В этом всеобъемлющем руководстве сравниваются 25 наиболее распространенных материалов, используемых в станках с ЧПУ, и вы можете выбрать правильный материал для своего применения.
CNC-обработка позволяет производить детали практически из любого металла или пластика.В этом случае существует огромный выбор материалов для деталей, изготовленных с помощью фрезерных и токарных станков с ЧПУ.Выбор правильного материала для вашего приложения может быть довольно сложной задачей, и понимание преимуществ и наилучшего использования каждого доступного материала может иметь решающее значение.
В этой статье мы сравниваем наиболее распространенные материалы для ЧПУ с точки зрения механических и термических свойств, стоимости и типичных (и оптимальных) применений.
Как выбрать подходящие материалы для станков с ЧПУ?
Когда вы проектируете деталь для обработки на станках с ЧПУ, очень важно выбрать правильные материалы.Вот основные шаги, которым мы рекомендуем следовать, чтобы выбрать правильные материалы для ваших нестандартных деталей.
Определите требования к материалам: они могут включать механические, термические или другие требования к материалам, а также стоимость и качество поверхности.Подумайте, как вы будете использовать свои детали и в какой среде они будут находиться.
Определите материалы-кандидаты: определите несколько материалов-кандидатов, которые удовлетворяют всем (или большинству) ваших требований к дизайну.
Выберите наиболее подходящий материал: здесь обычно требуется компромисс между двумя или более конструктивными требованиями (например, механическими характеристиками и стоимостью).
В этой статье мы сосредоточимся на шаге два.Используя информацию, представленную ниже, вы можете определить материалы, которые наиболее подходят для вашего применения, сохраняя при этом свой проект в рамках бюджета.
Каковы рекомендации Hubs по выбору материалов для станков с ЧПУ?
В приведенных ниже таблицах мы обобщаем соответствующие характеристики наиболее распространенных материалов для станков с ЧПУ, собранных путем изучения спецификаций, предоставленных производителями материалов.Мы разделяем металлы и пластмассы на две отдельные категории.
Металлы в основном используются в приложениях, требующих высокой прочности, твердости и термостойкости.Пластмассы — это легкие материалы с широким диапазоном физических свойств, часто используемые благодаря их химической стойкости и электроизоляционным свойствам.
В нашем сравнении материалов с ЧПУ мы ориентируемся на механическую прочность (выражаемую как предел текучести при растяжении), обрабатываемость (простота обработки влияет на цену ЧПУ), стоимость, твердость (в основном для металлов) и термостойкость (в основном для пластмасс).
Вот инфографика, которую вы можете использовать в качестве краткого справочника для быстрого определения материалов для станков с ЧПУ, которые соответствуют конкретным инженерным потребностям:
Что такое алюминий?Прочный и экономичный сплав
Деталь из алюминия 6061
Алюминиевые сплавы имеют отличное соотношение прочности и веса, высокую тепло- и электропроводность и естественную защиту от коррозии.Они просты в обработке и рентабельны при больших объемах, что часто делает их наиболее экономичным вариантом для производства прототипов и других типов деталей.
Хотя алюминиевые сплавы обычно имеют меньшую прочность и твердость, чем стали, их можно анодировать, создавая на их поверхности твердый защитный слой.
Давайте разберем различные типы алюминиевых сплавов.
❖ Алюминий 6061 — наиболее распространенный алюминиевый сплав общего назначения с хорошим соотношением прочности и веса и отличной обрабатываемостью.
❖ Алюминий 6082 имеет тот же состав и свойства материала, что и 6061. Он чаще используется в Европе (поскольку соответствует британским стандартам).
❖ Алюминий 7075 — это сплав, наиболее часто используемый в аэрокосмической отрасли, где критически важным является снижение веса.Он обладает отличными усталостными свойствами и может подвергаться термообработке до высокой прочности и твердости, что делает его сравнимым со сталью.
❖ Алюминий 5083 обладает более высокой прочностью, чем большинство других алюминиевых сплавов, и исключительной стойкостью к морской воде.Это делает его оптимальным для строительства и морского применения.Это также отличный выбор для сварки.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность алюминиевых сплавов: 2,65-2,80 г/см3
❖ Может быть анодирован
❖ Немагнитный
Что такое нержавеющая сталь?Прочный и долговечный сплав
Деталь из нержавеющей стали 304
Сплавы из нержавеющей стали обладают высокой прочностью, высокой пластичностью, отличной износостойкостью и коррозионной стойкостью, легко поддаются сварке, механической обработке и полировке.В зависимости от их состава они могут быть либо (по существу) немагнитными, либо магнитными.
Давайте разберем типы нержавеющей стали, которые мы предлагаем на платформе.
