Обработката на ЦПУ е несъмнено жизнената сила на производствената индустрия с приложения като аерокосмически, медицински изделия и електроника. През последните години в областта на обработващите материали за обработка на ЦПУ има невероятен напредък. Широкото им портфолио сега предлага страхотни комбинации от свойства на материали, разходи и естетика.
В тази статия ще се задълбочим в разнообразния свят на материалите с ЦПУ. Ще ви предоставим цялостно ръководство за избора на правилни материали за обработка на ЦПУ, включително подробен списък на често използваните материали. Освен това ще се докоснем до някои по-малко известни материали, които може да не сте обмисляли преди.
Обработка на среда
Важно е да се вземе предвид обработващата среда при избора на CNC материали. Тъй като различните материали реагират различно при различни условия на обработка, като скорост на рязане, материал на инструмента и охлаждаща течност. Обрасовата среда включва фактори като температура, влажност и наличие на замърсители.
Например, някои материали могат да имат склонност да чип или да се напукат, ако температурата на обработка стане твърде висока, докато други могат да изпитат прекомерно износване на инструмента, ако скоростта на рязане е твърде висока. По същия начин може да се наложи използването на определени охлаждащи течове или смазки за намаляване на топлината и триенето по време на обработката. Но те може да не са съвместими с определени материали и могат да доведат до корозия или други форми на повреда.
Следователно, като се вземе предвид обработващата среда, може да помогне за подобряване на производителността, намаляване на разходите и гарантиране на качеството на готовия продукт.
Тегло на частта
От съществено значение е да се обмисли теглото на части, за да се гарантира ефективността на разходите, производителността и производството. По -тежките части изискват повече материали, което може да увеличи производствените разходи. Освен това по -тежките части могат да изискват по -големи и по -мощни машини за производство на ЦПУ, което увеличава разходите и времето за производство. Следователно, изборът на материал с по -ниска плътност, като алуминий или магнезий, може да помогне за намаляване на теглото на частта и по -ниските производствени разходи.
Освен това теглото на части може да повлияе и на производителността на крайния продукт. Например, в аерокосмическите приложения, намаляването на теглото на компонента може да повиши ефективността на горивото и да подобри общата производителност. В автомобилните приложения намаляването на теглото също може да подобри ефективността на горивото, както и да увеличи ускорението и обработката.
Топлинна устойчивост
Топлинната устойчивост директно влияе върху способността на материала да издържа на високи температури, без да изпитва значителна деформация или увреждане. По време на процеса на обработка на ЦПУ материалът, който се обработва, претърпява различни цикли на отопление и охлаждане, особено когато се нарязва, пробива или смила. Тези цикли могат да причинят термично разширяване, изкривяване или напукване в материали, които не са устойчиви на топлина.
Изборът на CNC материали с добра топлинна устойчивост също може да помогне за подобряване на процеса на обработка и намаляване на производствените разходи. Когато материалът може да издържи с високи температури, той позволява по -бързи скорости на рязане и по -дълбоки съкращения. Това носи по -кратки времена на обработка и намалено износване на инструменти.
Различните материали за обработката на ЦПУ имат различни нива на топлинна устойчивост, а изборът на материал зависи от предназначението на готовия продукт. Материали като алуминий и мед са подходящи за радиаторни мивки и приложения за управление на термично поради добрата им топлопроводимост. Но неръждаемата стомана и титанът са идеални за аерокосмическите и медицинските приложения поради високите им точки на топене и устойчивост на корозия.
Електрическа проводимост и магнитни изисквания
Електрическата проводимост е мярка за способността на материала да провежда електричество. При обработката на ЦПУ се предпочитат материали с висока електрическа проводимост, тъй като те могат да разсеят топлината ефективно. Това е особено важно при обработване на метали, тъй като топлината, генерирана по време на процеса, може да доведе до изкривяване или деформиране на материала. Материали с висока електрическа проводимост, като мед и алуминий, могат ефективно да разсеят топлината, което помага да се предотвратят тези проблеми.
