Esta guía completa compara os 25 materiais máis comúns utilizados no mecanizado CNC e axúdache a escoller o axeitado para a túa aplicación.
O mecanizado CNC pode producir pezas de case calquera metal ou plástico.Sendo este o caso, hai unha gran variedade de materiais dispoñibles para pezas producidas mediante fresado e torneado CNC.Seleccionar o axeitado para a súa aplicación pode ser todo un reto, e comprender as vantaxes e os mellores usos de cada material dispoñible pode ser crucial.
Neste artigo, comparamos os materiais CNC máis comúns, en termos de propiedades mecánicas e térmicas, custos e aplicacións típicas (e óptimas).
Como seleccionas os materiais CNC correctos?
Cando estás a deseñar unha peza para mecanizar CNC, é esencial escoller os materiais axeitados.Estes son os pasos básicos que recomendamos seguir para seleccionar os materiais axeitados para as súas pezas personalizadas.
Definir os requisitos de materiais: poden incluír requisitos mecánicos, térmicos ou doutros materiais, así como o custo e o acabado superficial.Considera como usarás as túas pezas e en que tipo de ambiente estarán.
Identifica materiais candidatos: indica algúns materiais candidatos que cumpran todos (ou a maioría) dos teus requisitos de deseño.
Seleccione o material máis axeitado: adoita ser necesario un compromiso aquí entre dous ou máis dos requisitos de deseño (por exemplo, rendemento mecánico e custo).
Neste artigo, centrarémonos no segundo paso.Usando a información que se presenta a continuación, pode identificar os materiais que son máis axeitados para a súa aplicación, mantendo o seu proxecto no orzamento.
Cales son as pautas de Hubs para escoller materiais para CNC?
Nas táboas seguintes, resumimos as características relevantes dos materiais CNC máis comúns, recollidas examinando as fichas técnicas proporcionadas polos fabricantes de materiais.Dividimos os metais e os plásticos en dúas categorías distintas.
Os metais empréganse principalmente en aplicacións que requiren alta resistencia, dureza e resistencia térmica.Os plásticos son materiais lixeiros cunha ampla gama de propiedades físicas, moitas veces utilizados pola súa resistencia química e as súas capacidades de illamento eléctrico.
Na nosa comparación de materiais CNC, centrámonos na resistencia mecánica (expresada como límite de fluencia á tracción), maquinabilidade (a facilidade de mecanizado afecta aos prezos do CNC), custo, dureza (principalmente para metais) e resistencia á temperatura (principalmente para plásticos).
Aquí tes unha infografía que podes usar como referencia rápida para identificar rapidamente materiais CNC que se axusten a necesidades específicas de enxeñería:
Que é o aluminio?A aliaxe robusta e económica
Un compoñente feito de aluminio 6061
As aliaxes de aluminio teñen unha excelente relación resistencia-peso, alta condutividade térmica e eléctrica e protección natural contra a corrosión.Son fáciles de mecanizar e son rendibles a granel, polo que moitas veces son a opción máis económica para producir prototipos e outro tipo de pezas.
Aínda que as aliaxes de aluminio normalmente teñen menor resistencia e dureza que os aceiros, pero poden ser anodizadas, creando unha capa protectora dura na súa superficie.
Imos desglosar os diferentes tipos de aliaxes de aluminio.
❖ O aluminio 6061 é a aliaxe de aluminio de uso xeral máis común, cunha boa relación resistencia-peso e excelente maquinabilidade.
❖ O aluminio 6082 ten unha composición e propiedades materiais similares ao 6061. É máis utilizado en Europa (xa que cumpre coas normas británicas).
❖ O aluminio 7075 é a aliaxe máis utilizada en aplicacións aeroespaciais onde a redución de peso é fundamental.Ten excelentes propiedades de fatiga e pode ser tratado térmicamente a alta resistencia e dureza, o que o fai comparable aos aceiros.
❖ O aluminio 5083 ten unha maior resistencia que a maioría das outras aliaxes de aluminio e unha resistencia excepcional á auga do mar.Isto fai que sexa óptimo para a construción e aplicacións mariñas.Tamén é unha excelente opción para soldar.
Características do material:
❖ Densidade típica de aliaxes de aluminio: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Pode ser anodizado
❖ Non magnético
Que é o aceiro inoxidable?A aliaxe forte e duradeira
Unha peza feita de aceiro inoxidable 304
As aliaxes de aceiro inoxidable teñen alta resistencia, alta ductilidade, excelente resistencia ao desgaste e á corrosión e pódense soldar, mecanizar e pulir facilmente.Dependendo da súa composición, poden ser (esencialmente) non magnéticos ou magnéticos.
Imos desglosar os tipos de aceiro inoxidable que ofrecemos na plataforma.
❖ O aceiro inoxidable 304 é a aliaxe de aceiro inoxidable máis común.Ten excelentes propiedades mecánicas e boa maquinabilidade.É resistente á maioría das condicións ambientais e aos medios corrosivos.
