ЦНЦ обрада је несумњиво крвоток производне индустрије са применама као што су ваздухопловство, медицински уређаји и електроника. Последњих година дошло је до невероватног напретка у области ЦНЦ обраде материјала. Њихов широк портфолио сада нуди одличне комбинације својстава материјала, цене и естетике.
У овом чланку ћемо се позабавити разноврсним светом CNC материјала. Обезбедићемо вам свеобухватан водич за избор правих материјала за CNC обраду, укључујући детаљну листу најчешће коришћених материјала. Поред тога, дотаћи ћемо се неких мање познатих материјала које можда раније нисте разматрали.
Машинско окружење
Важно је узети у обзир окружење обраде при избору CNC материјала. Јер различити материјали различито реагују на различите услове обраде, као што су брзина резања, материјал алата и расхладна течност. Окружење обраде укључује факторе као што су температура, влажност и присуство загађивача.
На пример, неки материјали могу имати тенденцију ка крзању или пуцању ако температура обраде постане превисока, док други могу искусити прекомерно хабање алата ако је брзина резања превисока. Слично томе, употреба одређених расхладних средстава или мазива може бити неопходна за смањење топлоте и трења током обраде. Али она можда нису компатибилна са одређеним материјалима и могу довести до корозије или других облика оштећења.
Стога, узимање у обзир машинског окружења може помоћи у побољшању продуктивности, смањењу трошкова и осигуравању квалитета готовог производа.
Тежина дела
Важно је узети у обзир тежину дела како би се осигурала исплативост, перформансе и производност. Тежи делови захтевају више материјала, што може повећати трошкове производње. Поред тога, за производњу тежих делова могу бити потребне веће и снажније ЦНЦ машине, што повећава трошкове и време производње. Стога, избор материјала са мањом густином, као што су алуминијум или магнезијум, може помоћи у смањењу тежине дела и смањењу трошкова производње.
Поред тога, тежина дела такође може утицати на перформансе финалног производа. На пример, у ваздухопловству, смањење тежине компоненте може повећати ефикасност горива и побољшати укупне перформансе. У аутомобилској индустрији, смањење тежине такође може побољшати ефикасност горива, као и повећати убрзање и управљање.
Отпорност на топлоту
Отпорност на топлоту директно утиче на способност материјала да издржи високе температуре без значајних деформација или оштећења. Током CNC процеса обраде, материјал који се обрађује пролази кроз различите циклусе загревања и хлађења, посебно када се сече, буши или глода. Ови циклуси могу изазвати термичко ширење, савијање или пуцање код материјала који нису отпорни на топлоту.
Избор CNC материјала са добром отпорношћу на топлоту такође може помоћи у побољшању процеса обраде и смањењу трошкова производње. Када материјал може да издржи високе температуре, омогућава веће брзине сечења и дубље резове. Ово доноси краће време обраде и смањено хабање алата.
Различити материјали за CNC машинску обраду имају различите нивое отпорности на топлоту, а избор материјала зависи од намењене употребе готовог производа. Материјали попут алуминијума и бакра су погодни за хладњаке и примене у управљању топлотом због своје добре топлотне проводљивости. Међутим, нерђајући челик и титанијум су идеални за ваздухопловне и медицинске примене због својих високих тачака топљења и отпорности на корозију.
Захтеви за електричну проводљивост и магнетни инжењеринг
Електрична проводљивост је мера способности материјала да проводи електрицитет. Код CNC обраде, материјали са високом електричном проводљивошћу су пожељни јер могу ефикасно да распршују топлоту. Ово је посебно важно приликом обраде метала, јер топлота која се ствара током процеса може проузроковати савијање или деформацију материјала. Материјали са високом електричном проводљивошћу, као што су бакар и алуминијум, могу ефикасно да распршују топлоту, што помаже у спречавању ових проблема.