Магнитните свойства също са важни при избора на CNC материали, особено при работа с феромагнитни материали като желязо, никел и кобалт. Тези материали имат силно магнитно поле, което може да повлияе на процеса на рязане. Материалите, които са немагнитни, като титан и неръждаема стомана, са предпочитани за обработката на ЦПУ. Защото те не са засегнати от магнитното поле и следователно произвеждат по -чисто нарязване.
Твърдост
Маширублиността се отнася до това колко лесно може да се изреже, пробива или оформя материал от инструмент за машинен CNC.
Когато материалът на ЦПУ е твърде труден, може да бъде трудно да се изреже или оформя, което може да доведе до прекомерно износване на инструмента, счупване на инструменти или лошо покритие на повърхността. Обратно, материал, който е твърде мек, може да се деформира или отклонява под силата на рязане, което води до лоша точност на размерите или повърхностно покритие.
Следователно изборът на материал за обработка на ЦПУ с подходяща твърдост е от решаващо значение за постигане на висококачествени, прецизно обработени компоненти. Освен това твърдостта на материала може също да повлияе на скоростта и ефективността на процеса на обработка. Тъй като по -твърдите материали могат да изискват по -бавни скорости на рязане или по -мощни инструменти за рязане.
Повърхностно покритие
Повърхността на повърхността засяга работата и външния вид на крайния обработен продукт. Например, част от грубо повърхностно покритие може да изпита повече триене, което може да доведе до преждевременно износване и повреда. От друга страна, част от гладко покритие на повърхността ще има по -малко триене, което ще доведе до подобрена производителност и по -дълъг живот. Освен това повърхностният завършек също играе значителна роля в естетиката. Покритото повърхностно покритие може да подобри външния вид на част и да го направи по -привлекателен за клиентите.
Следователно, когато избирате материали за обработка на ЦПУ, е от съществено значение да се вземат предвид изискванията за покритие на повърхността за крайния продукт. Някои материали са по -лесни за обработване на гладко покритие на повърхността от други. Например, метали като алуминий и месинг са сравнително лесни за обработка на гладко покритие. За разлика от тях, материали като въглеродни влакна и фибростъкло могат да бъдат по -предизвикателни за машината, а постигането на гладко покритие на повърхността може да изисква специализирани инструменти и техники.
Естетика
Ако вашият проект за обработка на ЦПУ е предназначен да произвежда продукт, който ще бъде използван в настройка на дребно от висок клас, естетиката ще бъде важен фактор. Материалът трябва да бъде визуално привлекателен, с атрактивна текстура, цвят и повърхностно покритие. Той също трябва да е в състояние да бъде лесно полиран, боядисан или завършен, за да постигне желания вид.
Освен това, в индустрии като автомобилни и аерокосмическо пространство, естетиката може да бъде индикация за качеството на продукта и вниманието на производителя към детайлите. Това е особено важно в луксозните превозни средства, където потребителите плащат премия за висококачествени материали и облицовки.
Приложение
Окончателното приложение на продукта е най-доброто решение на решенията. Гореспоменатите фактори съставляват малка част от всички причини, които човек разгледа, преди да финализира материал за ЦПУ. Други фактори, управлявани от приложението, могат да включват практически проблеми като материална обработка, химическа реактивност, адхезивност, наличност на материали, живот на умора и т.н.
Що се отнася до избора на подходящи материали за обработка на ЦПУ, предвиденото приложение на готовия продукт е решаващ фактор, който трябва да се вземе предвид. Различните материали имат различни свойства, като твърдост, якост на опън и пластичност. Тези свойства влияят върху начина, по който материалът се представя при конкретни условия и определя пригодността на материала за различни приложения.
Например, ако готовият продукт е предназначен за използване във високотемпературна среда, материали като алуминий или мед биха били по-добър избор поради високата им термична проводимост и устойчивост на топлинно увреждане.
Бюджет
Бюджетът е важен фактор, който трябва да се вземе предвид по няколко причини. Първо, цената на материала може значително да варира в зависимост от вида и необходимото количество. Докато някои висококачествени метали могат да бъдат скъпи, пластмасите или композитите могат да бъдат по-достъпни. Поставянето на бюджет за материали ще ви помогне да стесните възможностите ви и да се съсредоточите върху материалите в ценовия ви диапазон.
