op basis van de bovenstaande onderdeelvereisten leidt tot het identificeren van materialen die aan alle of meeste 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. Bijvoorbeeld, u kunt kosten kiezen boven mechanische prestaties als uw budget niet haalbaar is.

Stap#1: Overweeg uw onderdeelvereisten bij het kiezen van CNC-bewerkingsmaterialen

Hieronder een intensieve studie van onderdeelvereisten toepasbaar op elk CNC-bewerkingsproject.

· Onderdeeltoepassingen

Zorg ervoor dat het CNC-materiaal dat u gebruikt compatibel is met de beoogde toepassing of omgeving. Bijvoorbeeld, laten we roestvrij staal en koolstofstaal vergelijken bedoeld om structurele onderdelen te maken die in een mariene omgeving gebruikt worden. Beide materialen zijn bewerkbaar. Echter, roestvrij staal is meer geschikt vanwege corrosiebestendigheid. In een normale droge omgeving zou koolstofstaal meer geschikt zijn omdat het sterker en duurzamer is.

· Onderdeelsgewicht

Zorg ervoor dat de materialen die u overweegt het juiste gewicht hebben op basis van hun toepassing. Groter betekent niet beter. Bijvoorbeeld, aluminium en andere lage-dichtheid materialen spreken de auto- en luchtvaartindustrie sterk aan vanwege hun lichtgewicht en sterkte.

· Ondereigenschappen

De juiste CNC-materialen zullen de benodigde eigenschappen hebben die effectieve bewerking helpen zonder functieverlies. Daarom moet u de onderdeeleigenschappen overwegen die u kunt overwegen.

Bewerkbaarheid

Bewerkbaarheid toont hoe compatibel een materiaal is met het CNC-bewerkingsproces. Het juiste materiaal moet hoog bewerkbaar zijn, wat leidt tot toename in productie-efficiëntie en vermindering in vernielde CNC-onderdelen. Zachte metalen zoals aluminium, koper, messing en kunststoffen zijn hoog bewerkbare materialen.

Harde metalen en zware kunststoffen zoals metaal of koolstofvezel hebben lage bewerkbaarheid. Dit resulteert in lage productiviteit en productie-efficiëntie door de noodzaak om de CNC-machine snijsnelheid en voedsnelheid te controleren. Ze kunnen ook de metalen delen beschadigen of vereisen speciale snijgereedschappen, zoals in het geval van titanium.

Sterkte

Er zijn verschillende maten van sterkte van metaal en kunststof, en u moet de volgende overwegen bij het zoeken naar het perfecte materiaal voor uw project:

• Trekkracht: De weerstand van het materiaal tegen een trekkracht
• Compressie of belastingsdraagvermogen: De weerstand van het materiaal tegen een constante belasting
• Zwaartekracht: Het vermogen van het materiaal om scheuren te weerstaan
• Elasticiteit: Het vermogen van het materiaal om terug te keren naar de oorspronkelijke vorm na het wegnemen van de belasting

Ken de draagbare sterktegrens van de onderdelen die u wilt maken, kies dan een materiaal dat resonanceert met dergelijke grenzen. Bovendien kunt u online gaan voor uitgebreide technische informatie over de sterkte van verschillende materialen of met ons personeel spreken.

Hittebestendigheid

Hittebestendigheid toont het vermogen van het materiaal om een verandering in mechanische eigenschappen door een temperatuursverandering te weerstaan. Zorg ervoor dat de materialen die u kiest niet onevenredig uitdijen of inkrimpen in reactie op temperatuursverandering.

Corrosiebestendigheid

Corrosiebestendigheid is het vermogen van het materiaal om vreemde stoffen te weerstaan die onderdeelfouten kunnen veroorzaken. Dergelijke vreemde stoffen zijn niet beperkt tot water alleen. Andere voorbeelden zijn olie, vet, en chemische reagentia zoals zuren, zouten, en alcohol. Daarom, zorg ervoor dat u de technische datasheet van het materiaal controleert om de capaciteit te verifiëren om chemische blootstelling te weerstaan.

Hardheid

Materialehardheid toont het vermogen om puntbelasting op het oppervlak te weerstaan 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 beschadigen. Ze hebben ook speciale snijprocedures nodig. Bijvoorbeeld, titanium heeft een diamantsnijgereedschap nodig.

Uithoudingssterkte/limiet

Het is de algehele capaciteit van het materiaal om spanning te absorberen. Bijvoorbeeld, aluminium heeft geen uithoudingslimiet door zijn microstructuur. Echter, de legeringen zouden een uithoudingslimiet van 1/3 van de trekkracht moeten hebben.

· Dimensietolerantie

Dimensietolerantie is de toelaatbare limiet in de variatie van de machineonderdelen voor effectief functioneren. Voor hogere dimensietolerantie hebt u hoog bewerkbare materialen nodig.

Onderdelen gemaakt met strakke tolerantie zijn eenvoudiger te assembleren. Daarom zijn ze hoog geschikt voor auto- en luchtvaart.