Магнетна својства су такође важна при избору CNC материјала, посебно када се ради са феромагнетним материјалима као што су гвожђе, никл и кобалт. Ови материјали имају јако магнетно поље које може утицати на процес сечења. Материјали који нису магнетни, попут титанијума и нерђајућег челика, су пожељнији за CNC обраду. Јер на њих не утиче магнетно поље и стога производе чистији рез.
Тврдоћа
Обрадивост се односи на то колико лако се материјал може сећи, бушити или обликовати помоћу ЦНЦ машине.
Када је CNC материјал превише тврд, може бити тешко сећи га или обликовати, што може довести до прекомерног хабања алата, лома алата или лоше завршне обраде површине. Насупрот томе, материјал који је превише мекан може се деформисати или савити под дејством силе резања, што резултира лошом димензионом тачношћу или лошом завршном обрадом површине.
Стога је избор материјала за CNC машинску обраду са одговарајућом тврдоћом кључан за постизање висококвалитетних, прецизно обрађених компоненти. Поред тога, тврдоћа материјала такође може утицати на брзину и ефикасност процеса обраде. Јер тврђи материјали могу захтевати спорије брзине сечења или снажније алате за сечење.
Површинска завршна обрада
Завршна обрада површине утиче на перформансе и изглед коначног обрађеног производа. На пример, део са грубом завршном обрадом површине може искусити веће трење, што може довести до превременог хабања и квара. С друге стране, део са глатком завршном обрадом површине имаће мање трења, што резултира побољшаним перформансама и дужим веком трајања. Поред тога, завршна обрада површине такође игра значајну улогу у естетици. Полирана завршна обрада површине може побољшати изглед дела и учинити га привлачнијим за купце.
Стога, при избору материјала за CNC обраду, неопходно је узети у обзир захтеве за завршну обраду површине финалног производа. Неки материјали се лакше обрађују до глатке површине од других. На пример, метали попут алуминијума и месинга се релативно лако обрађују до глатке завршне обраде. Насупрот томе, материјали попут угљеничних влакана и фибергласа могу бити изазовнији за обраду, а постизање глатке површине може захтевати специјализоване алате и технике.
Естетика
Ако је ваш пројекат CNC машинске обраде намењен производњи производа који ће се користити у луксузним малопродајним објектима, естетика би била значајан фактор. Материјал мора бити визуелно привлачан, са атрактивном текстуром, бојом и површинском завршном обрадом. Такође би требало да буде такав да се лако полира, фарба или завршно обрађује како би се постигао жељени изглед.
Поред тога, у индустријама као што су аутомобилска и ваздухопловна индустрија, естетика може бити показатељ квалитета производа и пажње произвођача посвећене детаљима. Ово је посебно важно код луксузних возила, где потрошачи плаћају високу цену за висококвалитетне материјале и завршну обраду.
Примена
Коначна примена производа је крајњи доносилац одлуке. Горе наведени фактори чине мали део свих разлога које се разматра пре финализације ЦНЦ материјала. Други фактори вођени применом могу укључивати практична питања попут обрадивости материјала, хемијске реактивности, адхезивности, доступности материјала, века трајања до замора итд.
Када је у питању избор одговарајућих материјала за CNC машинску обраду, намењена намена готовог производа је кључни фактор који треба узети у обзир. Различити материјали имају различита својства, као што су тврдоћа, затезна чврстоћа и дуктилност. Ова својства утичу на то како се материјал понаша под одређеним условима и одређују погодност материјала за различите примене.
На пример, ако је готов производ намењен за употребу у окружењу са високом температуром, материјали попут алуминијума или бакра били би бољи избор због њихове високе топлотне проводљивости и отпорности на оштећења од топлоте.
Буџет
Буџет је важан фактор који треба узети у обзир из неколико разлога. Прво, цена материјала може значајно да варира у зависности од врсте и потребне количине. Док неки висококвалитетни метали могу бити скупи, пластика или композити могу бити приступачнији. Одређивање буџета за материјале ће вам помоћи да сузите избор и фокусирате се на материјале у оквиру вашег ценовног ранга.