❖ Нержавеющая сталь 304 является наиболее распространенным сплавом нержавеющей стали.Обладает отличными механическими свойствами и хорошей обрабатываемостью.Он устойчив к большинству условий окружающей среды и агрессивных сред.
❖ Нержавеющая сталь 316 — еще один распространенный сплав нержавеющей стали с механическими свойствами, аналогичными 304. Однако она обладает более высокой коррозионной и химической стойкостью, особенно к соляным растворам (например, морской воде), поэтому часто лучше подходит для работы в более суровых условиях.
❖ Нержавеющая сталь 2205 Duplex обладает высочайшей прочностью (в два раза выше, чем у обычных сплавов нержавеющей стали) и превосходной коррозионной стойкостью.Он используется в экстремальных условиях во многих областях нефтегазовой промышленности.
❖ Нержавеющая сталь 303 обладает превосходной ударной вязкостью, но более низкой коррозионной стойкостью по сравнению со сталью 304. Благодаря отличной обрабатываемости она часто используется в крупносерийном производстве, например, при производстве гаек и болтов для аэрокосмической отрасли.
❖ Нержавеющая сталь 17-4 (марка SAE 630) имеет механические свойства, сравнимые с 304. Она может подвергаться дисперсионному твердению до очень высокой степени (сравнимой с инструментальными сталями) и обладает отличной химической стойкостью, что делает ее пригодной для очень высокопроизводительных применений, Например, производство лопастей для ветряных турбин.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 7,7-8,0 г/см3
❖ Немагнитные нержавеющие сплавы: 304, 316, 303
❖ Магнитные сплавы нержавеющей стали: 2205 Duplex, 17-4
Что такое мягкая сталь?Сплав общего назначения
Деталь из мягкой стали 1018
Мягкие сталитакже известны как низкоуглеродистые стали и обладают хорошими механическими свойствами, отличной обрабатываемостью и хорошей свариваемостью.Поскольку они относительно дешевы, производители используют их для многих приложений общего назначения, таких как приспособления и приспособления.Мягкие стали подвержены коррозии и химическим повреждениям.
Давайте разберем типы мягких сталей, доступных на платформе.
❖ Мягкая сталь 1018 представляет собой сплав общего назначения с хорошей обрабатываемостью и свариваемостью, а также с превосходной ударной вязкостью, прочностью и твердостью.Это наиболее часто используемый сплав из мягкой стали.
❖ Мягкая сталь 1045 представляет собой среднеуглеродистую сталь с хорошей свариваемостью, хорошей обрабатываемостью, высокой прочностью и ударопрочностью.
❖ Мягкая сталь A36 – это обычная конструкционная сталь с хорошей свариваемостью.Он подходит для различных промышленных и строительных приложений.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 7,8-7,9 г/см3
❖ Магнитный
Что такое легированная сталь?Более прочный и износостойкий сплав
Деталь из легированной стали
Легированные стали содержат другие легирующие элементы в дополнение к углероду, что приводит к повышению твердости, ударной вязкости, усталостной прочности и износостойкости.Подобно мягким сталям, легированные стали подвержены коррозии и химическим воздействиям.
❖ Легированная сталь 4140 имеет хорошие общие механические свойства, хорошую прочность и ударную вязкость.Этот сплав подходит для многих промышленных применений, но не рекомендуется для сварки.
❖ Легированная сталь 4340 может подвергаться термообработке до высокого уровня прочности и твердости, сохраняя при этом хорошую ударную вязкость, износостойкость и усталостную прочность.Этот сплав поддается сварке.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 7,8-7,9 г/см3
❖ Магнитный
Что такое инструментальная сталь?Исключительно прочный и стойкий сплав
Деталь, выточенная из инструментальной стали
Инструментальные сталипредставляют собой металлические сплавы с исключительно высокой твердостью, жесткостью, стойкостью к истиранию и термической стойкости, если они подвергаютсятермическая обработка.Они используются для создания производственных инструментов (отсюда и название), таких как штампы, штампы и формы.
Давайте разберем инструментальные стали, которые мы предлагаем в Hubs.
❖ Инструментальная сталь Д2 – износостойкий сплав, сохраняющий твердость до температуры 425°С.Он обычно используется для изготовления режущих инструментов и штампов.
❖ Инструментальная сталь A2 представляет собой универсальную инструментальную сталь с воздушной закалкой, обладающую хорошей ударной вязкостью и превосходной стабильностью размеров при повышенных температурах.Он обычно используется для изготовления штампов для литья под давлением.