Второ, разходите за обработка на CNC могат да бъдат скъпи и отнемащи време. Цената на обработката зависи от типа на материала, сложността на частта и необходимото оборудване. Изборът на материали, които са по -евтини за машината, може да запази общите производствени разходи.
И накрая, избирането на материали, които са в рамките на вашия бюджет, може да повлияе на качеството на готовия продукт. По-евтините материали могат да бъдат по-предразположени към дефекти или по-малко трайни от материалите с по-високо качество. Следователно определянето на бюджет и изборът на материали с по -високо качество в рамките на бюджета ще гарантира, че готовият продукт е както траен, така и с високи стандарти.
Най -добрите материали за проекти за обработка на ЦПУ
Сега, нека преминем към следващата част от нашата дискусия: Видове материали за обработка на ЦПУ. Ще обсъдим подробно редовните метали и пластмаси. По-късно ще преместим фокуса си към някои по-малко известни материали на ЦПУ.
Метални материали за ЦПУ
Металите са най -често срещаният материал сред обработените с ЦПУ. Те предлагат широк спектър от благоприятни свойства като висока якост, твърдост, термично съпротивление и електрическа проводимост.
Алуминий (6061, 7075)
Алуминият се счита за един от най -универсалните и ценни материали в обработката на ЦПУ. Той има изключително съотношение сила към тегло, лек характер, устойчивост на корозия и поразителен сребрист вид. По този начин алуминият е много желателен за използване в голямо разнообразие от приложения. Освен това, благоприятните му термични и електрически свойства го правят идеален за използване в редица електронни и термични приложения за управление.
В сравнение с други метали на ЦПУ, като титан и стомана, алуминият е сравнително лесен за машина, което го прави популярен избор за производителите. Трябва обаче да се отбележи, че алуминият не е най -евтиният наличен материал. И е по -скъпо от някои други материали, като неръждаема стомана.
Висококачествените 6061 и 7075 степени на алуминий са особено популярни за използване в аерокосмически рамки, части за автомобилни двигатели и леко спортно оборудване. Универсалността на алуминия обаче означава, че се използва в много други индустрии и приложения, включително строителство, опаковане и потребителска електроника.
Неръждаема стомана (316, 303, 304)
Неръждаемата стомана се предлага в множество степени. Като цяло обаче притежава висока якост и здравина, устойчивост на износване и устойчивост на корозия и има лъскав вид като алуминий. Освен това, той е сред металите на средната цена. Това обаче е труден за машина CNC материал поради неговата твърдост.
316 SS е полезен в морските приложения, медицинското оборудване и външните заграждения поради способността си да издържа на топлина и корозия. 303 и 314 споделят подобни състави и като цяло са по -евтини и по -обработваеми от 316. Основното им използване включва крепежни елементи (болтове, винтове, втулки и др.), Автомобилни части и домашни уреди.
Въглеродна стомана и легирана стомана
Въглеродната стомана и свързаните с него сплави предлагат отлична сила и обработка, което ги прави идеални за използване в много приложения. Те също са съвместими с различни процеси на обработка на топлината, като допълнително подобряват техните механични свойства. Освен това въглеродната стомана е сравнително евтина в сравнение с други метали на ЦПУ.
Въпреки това си струва да се отбележи, че въглеродната стомана и неговите сплави не са по своята същност корозионни устойчиви, за разлика от материали като неръждаема стомана или алуминий. Освен това, грубият им външен вид може да не е подходящ за естетически приложения.
Независимо от това, въглеродната стомана и неговите сплави имат множество практически приложения, включително механични крепежни елементи и структурни елементи като греди. Въпреки техните ограничения, тези материали остават популярен избор за много индустриални и производствени приложения поради тяхната сила, достъпност и обработваемост.
Месинг
Месингът е универсален метал, известен с отличната си обработка, устойчивост на корозия и топлинна и електрическа проводимост. Той също така може да се похвали с атрактивен външен вид благодарение на съдържанието на мед, както и на отличните свойства на триенето на повърхността.