Друго, трошкови обраде на CNC машини могу бити скупи и дуготрајни. Трошкови обраде зависе од врсте материјала, сложености дела и потребне опреме. Избор материјала који су јефтинији за машину може смањити укупне трошкове производње.
Коначно, избор материјала који су у оквиру вашег буџета може утицати на квалитет готовог производа. Јефтинији материјали могу бити склонији дефектима или мање издржљиви од материјала вишег квалитета. Стога, постављање буџета и избор материјала вишег квалитета у оквиру буџета осигураће да је готов производ и издржљив и високог стандарда.
Најбољи материјали за пројекте ЦНЦ обраде
Сада, пређимо на следећи део наше дискусије: врсте материјала за CNC обраду. Детаљно ћемо размотрити уобичајене метале и пластику. Касније ћемо се фокусирати на неке мање познате CNC материјале.
Метални CNC материјали
Метали су најчешћи материјал међу деловима обрађеним CNC машином. Они нуде широк спектар повољних својстава као што су висока чврстоћа, тврдоћа, отпорност на топлоту и електрична проводљивост.
Алуминијум (6061, 7075)
Алуминијум се сматра једним од најсвестранијих и највреднијих материјала у CNC обради. Има изузетан однос чврстоће и тежине, лаган је, отпоран на корозију и упечатљив сребрнасти изглед. Стога је алуминијум веома пожељан за употребу у широком спектру примена. Поред тога, његова повољна термичка и електрична својства чине га идеалним за употребу у низу електронских и термичких примена.
У поређењу са другим CNC металима, као што су титанијум и челик, алуминијум је релативно лак за обраду, што га чини популарним избором за произвођаче. Међутим, треба напоменути да алуминијум није најјефтинији доступан материјал. И скупљи је од неких других материјала, као што је нерђајући челик.
Висококвалитетни алуминијумски челици 6061 и 7075 су посебно популарни за употребу у ваздухопловним оквирима, деловима аутомобилских мотора и лаганој спортској опреми. Међутим, свестраност алуминијума значи да се користи у многим другим индустријама и применама, укључујући грађевинарство, амбалажу и потрошачку електронику.
Нерђајући челик (316, 303, 304)
Нерђајући челик долази у бројним врстама. Генерално, међутим, поседује високу чврстоћу и жилавост, отпорност на хабање и отпорност на корозију, и има сјајан изглед попут алуминијума. Штавише, спада међу метале средње цене. Међутим, тешко се обрађује CNC машином због своје тврдоће.
Нержавни челик 316 је користан у поморским применама, медицинској опреми и спољним кућиштима због своје способности да издржи топлоту и корозију. Нержавни челик 303 и 314 имају сличан састав и генерално су јефтинији и лакше се обрађују од нержавног челика 316. Њихова главна употреба укључује причвршћиваче (вијке, завртње, чауре итд.), аутомобилске делове и кућне апарате.
Угљенични челик и легирани челик
Угљенични челик и сродне легуре нуде одличну чврстоћу и обрадивост, што их чини идеалним за употребу у многим применама. Такође су компатибилни са различитим процесима термичке обраде, што додатно побољшава њихова механичка својства. Штавише, угљенични челик је релативно јефтин у поређењу са другим CNC металима.
Међутим, вреди напоменути да угљенични челик и његове легуре нису по својој природи отпорни на корозију, за разлику од материјала као што су нерђајући челик или алуминијум. Поред тога, њихов груби изглед можда није погодан за естетске примене.
Ипак, угљенични челик и његове легуре имају бројне практичне примене, укључујући механичке причвршћиваче и структурне елементе као што су греде. Упркос својим ограничењима, ови материјали остају популаран избор за многе индустријске и производне примене због своје чврстоће, приступачности и обрадивости.
Месинг
Месинг је свестрани метал познат по својој одличној обрадивости, отпорности на корозију и топлотној и електричној проводљивости. Такође се може похвалити атрактивним изгледом захваљујући садржају бакра, као и одличним својствима површинског трења.
