Гэта ўсёабдымнае кіраўніцтва параўноўвае 25 найбольш распаўсюджаных матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў апрацоўцы з ЧПУ, і дапамагае выбраць правільны для вашага прымянення.
Апрацоўка з ЧПУ можа вырабляць дэталі практычна з любога металу або пластыка.У такім выпадку існуе велізарны асартымент даступных матэрыялаў для дэталяў, вырабленых з дапамогай фрэзеравання і такарэння з ЧПУ.Выбар правільнага для вашага прыкладання можа быць даволі складанай задачай, і разуменне пераваг і лепшага выкарыстання кожнага даступнага матэрыялу можа мець вырашальнае значэнне.
У гэтым артыкуле мы параўноўваем найбольш распаўсюджаныя матэрыялы для ЧПУ з пункту гледжання механічных і цеплавых уласцівасцей, кошту і тыповых (і аптымальных) прымянення.
Як вы выбіраеце правільныя матэрыялы для ЧПУ?
Калі вы распрацоўваеце дэталь для апрацоўкі з ЧПУ, выбар правільных матэрыялаў вельмі важны.Вось асноўныя крокі, якія мы рэкамендуем выканаць, каб выбраць правільныя матэрыялы для нестандартных дэталяў.
Вызначце патрабаванні да матэрыялаў: яны могуць уключаць механічныя, тэрмічныя або іншыя патрабаванні да матэрыялаў, а таксама кошт і аздабленне паверхні.Падумайце, як вы будзеце выкарыстоўваць свае дэталі і ў якім асяроддзі яны будуць знаходзіцца.
Вызначце кандыдаты на матэрыялы: вызначце некалькі кандыдатаў на матэрыялы, якія адпавядаюць усім (ці большасці) вашым дызайнерскім патрабаванням.
Выберыце найбольш прыдатны матэрыял: тут звычайна патрабуецца кампраміс паміж двума ці больш патрабаваннямі да канструкцыі (напрыклад, механічныя характарыстыкі і кошт).
У гэтым артыкуле мы спынімся на другім этапе.Выкарыстоўваючы інфармацыю, прадстаўленую ніжэй, вы можаце вызначыць матэрыялы, якія найбольш падыходзяць для вашага прымянення, захоўваючы пры гэтым бюджэт вашага праекта.
Якія рэкамендацыі Hubs па выбары матэрыялаў для ЧПУ?
У табліцах ніжэй мы абагульняем адпаведныя характарыстыкі найбольш распаўсюджаных матэрыялаў для ЧПУ, сабраныя шляхам вывучэння табліц дадзеных, прадстаўленых вытворцамі матэрыялаў.Мы падзяляем металы і пластмасы на дзве розныя катэгорыі.
Металы ў асноўным выкарыстоўваюцца ў прыкладаннях, якія патрабуюць высокай трываласці, цвёрдасці і цеплавой устойлівасці.Пластмасы - гэта лёгкія матэрыялы з шырокім спектрам фізічных уласцівасцей, якія часта выкарыстоўваюцца з-за іх хімічнай устойлівасці і электраізаляцыйных здольнасцей.
У нашым параўнанні матэрыялаў з ЧПУ мы засяроджваемся на механічнай трываласці (выражанай як мяжа цякучасці), апрацоўваемасці (прастата апрацоўкі ўплывае на цэны на ЧПУ), кошце, цвёрдасці (у асноўным для металаў) і тэрмаўстойлівасці (у асноўным для пластмас).
Вось інфаграфіка, якую вы можаце выкарыстоўваць у якасці кароткай даведкі, каб хутка вызначыць матэрыялы для ЧПУ, якія адпавядаюць канкрэтным інжынерным патрэбам:
Што такое алюміній?Трывалы, эканамічны сплаў
Кампанент з алюмінія 6061
Алюмініевыя сплавы валодаюць выдатным суадносінамі трываласці і вагі, высокай цепла- і электраправоднасцю і натуральнай абаронай ад карозіі.Яны простыя ў апрацоўцы і рэнтабельныя ў вялікай колькасці, што часта робіць іх найбольш эканамічным варыянтам для вытворчасці прататыпаў і іншых тыпаў дэталяў.
У той час як алюмініевыя сплавы звычайна маюць меншую трываласць і цвёрдасць, чым сталі, але іх можна анадаваць, ствараючы цвёрды ахоўны пласт на іх паверхні.
Давайце разбярэм розныя тыпы алюмініевых сплаваў.