Месингът намира множество приложения в различни индустрии. Например, той обикновено се използва в потребителски продукти, крепежни елементи с ниска якост, водопроводни и електрически устройства. Неговите свойства го правят идеален избор за производствени компоненти, които изискват издръжливост и здравина, като същевременно запазват естетическа привлекателност.
Мед
Медта е известна със своята отлична електрическа и топлопроводимост. Въпреки това, това може да бъде предизвикателство за машината поради високата му коефициент. Това може да причини трудности при генерирането на чипове по време на обработката на ЦПУ. В допълнение, медта е предразположена към корозия, което може да бъде проблем в определена среда.
Въпреки тези предизвикателства, медта се използва широко в различни индустрии, включително електрическо окабеляване, магнитни продукти и производство на бижута. Неговите отлични свойства на проводимост го правят идеален избор за електрически и електронни приложения, докато неговата коварност и естетическа привлекателност го правят популярен избор в индустрията на бижута.
Титан
Титановите сплави са известни със своите изключителни съотношения със сила и тегло, което ги прави леки и силни едновременно. Те също са устойчиви на корозия и имат добра топлинна проводимост. Освен това титанът е биосъвместим, така че те са подходящи за биомедицински приложения.
Въпреки това, има някои недостатъци при използването на титан. Той има лоша електрическа проводимост и е трудно да се машини. Редовните HSS или по -слабите карбидни резачки не са подходящи за обработката му и е скъп материал за използване при производството на ЦПУ.
Въпреки това, титанът е популярен материал за обработка на ЦПУ, особено за високоефективни аерокосмически части, военни компоненти и биомедицински продукти, като импланти.
Магнезий
Магнезият е метал, който комбинира здравина с ниско тегло. Отличните му термични свойства го правят идеален за използване във високотемпературни среди, като например в двигателите. Леката му природа позволява производството на по-леки и по-ефективни с гориво превозни средства.
Въпреки това, магнезият е известен и със своята запалимост, което може да го направи проблем за безопасността в определени приложения. Освен това, той не е толкова устойчив на корозия, колкото някои други метали, като алуминий и може да бъде по-скъп за машината.
Пластмасови материали за ЦПУ
Сега ще обсъдим пластмасите на CNC. Въпреки че повечето пластмасови материали не могат да се обработват поради ниската си твърдост и точките на топене, ние избрахме малката група, която има широкообхватни приложения на ЦПУ.
Ацетал (POM)
Acetal е изключително универсална пластмаса с ЦПУ с редица желани свойства. Той може да се похвали с отлична умора и устойчивост на удара, прилична здравина и ниски коефициенти на триене. Освен това той е силно устойчив на влага, което го прави отличен избор за използване във влажна среда.
Едно от ключовите предимства на ацетала е неговата твърдост, което улеснява обработката с голяма точност на размерите. Това го прави популярен избор за използване в прецизни компоненти като лагери, зъбни колела и клапани. Поради отличните си механични свойства и висока устойчивост на фактори на околната среда, ацеталът е надежден избор за различни индустрии, като автомобилни, аерокосмически и потребителски стоки.
Акрил (PMMA)
Акрилът е често използван материал, който може да служи като заместител на стъклото поради желаните от него свойства. Той има добра твърдост и оптична яснота, което позволява да се използва в приложения, където са необходими повърхности за проникване. Акрилните компоненти предлагат атрактивна и функционална алтернатива на стъклото, с добра оптична яснота и висока степен на издръжливост.
Въпреки че акрилът има някои ограничения, като например чувствителността си към напукване и термично омекотяване, той остава популярен материал за обработката на ЦПУ поради неговата гъвкавост и лекота на използване. С възможността за създаване на точни, висококачествени компоненти, акрилът е отличен избор за широк спектър от приложения. Обективите, прозрачните заграждения, контейнерите за съхранение на храни и декоративните предмети са само няколко примера.