❖ O aceiro inoxidable 316 é outra aliaxe de aceiro inoxidable común con propiedades mecánicas similares ao 304. Non obstante, ten unha maior resistencia á corrosión e aos produtos químicos, especialmente ás solucións salinas (por exemplo, a auga do mar), polo que adoita ser mellor para tratar con ambientes máis duros.
❖ O aceiro inoxidable 2205 Duplex ten a maior resistencia (o dobre que as aliaxes comúns de aceiro inoxidable) e unha excelente resistencia á corrosión.Utilízase en ambientes extremos, con moitas aplicacións en petróleo e gas.
❖ O aceiro inoxidable 303 ten unha excelente dureza, pero menor resistencia á corrosión en comparación co 304. Debido á súa excelente maquinabilidade, úsase a miúdo en aplicacións de gran volume, como a produción de porcas e parafusos para a industria aeroespacial.
❖ O aceiro inoxidable 17-4 (grado SAE 630) ten propiedades mecánicas comparables ao 304. Pode ser endurecido por precipitación a un grao moi alto (comparable aos aceiros para ferramentas) e ten unha excelente resistencia química, polo que é adecuado para aplicacións de moi alto rendemento, como a fabricación de palas para aeroxeradores.
Características do material:
❖ Densidade típica: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Aliaxes de aceiro inoxidable non magnético: 304, 316, 303
❖ Aliaxes magnéticas de aceiro inoxidable: 2205 Duplex, 17-4
Que é o aceiro suave?A aliaxe de uso xeral
Unha peza feita de aceiro suave 1018
Aceiros suavesson tamén coñecidos como aceiros baixos en carbono e teñen boas propiedades mecánicas, gran maquinabilidade e boa soldabilidade.Debido a que teñen un custo relativamente baixo, os fabricantes utilízanos para moitas aplicacións de propósito xeral, como gambas e accesorios.Os aceiros suaves son susceptibles á corrosión e a danos químicos.
Imos desglosar os tipos de aceiros suaves dispoñibles na plataforma.
❖ O aceiro suave 1018 é unha aliaxe de uso xeral con boa maquinabilidade e soldabilidade e excelente tenacidade, resistencia e dureza.É a aliaxe de aceiro suave máis utilizada.
❖ O aceiro suave 1045 é un aceiro de carbono medio con boa soldabilidade, boa maquinabilidade e alta resistencia e resistencia ao impacto.
❖ O aceiro suave A36 é un aceiro estrutural común con boa soldabilidade.É axeitado para unha variedade de aplicacións industriais e de construción.
Características do material:
❖ Densidade típica: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnético
Que é o aceiro de aliaxe?A aliaxe máis resistente e resistente ao desgaste
Unha peza feita de aceiro aliado
Os aceiros de aliaxe conteñen outros elementos de aliaxe ademais do carbono, o que resulta nunha mellora da dureza, tenacidade, fatiga e resistencia ao desgaste.Do mesmo xeito que os aceiros suaves, os aceiros de aliaxe son susceptibles á corrosión e aos ataques de produtos químicos
❖ O aceiro de aliaxe 4140 ten boas propiedades mecánicas xerais, cunha boa resistencia e tenacidade.Esta aliaxe é adecuada para moitas aplicacións industriais pero non se recomenda para soldar.
❖ O aceiro de aliaxe 4340 pode ser tratado térmicamente a altos niveis de resistencia e dureza, mantendo a súa boa tenacidade, resistencia ao desgaste e resistencia á fatiga.Esta aliaxe é soldable.
Características do material:
❖ Densidade típica: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Magnético
Que é o aceiro para ferramentas?A aliaxe excepcionalmente dura e resistente
Unha peza mecanizada a partir de aceiro para ferramentas
Aceiros para ferramentasson aliaxes metálicas cunha dureza, rixidez, abrasión e resistencia térmica excepcionalmente elevadas, sempre que se sometan atratamento térmico.Utilízanse para crear ferramentas de fabricación (de aí o nome) como troqueles, selos e moldes.
Desglosamos os aceiros para ferramentas que ofrecemos en Hubs.
❖ O aceiro para ferramentas D2 é unha aliaxe resistente ao desgaste que mantén a súa dureza ata unha temperatura de 425 °C.Úsase habitualmente para fabricar ferramentas de corte e matrices.
❖ O aceiro para ferramentas A2 é un aceiro para ferramentas de uso xeral endurecido ao aire cunha boa tenacidade e unha excelente estabilidade dimensional a temperaturas elevadas.Úsase habitualmente para fabricar matrices de moldeo por inxección.
❖ O aceiro para ferramentas O1 é unha aliaxe endurecida por aceite cunha alta dureza de 65 HRC.Úsase habitualmente para coitelos e ferramentas de corte.