❖ Алюміній 6061 - найбольш распаўсюджаны алюмініевы сплаў агульнага ўжывання з добрым суадносінамі трываласці і вагі і выдатнай апрацоўкай.
❖ Алюміній 6082 мае падобны склад і ўласцівасці матэрыялу да 6061. Ён часцей выкарыстоўваецца ў Еўропе (паколькі ён адпавядае брытанскім стандартам).
❖ Алюміній 7075 - гэта сплаў, які найбольш часта выкарыстоўваецца ў аэракасмічных прылажэннях, дзе зніжэнне вагі мае вырашальнае значэнне.Ён валодае выдатнымі ўласцівасцямі да стомленасці і можа падвяргацца тэрмічнай апрацоўцы да высокай трываласці і цвёрдасці, што робіць яго параўнальным са сталлю.
❖ Алюміній 5083 мае больш высокую трываласць, чым большасць іншых алюмініевых сплаваў, і выключную ўстойлівасць да марской вады.Гэта робіць яго аптымальным для будаўніцтва і марскіх прымянення.Гэта таксама выдатны выбар для зваркі.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць алюмініевых сплаваў: 2,65-2,80 г/см3
❖ Можа быць анадаваны
❖ Немагнітны
Што такое нержавеючая сталь?Трывалы, трывалы сплаў
Дэталь выраблена з нержавеючай сталі 304
Сплавы з нержавеючай сталі валодаюць высокай трываласцю, высокай пластычнасцю, выдатнай зносаўстойлівасцю і каразійнай устойлівасцю і лёгка паддаюцца зварцы, апрацоўцы і паліроўцы.У залежнасці ад складу яны могуць быць (па сутнасці) немагнітнымі або магнітнымі.
Давайце разбярэм тыпы нержавеючай сталі, якія мы прапануем на платформе.
❖ Нержавеючая сталь 304 з'яўляецца найбольш распаўсюджаным сплавам нержавеючай сталі.Ён валодае выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі і добрай обрабатываемостью.Ён устойлівы да большасці ўмоў навакольнага асяроддзя і агрэсіўных асяроддзяў.
❖ Нержавеючая сталь 316 з'яўляецца яшчэ адным распаўсюджаным сплавам нержавеючай сталі з механічнымі ўласцівасцямі, падобнымі да 304. Аднак яна мае больш высокую каразійную і хімічную ўстойлівасць, асабліва да саляных раствораў (напрыклад, марской вады), таму часта лепш падыходзіць для працы ў больш жорсткіх умовах.
❖ Нержавеючая сталь 2205 Duplex мае самую высокую трываласць (удвая большую, чым у звычайных сплаваў нержавеючай сталі) і выдатную ўстойлівасць да карозіі.Ён выкарыстоўваецца ў экстрэмальных умовах і мае шмат прымянення ў нафтавай і газавай прамысловасці.
❖ Нержавеючая сталь 303 мае выдатную трываласць, але меншую ўстойлівасць да карозіі ў параўнанні з 304. Дзякуючы выдатнай апрацоўцы, яна часта выкарыстоўваецца ў вялікіх аб'ёмах, такіх як вытворчасць гаек і нітаў для аэракасмічнай прамысловасці.
❖ Нержавеючая сталь 17-4 (клас SAE 630) мае механічныя ўласцівасці, параўнальныя з 304. Яна можа быць ападкава загартаваная да вельмі высокай ступені (параўнальная з інструментальнымі сталямі) і мае выдатную хімічную ўстойлівасць, што робіць яе прыдатнай для вельмі высокапрадукцыйных прыкладанняў, напрыклад, вытворчасць лопасцяў для ветраных турбін.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 7,7-8,0 г/см3
❖ Немагнітныя сплавы з нержавеючай сталі: 304, 316, 303
❖ Магнітныя сплавы нержавеючай сталі: 2205 Дуплекс, 17-4
Што такое мяккая сталь?Сплаў агульнага прызначэння
Дэталь выраблена з мяккай сталі 1018
Мяккія сталітаксама вядомыя як нізкавугляродзістыя сталі і валодаюць добрымі механічнымі ўласцівасцямі, добрай апрацоўкай і зваркай.Паколькі яны адносна нізкія, вытворцы выкарыстоўваюць іх для многіх прыкладанняў агульнага прызначэння, такіх як прыстасаванні і прыстасаванні.Мяккія сталі схільныя карозіі і хімічным пашкоджанням.
Давайце разбяром тыпы мяккай сталі, даступныя на платформе.