Месинг налази бројне примене у разним индустријама. На пример, често се користи у производима широке потрошње, причвршћивачима мале чврстоће, водоводним и електричним уређајима. Његова својства га чине идеалним избором за производњу компоненти које захтевају издржљивост и чврстоћу, уз задржавање естетске привлачности.
Бакар
Бакар је познат по својој одличној електричној и топлотној проводљивости. Међутим, његова обрада може бити тешка због велике ковкости. То може проузроковати потешкоће у стварању струготине током CNC обраде. Поред тога, бакар је склон корозији, што може бити проблем у одређеним окружењима.
Упркос овим изазовима, бакар се широко користи у разним индустријама, укључујући електричне инсталације, магнетне производе и израду накита. Његова одлична својства проводљивости чине га идеалним избором за електричне и електронске примене, док га његова ковкост и естетска привлачност чине популарним избором у индустрији накита.
Титанијум
Легуре титанијума су познате по изузетном односу чврстоће и тежине, што их чини истовремено лаганим и чврстим. Такође су отпорне на корозију и имају добру топлотну проводљивост. Поред тога, титанијум је биокомпатибилан, па је погодан за биомедицинске примене.
Међутим, постоје неки недостаци употребе титанијума. Има лошу електричну проводљивост и тешко га је обрадити. Обични HSS или слабији карбидни секачи нису погодни за његову обраду, а скуп је материјал за употребу у CNC производњи.
Упркос томе, титанијум је популаран материјал за ЦНЦ обраду, посебно за високоперформансне ваздухопловне делове, војне компоненте и биомедицинске производе као што су имплантати.
Магнезијум
Магнезијум је метал који комбинује чврстоћу са малом тежином. Његова одлична термичка својства чине га идеалним за употребу у окружењима са високим температурама, као што су мотори. Његова лагана природа омогућава производњу лакших и енергетски ефикаснијих возила.
Међутим, магнезијум је такође познат по својој запаљивости, што може представљати безбедносни проблем у одређеним применама. Поред тога, није толико отпоран на корозију као неки други метали, попут алуминијума, и може бити скупљи за машинску обраду.
Пластични ЦНЦ материјали
Сада ћемо разговарати о CNC пластикама. Иако се већина пластичних материјала не може обрађивати због ниске крутости и тачака топљења, издвојили смо малу групу која има широк спектар CNC примена.
Ацетал (POM)
Ацетал је веома свестрана CNC пластика са низом пожељних својстава. Поноси се одличном отпорношћу на замор и ударце, пристојном жилавошћу и ниским коефицијентима трења. Поред тога, веома је отпоран на влагу, што га чини одличним избором за употребу у влажним срединама.
Једна од кључних предности ацетала је његова крутост, што га чини лаким за машинску обраду са великом димензионалном тачношћу. Због тога је популаран избор за употребу у прецизним компонентама као што су лежајеви, зупчаници и вентили. Због својих одличних механичких својстава и високе отпорности на факторе околине, ацетал је поуздан избор за разне индустрије, као што су аутомобилска, ваздухопловна и роба широке потрошње.
Акрил (ПММА)
Акрил је често коришћени материјал који може послужити као замена за стакло због својих пожељних својстава. Има добру чврстоћу и оптичку јасноћу, што му омогућава употребу у применама где су неопходне провидне површине. Акрилне компоненте нуде атрактивну и функционалну алтернативу стаклу, са добром оптичком јасноћом и високим степеном издржљивости.
Иако акрил има нека ограничења, као што су подложност пуцању и термичком омекшавању, он остаје популаран материјал за CNC машинску обраду због своје свестраности и једноставности употребе. Са могућношћу израде прецизних, висококвалитетних компоненти, акрил је одличан избор за широк спектар примене. Сочива, провидна кућишта, посуде за складиштење хране и декоративни предмети су само неки од примера.