❖ Инструментальная сталь О1 представляет собой закаленный в масле сплав с высокой твердостью 65 HRC.Он обычно используется для ножей и режущих инструментов.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 7,8 г/см3
❖ Типичная твердость: 45-65 HRC
Что такое латунь?Проводящий и косметический сплав
Деталь из латуни C36000
Латуньпредставляет собой металлический сплав с хорошей обрабатываемостью и отличной электропроводностью, что делает его идеальным для применений, требующих низкого трения.Вы часто найдете косметические латунные детали, используемые в архитектурных целях (золотые детали).
Вот латунь, которую мы предлагаем в Hubs.
❖ Латунь C36000 — материал с высокой прочностью на растяжение и естественной коррозионной стойкостью.Это один из наиболее легко поддающихся обработке материалов, поэтому его часто используют для больших объемов работ.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 8,4-8,7 г/см3
❖ Немагнитный
Что такое АБС?Прототип термопласта
Деталь из АБС
АБСявляется одним из наиболее распространенных термопластичных материалов, обладающих хорошими механическими свойствами, отличной ударной вязкостью, высокой термостойкостью и хорошей обрабатываемостью.
ABS имеет низкую плотность, что делает его идеальным для легких изделий.Детали из АБС-пластика, обработанные на станке с ЧПУ, часто используются в качестве прототипов перед массовым производством с помощью литья под давлением.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 1,00-1,05 г/см3
Что такое нейлон?Инженерный термопласт
Деталь из нейлона
Нейлон(также известный как полиамид (ПА)) — это термопласт, который часто используется в инженерных целях из-за его превосходных механических свойств, хорошей ударной вязкости и высокой химической стойкости и стойкости к истиранию.Он восприимчив к воде и поглощению влаги.
Нейлон 6 и нейлон 66 чаще всего используются в станках с ЧПУ.
Характеристики материала:
❖ Стандартная плотность: 1,14 г/см3
Что такое поликарбонат?Термопласт с ударной вязкостью
Деталь изготовлена из поликарбоната
Поликарбонат представляет собой термопласт с высокой прочностью, хорошей обрабатываемостью и отличной ударной вязкостью (лучше, чем у АБС).Обычно он прозрачный, но может быть окрашен в различные цвета.Эти факторы делают его идеальным для широкого спектра применений, включая жидкостные устройства или автомобильное остекление.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 1,20-1,22 г/см3
Что такое ПОМ (делрин)?Самый обрабатываемый пластик с ЧПУ
Деталь из POM (Delrin)
POM широко известен под коммерческим названием Delrin и представляет собой технический термопласт с самой высокой обрабатываемостью среди пластиков.
POM (Delrin) часто является лучшим выбором при обработке пластиковых деталей с ЧПУ, где требуется высокая точность, высокая жесткость, низкое трение, отличная стабильность размеров при повышенных температурах и очень низкое водопоглощение.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 1,40-1,42 г/см3
Что такое ПТФЭ (тефлон)?Термопласт для экстремальных температур
Деталь из ПТФЭ
ПТФЭ, широко известный как тефлон, представляет собой инженерный термопласт с превосходной химической и термической стойкостью и самым низким коэффициентом трения среди всех известных твердых тел.Это один из немногих пластиков, который может выдерживать рабочие температуры выше 200 градусов по Цельсию и является выдающимся электрическим изолятором.Он также обладает чисто механическими свойствами и часто используется в качестве футеровки или вставки в сборке.
Характеристики материала:
❖ Стандартная плотность: 2,2 г/см3
Что такое HDPE?Термопласт для наружных работ и трубопроводов
Деталь из HDPE
Полиэтилен высокой плотности (HDPE)термопласт с высоким отношением прочности к весу, высокой ударной вязкостью и хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям.ПЭВП легкий и подходит для наружного использования и трубопроводов.Как и ABS, он часто используется для создания прототипов перед литьем под давлением.
Характеристики материала:
❖ Типичная плотность: 0,93-0,97 г/см3
Что такое ПЭЭК?Пластик на замену металлу
Деталь изготовлена из PEEK
PEEKпредставляет собой высокоэффективный инженерный термопласт с превосходными механическими свойствами, термической стабильностью в очень широком диапазоне температур и превосходной устойчивостью к большинству химических веществ.
PEEK часто используется для замены металлических деталей из-за его высокого отношения прочности к весу.Также доступны медицинские сорта, что делает PEEK подходящим также для биомедицинских применений.
Характеристики материала:
❖ Стандартная плотность: 1,32 г/см3
Часто задаваемые вопросы
❖ Каковы преимущества обработки металлов с ЧПУ?
Металлы идеально подходят для производства, требующего высокой прочности, твердости и/или надежной устойчивости к экстремальным температурам.
Источник статьи:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=ЧПУ+обработка
Время публикации: 10 мая 2023 г.