❖ Мяккая сталь 1018 - гэта сплаў агульнага карыстання з добрай апрацоўкай і зваркай, а таксама выдатнай трываласцю, трываласцю і цвёрдасцю.Гэта найбольш часта выкарыстоўваны сплаў мяккай сталі.
❖ Мяккая сталь 1045 - гэта сярэдневугляродзістая сталь з добрай зварванасцю, добрай апрацоўкай, высокай трываласцю і ўдаратрываласцю.
❖ Мяккая сталь A36 - гэта звычайная канструкцыйная сталь з добрай зварваемасцю.Ён падыходзіць для розных прамысловых і будаўнічых прымянення.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 7,8-7,9 г/см3
❖ Магнітныя
Што такое легаваная сталь?Больш трывалы, зносаўстойлівы сплаў
Дэталь з легаванай сталі
Легаваныя сталі ўтрымліваюць іншыя легіруючыя элементы ў дадатак да вугляроду, што прыводзіць да паляпшэння цвёрдасці, трываласці, стомленасці і зносаўстойлівасці.Як і мяккія сталі, легаваныя сталі схільныя карозіі і ўздзеянню хімікатаў
❖ Легіраваная сталь 4140 мае добрыя агульныя механічныя ўласцівасці, з добрай трываласцю і трываласцю.Гэты сплаў падыходзіць для многіх прамысловых ужыванняў, але не рэкамендуецца для зваркі.
❖ Легіраваная сталь 4340 можа падвяргацца тэрмічнай апрацоўцы для дасягнення высокіх узроўняў трываласці і цвёрдасці, захоўваючы пры гэтым добрую трываласць, зносаўстойлівасць і трываласць на стомленасць.Гэты сплаў зварваецца.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 7,8-7,9 г/см3
❖ Магнітныя
Што такое інструментальная сталь?Выключна трывалы і ўстойлівы сплаў
Дэталь, вырабленая з інструментальнай сталі
Інструментальныя сталігэта металічныя сплавы з выключна высокай цвёрдасцю, калянасцю, зносаўстойлівасцю і тэрмічнай устойлівасцю, пакуль яны падвяргаюццатэрмічная апрацоўка.Яны выкарыстоўваюцца для стварэння вытворчых інструментаў (адсюль і назва), такіх як штампы, штампы і формы.
Давайце разбярэм інструментальныя сталі, якія мы прапануем у Hubs.
❖ Інструментальная сталь D2 - гэта зносаўстойлівы сплаў, які захоўвае сваю цвёрдасць да тэмпературы 425°C.Ён звычайна выкарыстоўваецца для вытворчасці рэжучых інструментаў і плашчакоў.
❖ Інструментальная сталь A2 - гэта загартаваная на паветры інструментальная сталь агульнага прызначэння з добрай трываласцю і выдатнай стабільнасцю памераў пры павышаных тэмпературах.Ён звычайна выкарыстоўваецца для вытворчасці штампаў для ліцця пад ціскам.
❖ Інструментальная сталь O1 - гэта загартаваны ў алеі сплаў з высокай цвёрдасцю 65 HRC.Ён звычайна выкарыстоўваецца для нажоў і рэжучых інструментаў.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 7,8 г/см3
❖ Тыповая цвёрдасць: 45-65 HRC
Што такое латунь?Праводны і касметычны сплаў
Частка з латуні C36000
Латунь- гэта металічны сплаў з добрай апрацоўкай і выдатнай электраправоднасцю, што робіць яго ідэальным для прыкладанняў, якія патрабуюць нізкага трэння.Вы часта знойдзеце касметычныя латуневыя дэталі, якія выкарыстоўваюцца ў архітэктурных мэтах (залатыя дэталі).
Вось латунь, якую мы прапануем у Hubs.
❖ Латунь C36000 - гэта матэрыял з высокай трываласцю на разрыў і натуральнай устойлівасцю да карозіі.Гэта адзін з матэрыялаў, які найбольш лёгка паддаецца апрацоўцы, таму яго часта выкарыстоўваюць для вялікіх аб'ёмаў.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 8,4-8,7 г/см3
❖ Немагнітны
Што такое ABS?Прататып тэрмапласту
Частка з ABS
АБСз'яўляецца адным з найбольш распаўсюджаных тэрмапластычных матэрыялаў, які прапануе добрыя механічныя ўласцівасці, выдатную ўдарную трываласць, высокую тэрмаўстойлівасць і добрую апрацоўку.