Поликарбонат (ПЦ)
Поликарбонат (PC) је популаран пластични материјал који се користи за CNC машинску обраду због свог јединственог скупа својстава. Веома је транспарентан, што га чини идеалним материјалом за употребу у производима који захтевају јасноћу, као што су заштитне наочаре, медицинска опрема и електронски дисплеји. Штавише, има добру отпорност на топлоту, тако да је погодан за употребу у применама са високим температурама.
Међутим, његова подложност гребању и недостатак отпорности на УВ зрачење могу ограничити његову употребу у одређеним применама. Дуготрајно излагање сунчевој светлости може проузроковати да пожути и постане крхко. То може ограничити његову употребу у спољашњим применама, осим ако није модификован УВ стабилизаторима.
Једна од уобичајених употреба поликарбоната је у производњи заштитних наочара и штитника за лице, где га његова отпорност на ударце и транспарентност чине идеалним избором. Поликарбонат се такође користи у производњи аутомобилских делова, електронских компоненти и медицинских уређаја.
Полипропилен (ПП)
Полипропилен је свестрани полимер са бројним предностима, укључујући високу хемијску отпорност и чврстоћу на замор. Такође је материјал медицинског квалитета и производи глатку површинску завршну обраду приликом ЦНЦ обраде. Међутим, једно од његових ограничења је то што не може да издржи високе температуре, јер има тенденцију да омекша и нагриза се током сечења, што га чини помало тешким за обраду.
Полипропилен остаје популаран избор за разне примене. Његова одлична својства чине га погодним за израду зупчаника и медицинских производа.
АБС
АБС је веома исплатив пластични материјал који је погодан за ЦНЦ обраду због своје одличне обрадивости, затезне чврстоће, отпорности на ударце и хемијске отпорности. Штавише, лако се може обојити, што га чини идеалним за примене где је естетика важна.
Међутим, ABS није погодан за употребу у окружењима са високим температурама и није биоразградив. Осим тога, производи непријатан испарења када се сагорева, што може бити проблем у CNC радионици.
АБС има много примена и често се користи у 3Д штампању и бризгању, често са накнадном обрадом помоћу ЦНЦ машинске обраде. Често се користи за израду аутомобилских компоненти и заштитних кућишта, као и за брзу израду прототипова.
Најлон
Најлон је свестрани материјал са одличном затезном чврстоћом, тврдоћом и отпорношћу на ударце. Може се користити у различитим композитним облицима, као што је најлон ојачан стакленим влакнима, и има одличне могућности подмазивања површине. Међутим, не препоручује се за употребу у влажним срединама.
Најлон је посебно погодан за примене које захтевају заштиту од сила трења. То укључује компоненте као што су зупчаници, клизне површине, лежајеви и ланчаници. Са својом врхунском чврстоћом и својствима подмазивања, најлон је популаран избор за многе индустријске и спортске производе.
UHMW-PE
UHMWPE је популаран материјал због својих изузетних својстава, укључујући високу тврдоћу, отпорност на абразију и хабање и издржљивост. Међутим, његова термичка нестабилност током машинске обраде отежава његову машинску обраду.
Упркос тешкоћама у обради, UHMWPE је одличан материјал за CNC обраду клизних површина у лежајевима, зупчаницима и ваљцима. Његова изванредна својства чине га идеалним за примене где је потребна висока отпорност на хабање и издржљивост. Када се правилно обради, UHMWPE може пружити одличне перформансе и дужи век трајања у поређењу са другим материјалима.
Остали материјали
ЦНЦ обрада обично користи метале и пластику, али може да ради и са многим другим материјалима, укључујући оне наведене у наставку.
Пена
Пене су врста CNC материјала који се карактерише чврстим телом са шупљинама испуњеним ваздухом. Ова јединствена структура даје пенама препознатљив облик и изузетну лакоћу. Одређене пене високе густине, као што су полиуретанска пена и стиропор, могу се лако обрађивати због своје крутости, чврстоће, мале тежине и издржљивости.