Поликарбонат (PC)
Поликарбонат (PC) е популярен пластмасов материал, използван за обработка на ЦПУ поради уникалния си набор от свойства. Той е силно прозрачен, което го прави идеален материал за използване в продукти, които изискват яснота, като предпазни очила, медицинско оборудване и електронни дисплеи. Освен това, той има добра топлинна устойчивост, така че е подходяща за използване в приложения с висока температура.
Неговата чувствителност към надраскване и липса на UV съпротива обаче може да ограничи използването му в определени приложения. Продължителното излагане на слънчева светлина може да доведе до жълто и да стане чуплива. Това може да ограничи използването му във външни приложения, освен ако не е модифицирано с UV стабилизатори.
Едно често срещано използване на PC е в производството на предпазни очила и лицеви щитове, където нейната устойчивост на въздействие и прозрачност го правят идеален избор. PC се използва и при производството на автомобилни части, електронни компоненти и медицински изделия.
Полипропилен (pp)
Полипропиленът е универсален полимер с многобройни ползи, включително висока химическа устойчивост и якост на умора. Освен това е материал за медицински клас и произвежда гладко повърхностно покритие при обработката на ЦПУ. Едно от ограниченията му обаче е, че той не може да издържи на високи температури, тъй като има тенденция да омеква и жлъчно по време на рязане, което го прави леко предизвикателство за машината.
Полипропиленът остава популярен избор за различни приложения. Отличните му имоти го правят подходящ за приготвяне на предавки и медицински продукти.
ABS
ABS е силно рентабилен пластмасов материал, който е добре подходящ за обработка на ЦПУ поради отличната си обработка, якост на опън, устойчивост на въздействие и химическа устойчивост. Освен това може лесно да се оцвети, което го прави идеален за приложения, където естетиката е важна.
ABS обаче не е подходящ за използване в среди с висока топка и не е биоразградим. Освен това той произвежда неприятно избухване, когато е изгорен, което може да бъде проблем в магазин за ЦПУ.
ABS има много приложения и обикновено се използва при 3D печат и формоване на инжектиране, често с след обработка с помощта на обработка на ЦПУ. Често се използва за създаване на автомобилни компоненти и защитни заграждения и за бързо прототипиране.
Найлон
Найлонът е универсален материал с отлична якост на опън, твърдост и устойчивост на удар. Може да се използва в различни композитни форми, като найлона, подсилен със стъклени влакна, и има превъзходни възможности за смазване на повърхността. Въпреки това, не се препоръчва за използване във влажна среда.
Найлонът е особено подходящ за приложения, които изискват защита от фрикционни сили. Това включва компоненти като зъбни колела, плъзгащи се повърхности, лагери и зъбни колела. Със своите превъзходни свойства на якост и смазване, найлонът е популярен избор за много продукти, свързани с индустрията и спорта.
UHMW-PE
UHMWPE е популярен материал поради изключителните си свойства, включително висока твърдост, абразия и устойчивост на износване и издръжливост. Въпреки това, топлинната му нестабилност по време на обработката го прави предизвикателство за машината.
Въпреки трудността си при обработката, UHMWPE е отличен материал за обработка на ЦПУ на плъзгащи се повърхности в лагери, зъбни колела и ролки. Неговите изключителни свойства го правят идеален за приложения, при които са необходими висока устойчивост на износване и издръжливост. Когато се обработва правилно, UHMWPE може да осигури отлична производителност и по -дълъг живот в сравнение с други материали.
Други материали
Обработката на ЦПУ обикновено използва метали и пластмаси, но може да работи и с много други материали, включително тези, изброени по -долу.
Пяна
Пените са вид материал от ЦНС, които се характеризират с твърдо тяло с пълни с въздух празнини. Тази уникална структура придава на пени разпознаваема форма и забележителна лекота. Определени пени с висока плътност, като полиуретанова пяна и стиропор, могат лесно да бъдат обработени поради тяхната твърдост, якост, лек и издръжливост.