Características do material:
❖ Densidade típica: 7,8 g/cm3
❖ Dureza típica: 45-65 HRC
Que é o latón?A aliaxe condutora e cosmética
Unha peza de latón C36000
Latóné unha aliaxe metálica con boa maquinabilidade e excelente condutividade eléctrica, polo que é ideal para aplicacións que requiren baixa fricción.Moitas veces atoparás pezas cosméticas de latón usadas con fins arquitectónicos (detalle en ouro).
Aquí tes o latón que ofrecemos en Hubs.
❖ O latón C36000 é un material cunha alta resistencia á tracción e á corrosión natural.É un dos materiais máis fáciles de mecanizar, polo que adoita utilizarse para aplicacións de gran volume.
Características do material:
❖ Densidade típica: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Non magnético
Que é o ABS?O termoplástico de prototipado
Unha peza feita de ABS
ABSé un dos materiais termoplásticos máis comúns que ofrece boas propiedades mecánicas, excelente resistencia ao impacto, alta resistencia á calor e boa maquinabilidade.
O ABS ten baixa densidade, polo que é ideal para aplicacións lixeiras.As pezas de ABS mecanizadas CNC úsanse a miúdo como prototipos antes da produción en masa con moldaxe por inxección.
Características do material:
❖ Densidade típica: 1,00-1,05 g/cm3
Que é o nylon?O termoplástico de enxeñería
Unha parte feita de nailon
Nylon(tamén coñecido como poliamida (PA)) é un termoplástico que se usa a miúdo para aplicacións de enxeñería, debido ás súas excelentes propiedades mecánicas, boa resistencia ao impacto e alta resistencia química e á abrasión.É susceptible á absorción de auga e humidade.
Nylon 6 e nylon 66 son os graos que se usan máis habitualmente no mecanizado CNC.
Características do material:
❖ Densidade típica: 1,14 g/cm3
Que é o policarbonato?O termoplástico con resistencia ao impacto
Unha peza fabricada en policarbonato
O policarbonato é un termoplástico con alta tenacidade, boa maquinabilidade e excelente resistencia ao impacto (mellor que o ABS).Normalmente é transparente, pero pódese tinguir de varias cores.Estes factores fan que sexa ideal para unha ampla gama de aplicacións, incluíndo dispositivos fluídicos ou cristais de automóbiles.
Características do material:
❖ Densidade típica: 1,20-1,22 g/cm3
Que é POM (Delrin)?O plástico CNC máis mecanizable
Unha peza feita de POM (Delrin)
POM coñécese comunmente co nome comercial Delrin, e é un termoplástico de enxeñería coa maior maquinabilidade entre os plásticos.
POM (Delrin) adoita ser a mellor opción para mecanizar pezas de plástico CNC que requiren alta precisión, alta rixidez, baixa fricción, excelente estabilidade dimensional a temperaturas elevadas e moi baixa absorción de auga.
Características do material:
❖ Densidade típica: 1,40-1,42 g/cm3
Que é PTFE (teflón)?Termoplástico de temperatura extrema
Unha peza feita de PTFE
PTFE, coñecido comunmente como teflón, é un termoplástico de enxeñería cunha excelente resistencia química e térmica e co menor coeficiente de fricción de calquera sólido coñecido.É un dos poucos plásticos que pode soportar temperaturas operativas superiores aos 200 graos centígrados e é un illante eléctrico excepcional.Tamén ten propiedades mecánicas puras e úsase a miúdo como revestimento ou inserción nun conxunto.
Características do material:
❖ Densidade típica: 2,2 g/cm3
Que é HDPE?Termoplástico exterior e tubería
Unha peza feita de HDPE
Polietileno de alta densidade (HDPE)é un termoplástico cunha alta relación resistencia-peso, alta resistencia ao impacto e boa resistencia á intemperie.O HDPE é lixeiro e é axeitado para o seu uso en exteriores e tuberías.Do mesmo xeito que o ABS, adoita usarse para crear prototipos antes do moldeado por inxección.
Características do material:
❖ Densidade típica: 0,93-0,97 g/cm3
Que é PEEK?O plástico para substituír o metal
Unha peza fabricada en PEEK
PEEKé un termoplástico de enxeñería de alto rendemento con excelentes propiedades mecánicas, estabilidade térmica nun rango moi amplo de temperaturas e excelente resistencia á maioría dos produtos químicos.
O PEEK úsase a miúdo para substituír pezas metálicas debido á súa alta relación resistencia-peso.Tamén están dispoñibles graos médicos, o que fai que o PEEK sexa axeitado tamén para aplicacións biomédicas.
Características do material:
❖ Densidade típica: 1,32 g/cm3
Preguntas máis frecuentes
❖ Cales son as vantaxes do mecanizado CNC con metais?
Os metais son ideais para aplicacións de fabricación que requiren alta resistencia, dureza e/ou resistencias fiables a temperaturas extremas.
Fonte do artigo:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Hora de publicación: 10-maio-2023