Лагана природа пена чини их одличном опцијом за заштитну амбалажу. Њихова свестраност у обрађивању у различите облике и величине чини их подједнако корисним за израду декоративних предмета. Осим тога, њихова изолациона својства чине их популарним избором за топлотну изолацију у зградама, расхладним јединицама и другим применама где је контрола температуре важна.
Дрво
Дрво је широко коришћени материјал за CNC машинску обраду због лакоће обраде, добре чврстоће и тврдоће, као и широког спектра доступних врста. Поред тога, дрво је органско једињење и нема негативан утицај на животну средину. Због своје свестраности и естетске привлачности, дрво је популаран избор за намештај, декорацију дома и „уради сам“ пројекте.
Међутим, обрада дрвета ствара велику количину прашине, што може представљати здравствени ризик за раднике. Стога је важно да радионице за обраду дрвета имају одговарајуће системе за управљање струготинама.
Композити
Композити су материјали састављени од две или више компоненти које су спојене везивним средством. Уобичајени композитни материјали који се користе у CNC обради укључују угљенична влакна, шперплочу, фиберглас и друге. Ови материјали имају примену у различитим индустријама, као што су аутомобилска, авијацијска, спортска и медицинска.
Обрада композита може бити прилично изазовна због неколико фактора. Саставни материјали у композитима могу имати различита механичка својства и облике, као што су влакна, крхотине или плоче. Штавише, сам везивни медијум може имати јединствена својства која треба узети у обзир током процеса обраде.
Не заборавите да размотрите потенцијалне ЦНЦ материјале
Богата разноликост материјала за CNC обраду понекад може изазвати више забуне него користи. Уобичајени је проблем да се превиђају потенцијални CNC материјали поред конвенционалних метала и пластике.
Да бисмо вам помогли да сагледате ширу слику током пројектовања за производњу, у наставку је кратка листа ствари које треба размотрити пре него што финализујете материјале за ваш пројекат!
Изаберите неметалне материјале: Постоји неколико случајева где су неметални материјали равноправна замена за метале. Тврде пластике попут ABS-а или UHMW-PE-а су, на пример, круте, јаке и издржљиве. Композити попут угљеничних влакана се такође истичу као супериорнији у односу на многе метале са најбољим перформансама.
Размотрите феноле: Феноли су врста исплативог композитног материјала са високом чврстином и површинским својствима. Лако се обрађују и могу се сећи невероватно великим брзинама, штедећи време и новац.
Познавање различитих врста пластике: Познавање комплетног портфолија пластичних материјала за CNC обраду је неопходна вештина за дизајнере. CNC пластика је јефтина, лака за обраду и долази у широком спектру својстава материјала која се не могу игнорисати.
Изаберите праву између различитих пена: Позивајући се на горњи одељак о пенама, желели бисмо да нагласимо да оне имају велики потенцијал као CNC материјал. Чак су и неке компоненте CNC машина сада направљене од металних пена! Проучите различите CNC пене да бисте видели која најбоље одговара вашим применама.
Различити пројекти и материјали за CNC обраду, један извор
Дизајн за производњу је кључни аспект модерне индустрије. Како је наука о материјалима напредовала, CNC обрада је све више зависила од пажљивог избора материјала. У компанији Guan Sheng, специјализовани смо за услуге CNC обраде, укључујући CNC глодање и стругање, и нудимо широк асортиман материјала, од тражених метала до висококвалитетне пластике. Наше могућности 5-осне обраде, у комбинацији са нашим искусним тимом, омогућавају нам да нашим купцима пружимо ненадмашну прецизност и квалитет.
Посвећени смо пружању изузетне услуге купцима и посвећени смо томе да помогнемо нашим клијентима да смање трошкове и остваре своје циљеве. Наш технички тим је доступан да вам помогне у одабиру најбољих материјала за ваш пројекат и може вам пружити бесплатне стручне савете. Без обзира да ли су вам потребни делови обрађени на CNC машини по мери или имате одређени пројекат на уму, ту смо да вам помогнемо у сваком кораку.
Време објаве: 07.07.2023.