Леката природа на пените ги прави отличен вариант за защитни опаковки. Тяхната гъвкавост в обработката на различни форми и размери ги прави еднакво полезни за създаване на декоративни предмети. Освен това техните изолационни свойства ги правят популярен избор за термична изолация в сгради, хладилни единици и други приложения, където контролът на температурата е важен.
Дърво
Дървесината е широко използван материал за обработка на ЦПУ поради лекотата на обработка, добра якост и твърдост и широк спектър от налични видове. В допълнение, дървесината е органично съединение и няма отрицателно въздействие върху околната среда. Поради своята гъвкавост и естетическа привлекателност, Wood е популярен избор за мебели, декор за дома и проекти на сам.
Обработката на дърво обаче генерира голямо количество прах, което може да представлява рискове за здравето за работниците. Следователно е важно работилниците за обработка на дърво да имат правилни системи за управление на SWARF.
Композити
Композитите са материали, съставени от два или повече съставки, които са съединени заедно с свързваща среда. Общите композитни материали, използвани в обработката на ЦПУ, включват въглеродни влакна, шперплат, фибростъкло и други. Тези материали имат приложения в различни индустрии, като автомобилни, авиационни, спортни и медицински.
Композитите за обработка могат да бъдат доста предизвикателни поради няколко фактора. Съставните материали в композитите могат да имат различни механични свойства и форми, като влакна, парчета или плочи. Нещо повече, самата среда за свързване може да има уникални свойства, които трябва да се вземат предвид по време на процеса на обработка.
Не забравяйте да обмисляте потенциални материали за ЦПУ
Богатото разнообразие в материалите за обработка на ЦПУ понякога може да причини повече объркване, отколкото полза. Често срещан проблем е да се пренебрегне потенциалните материали за ЦПУ извън конвенционалните метали и пластмаси.
За да ви помогне да разгледате по -голямата картина, докато проектирате за производство, по -долу е кратък списък с точки, които трябва да разгледате, преди да финализирате материали за вашия проект!
Изберете неметални материали: Има няколко случая, в които неметалните материали са равни заместители на металите. Твърдите пластмаси като ABS или UHMW-PE са твърди, силни и издръжливи, например. Композитите като въглеродни влакна също се рекламират като по-добри от много метали с най-добри резултати.
Помислете за феноли: фенолите са вид рентабилен композитен материал с висока твърдост и повърхностни свойства. Те са лесни за обработка и могат да бъдат намалени с невероятно високи скорости, спестявайки време и пари.
Знайте различни пластмаси: Да се знае за пълното портфолио от пластмасови материали за обработка на ЦПУ е задължително умение за дизайнерите. CNC пластмасите са евтини, лесни за обработка и се предлагат в разнообразна гама от свойства на материала, които не могат да бъдат игнорирани.
Изберете правото между различни пени: Позовавайки се на горния раздел за пените, бихме искали да подчертаем, че той има голям потенциал като материал за ЦПУ. Дори някои компоненти на CNC машината вече са направени от метални пени! Проучете различни пени на ЦПУ, за да видите коя от тях най -добре отговаря на вашите приложения.
Различни проекти и материали за обработка на ЦПУ, един източник
Дизайнът за производство е решаващ аспект на съвременната индустрия. С напредването на материалите, обработката на ЦПУ става все по -разчитащо на обмисления подбор на материали. В Guan Sheng ние сме специализирани в услугите за обработка на CNC, включително фрезоване и завъртане на ЦПУ, и предлагаме богат набор от материали, от търсени метали до висококачествени пластмаси. Нашите възможности за обработка на 5-осе, комбинирани с нашия опитен екип, ни позволяват да осигурим несравнима точност и качество на нашите клиенти.
Ние сме посветени на предоставянето на изключително обслужване на клиентите и се ангажираме да помогнем на нашите клиенти да намалят разходите и да постигнат целите си. Нашият технически екип е на разположение, който да ви помогне да изберете най -добрите материали за вашия проект и може да предостави безплатно експертни съвети. Независимо дали се нуждаете от персонализирани части, обработени с CNC или имате предвид конкретен проект, ние сме тук, за да ви помогнем на всяка стъпка от пътя.
Време за публикация: 07-2023 юли