ABS мае нізкую шчыльнасць, што робіць яго ідэальным для лёгкіх прыкладанняў.Апрацаваныя з ЧПУ дэталі з АБС часта выкарыстоўваюцца ў якасці прататыпаў перад масавай вытворчасцю з дапамогай ліцця пад ціскам.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 1,00-1,05 г/см3
Што такое нейлон?Інжынерны тэрмапласт
Дэталь з нейлону
Нейлон(ён жа поліамід (PA)) - гэта тэрмапласт, які часта выкарыстоўваецца ў машынабудаванні дзякуючы выдатным механічным уласцівасцям, добрай ударатрываласці і высокай хімічнай устойлівасці і ўстойлівасці да ізаляцыі.Ён успрымальны да паглынання вады і вільгаці.
Найлон 6 і нейлон 66 - гэта маркі, якія найбольш часта выкарыстоўваюцца ў апрацоўцы з ЧПУ.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 1,14 г/см3
Што такое полікарбанат?Тэрмапластык з ударатрываласцю
Дэталь выраблена з полікарбаната
Полікарбанат - гэта тэрмапласт з высокай трываласцю, добрай апрацоўкай і выдатнай ударатрываласцю (лепш, чым ABS).Звычайна ён празрысты, але можа быць афарбаваны ў розныя колеры.Гэтыя фактары робяць яго ідэальным для шырокага спектру прымянення, у тым ліку для вадкасных прылад або аўтамабільнага шклення.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 1,20-1,22 г/см3
Што такое POM (Delrin)?Найбольш паддаецца апрацоўцы з ЧПУ пластык
Дэталь з POM (Delrin)
POM шырока вядомы пад камерцыйнай назвай Delrin, і гэта інжынерны тэрмапласт з найвышэйшай апрацоўкай сярод пластмас.
POM (Delrin) часта з'яўляецца лепшым выбарам пры апрацоўцы з ЧПУ пластыкавых дэталяў, якія патрабуюць высокай дакладнасці, высокай калянасці, нізкага трэння, выдатнай стабільнасці памераў пры павышаных тэмпературах і вельмі нізкага водапаглынання.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 1,40-1,42 г/см3
Што такое PTFE (тэфлон)?Экстрэмальны тэрмапласт
Частка з ПТФЭ
ПТФЭ, шырока вядомы як тэфлон, з'яўляецца інжынерным тэрмапластыкам з выдатнай хімічнай і тэрмічнай устойлівасцю і самым нізкім каэфіцыентам трэння з усіх вядомых цвёрдых рэчываў.Гэта адзін з нямногіх пластыкаў, які можа вытрымліваць эксплуатацыйныя тэмпературы вышэй за 200 градусаў Цэльсія і з'яўляецца выдатным электраізалятарам.Ён таксама мае чыстыя механічныя ўласцівасці і часта выкарыстоўваецца ў якасці падшэўкі або ўстаўкі ў вузле.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 2,2 г/см3
Што такое HDPE?Тэрмапластык для вонкавага выкарыстання і труб
Дэталь з ПНД
Поліэтылен высокай шчыльнасці (HDPE)- гэта тэрмапласт з высокім суадносінамі трываласці і вагі, высокай ударатрываласцю і добрай устойлівасцю да надвор'я.HDPE лёгкі і падыходзіць для вонкавага выкарыстання і трубаправодаў.Як і ABS, ён часта выкарыстоўваецца для стварэння прататыпаў перад ліццём пад ціскам.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 0,93-0,97 г/см3
Што такое PEEK?Пластык на змену металу
Дэталь выраблена з PEEK
ПІКгэта высокаэфектыўны інжынерны тэрмапласт з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі, тэрмічнай стабільнасцю ў вельмі шырокім дыяпазоне тэмператур і выдатнай устойлівасцю да большасці хімікатаў.
PEEK часта выкарыстоўваецца для замены металічных частак з-за яго высокага суадносін трываласці і вагі.Таксама даступныя медыцынскія класы, што робіць PEEK прыдатным і для біямедыцынскіх прымянення.
Характарыстыкі матэрыялу:
❖ Тыповая шчыльнасць: 1,32 г/см3
Часта задаюць пытанні
❖ Якія перавагі апрацоўкі металаў з ЧПУ?
Металы ідэальна падыходзяць для вытворчасці, якая патрабуе высокай трываласці, цвёрдасці і/або надзейнай устойлівасці да экстрэмальных тэмператур.
Крыніца артыкула:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Час публікацыі: 10 мая 2023 г