Ook heeft elke CNC-machine zijn tolerantieniveau gebaseerd op de fabrikant. De gemiddelde tolerantie is echter 0,02 mm. Als u onzeker bent over de tolerantie, kunt u ons artikel over standaardtolerantie voor CNC-bewerking bekijken.

· Fysieke uiterlijk

Esthetiek is niet voorop in de vereiste bij het selecteren van een CNC-materiaal. Echter, u moet het misschien overwegen voor bepaalde producten, vooral consumentenproducten.

Fysieke uiterlijk kan zijn in termen van gladheid en kleur van het eindonderdeel. Metalen hebben meestal een gladde oppervlakteafwerking, hoewel ze een beperkt kleurenbereik hebben. Kunststofmaterialen komen in verschillende kleuren.

· Projectbudget

Materiaalkosten is een belangrijk deel van CNC-materiaalselectie omdat CNC-bewerking een subtractief proces is, d.w.z. de machine spaant af van het werkstuk om het eindproduct te maken. Daarom is het projectbudget de belangrijkste factor in materiaalselectie. Zorg ervoor dat u een materiaal kiest met de gewenste eigenschappen binnen het bestedingsbereik.

Stap#2: Identificeer kandidaat CNC-bewerkingsmaterialen

Met de bovenstaande onderdeelvereisten gehighlight, zou u in staat moeten zijn een lijst te maken van compatibele materialen voor uw project. Drie typen materialen zijn geschikt voor CNC-bewerking: metalen, kunststoffen, en overige. Deze sectie bespreekt de drie typen, hun eigenschappen, en toepassing.

· Metaal CNC-bewerkingsmaterialen

Metalen zijn veelvoorkomende CNC-frezenmaterialen met unieke eigenschappen. Er is een breed scala aan metalen compatibel met het proces. Hieronder de bekende opties, hun eigenschappen, en toepassingen

– Aluminium

Aluminiumlegeringen hebben over het algemeen een goede sterkte-gewichtsverhouding, thermische en elektrische geleiding, en corrosiebestendigheid. Echter, het niveau van deze eigenschappen hangt af van het type aluminiumlegering. Bijvoorbeeld, de 6061 vs. 7075 aluminiumvergelijking toont dat aluminium 6061 lagere corrosiebestendigheid heeft. Er zijn ook andere vergelijkingen van aluminiumlegeringen die de diversiteit in de materiaaleigenschappen tonen.

Aluminiumlegeringen zijn toepasbaar in de auto- en luchtvaartindustrie voor het maken van onderdelen zoals frames en high-performance recreatieve apparatuur

– Messing

Messing is een legering van zink en koper. In tegenstelling tot brons en koper, is het een kosteneffectief materiaal met een lage wrijvingscoëfficiënt, hoge chemische bestendigheid, en lage sterkte. Het is hoog bewerkbaar door de zachtheid. Als resultaat is messing toepasbaar in het maken van onderdelen gebruikt in de medische industrie (chirurgische gereedschappen), engineering, en muziekindustrie (snaren).

– Roestvrij staal

Roestvrij staallegeringen zijn bestendig tegen corrosie, vervorming, en slijtage. De meeste roestvrij staallegeringen kunnen warmtebehandeld worden behalve de 303 roestvrije staven gebruikt om moeren, bouten, assen, en tandwielen te maken. Een andere veelvoorkomende legering is 304 roestvrij staal, bekend om zijn hoge bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid, en lasbaarheid.

Roestvrij staal is over het algemeen toepasbaar in de medische industrie voor het maken van chirurgische gereedschappen en auto- en luchtvaartindustrieën.

– Staal

Staallegeringen hebben hoge vormgeefbaarheid, lasbaarheid, en bewerkbaarheid. Echter, de mate van deze eigenschappen hangt af 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, zwaartekracht, biocompatibiliteit, en corrosiebestendigheid. Het wordt meestal vergeleken met aluminium. Echter, in tegenstelling tot aluminiumlegeringen, is het duur en heeft lage bewerkbaarheid (het vereist speciale snijgereedschappen). Het heeft ook lage lasbaarheid waardoor veel bewerkers staal prefereren bij het vergelijken van titanium met staal.

Titanium is een belangrijk materiaal in rapid prototyping onderdelen gebruikt in luchtvaart, militair, en medische apparaatproductie.

– Koper

Koper heeft een hoge elektrische geleiding en corrosiebestendigheid, en thermische geleiding. Echter, het heeft lage bestendigheid 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.

· Kunststof CNC-bewerkingsmaterialen

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

– ABS

ABS kunststofmateriaal is een thermoplast met hoge impactweerstand, lage elektrische geleiding, en hoge chemische bestendigheid. Het is meer gangbaar in injectievormgeving, hoewel het hoog toepasbaar is in CNC-bewerking door de veelzijdigheid.

ABS is toepasbaar in het maken van auto-componenten, speelgoed, en sportartikelen. Echter, in tegenstelling tot andere kunststoffen, is het minder duur en kan het niet langdurig hoge temperaturen weerstaan.

– Nylon

Nylon is een polyamide polymeer met 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 rigide, transparante, schuurbestendige, en impactbestendige materiaal gebruikt als vervanger voor glas. Acryl voor CNC is toepasbaar in het maken van displayschermen, lenzen, duidelijke behuizingen, en voedselopslag (vanwege gebrek aan Bisfenol-A). Echter, het is vatbaar voor warmtevervorming.

– PEEK

PEEK is een halfkristallijn polymeer met uitstekende bewerkbaarheid, superieure dimensionele stabiliteit, chemische bestendigheid, en adequate impactweerstand. Het is toepasbaar in het maken van onderdelen zoals testsockets, schakelaars, en connectoren.

– PVC

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

· Overige CNC-bewerkingsmaterialen

Hoewel metalen en kunststoffen de populairste CNC-bewerkingsmaterialen zijn, zijn er andere compatibele. Hieronder een paar die geschikt kunnen zijn voor uw project.

– Keramiek

Keramiek is een materiaal bekend om bros, hittebestendig, en corrosiebestendig te zijn. Daarom heeft het zorgvuldige bewerking nodig.

Als resultaat van zijn eigenschappen, is het belangrijk voor het maken van componenten met hittebestendigheid, bijv. ruimteshuttle motorcomponenten, tankpantser, en supraleiders.

– Hout

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

– Schuimen

Schuimen zijn goedkoop, lichtgewicht, en gemakkelijk bewerkbare materialen geschikt als testmaterialen in CNC-bewerking. Er zijn twee typen: rigide en slijpgereed.

Rigide schuimen hebben een hogere isolatiewaarde (ze kunnen werken in temperaturen tussen -100° en 200° F). Als resultaat, zijn ze geschikt voor het maken van onderdelen gebruikt in vloeren en muren. Ze zijn ook geschikt voor het maken van producten die vocht moeten weerstaan.

Slijpschuim heeft hogere flexibiliteit. Daarom zijn ze toepasbaar in het maken van producten zoals pakkingen en afdichtingen.

– Composieten

Composieten zijn synthetische materialen gemaakt van koolstof, glas, etc., gebonden door thermohardende of thermoplastische hars. Vanwege hun chemische samenstelling, hebben ze lagere bewerkbaarheid. Als resultaat, zijn ze moeilijk te machine en vereisen vaak diamantentooling en 5-as CNC-machines. Ze zijn toepasbaar in auto-, luchtvaart-, en energieopwekkingstoepassingen.

Stap#3: De beste CNC-bewerkingsmaterialen selecteren

Het kiezen van de beste CNC-bewerkingsmaterialen hangt af van het product dat u zich voorstelt en de toepassingen. Aangezien er veel materialen beschikbaar zijn, zou u in staat moeten zijn een lijst te maken van die geschikt zijn. Hieronder een paar dingen die u kunt overwegen om het beste materiaal te selecteren.

· Overweeg niet-metaal materialen

Metalen zijn niet altijd de beste optie. Sommige niet-metaal materialen hebben eigenschappen als die van metalen. Bijvoorbeeld, polycarbonaat is een heel sterk kunststof vergelijkbaar met metalen. Ook is het lichtgewicht, duurzaam, en vormbaar. Gebruik ze dus als uw project beter zou presteren met een niet-metaal CNC-materiaal.

· Overweeg fenolen

Fenolen zijn hard, dimensionaal stabiel, elektrisch weerstand, hittebestendig, en chemisch bestendig. Dat zijnde, zijn ze geweldige opties om te voldoen aan specifieke regelgeving in uw projecten.

· Ken de verschillende doeleinden van schuimen

Schuimen zijn erg belangrijk in bewerking vanwege hun lichtgewicht, duurzaamheid, en rigiditeit. Als resultaat, kunnen ze het juiste testmateriaal zijn, vooral als u met dure materialen werkt. Rigide schuim is geschikt voor onderdelen die hoge structurele integriteit en stabiliteit nodig hebben, terwijl slijpschuim geschikt is voor onderdelen die een hoog isolatieniveau vereisen en prototypes voor vormen.

Contact RapidDirect's CNC-bewerkingsdiensten voor geschikt materiaal

RapidDirect biedt CNC-bewerkingsdiensten zodat u hoogwaardige onderdelen in korte tijd kunt creëren. Zij hebben ook een breed scala aan CNC-materialen, met experts die hun eigenschappen en toepassing kennen. Daarom bent u gegarandeerd hoogwaardig bewerkte onderdelen.

Met ons online offerteplatform kunt u uw CAD-bestand uploaden, uw materiaal en hoeveelheden kiezen, en een real-time offerte en gratis DFM-analyse binnen 12 uur krijgen. RapidDirect is zo direct als u krijgt. Kies ons en geniet van een snelle levertijd en competitieve prijzen.

Veelgestelde vragen

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

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

Beide materialen hebben eigenschappen toepasbaar 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 oppervlakteafwerking. Ook kunnen veel kunststoffen metalen vervangen in termen van functionele eigenschappen.