Følg mig på: 
Den komplette guide til CNC-bearbejdning
Denne artikel introducerer den komplette guide til CNC-bearbejdning i detaljer, herunder fordele og ulemper, designregler og -teknikker, materialevalg, omkostningsreduktion, efterbehandling osv., for at hjælpe designere over hele verden med at omdanne deres ideer til ideelle plast- eller metaldele. Som en online CNC-bearbejdningsservicebutik mener vi, at bestilling af specialdele bør være enkel, hurtig og ligetil. Konceptet bag DDPROTOTYPE er at yde et passende bidrag til verdens fremstillingsindustri , dedikeret til prototypebearbejdning og lavvolumenproduktion af metaller og plast. Vi har 20 års erfaring med CNC-bearbejdning, 3000 kvadratmeter værksted, snesevis af 3-aksede og 5-aksede CNC-maskiner og tilbehørsudstyr fra Tyskland, USA og Japan, såsom EDM/WEDM-maskine fra Japan og Hexagon CMM. Sørg for, at designerens fulde energi er fokuseret på produktdesign. DDPROTOTYPE har allerede betjent over 350 kunder i mere end 50 lande verden over, herunder mange af verdens 500 største virksomheder, såsom Areva, Olympus, ABB osv. Lad DDPROTOTYPE blive en del af din forsyningskæde som dit online CNC-maskinværksted.
Hvis du har spørgsmål, bedes du kontakte info@ddprototype.com.
Hvad er CNC-bearbejdningsproces?
CNC-bearbejdning behandler råmaterialer til endelig form ved at trække fra og fjerne materialer. Boring af huller, kanaler eller hulrum for at lave metal- eller plastemner til dele med forskellig tilspidsning, diameter og form. Dette er i skarp kontrast til andre former for forarbejdning (f.eks. additiv fremstilling), hvor materialer tilsættes og lagdes for at fremstille dele med specificeret form. Dette er også i modsætning til sprøjtestøbning, hvor en form bruges til at sprøjte materiale i forskellige materialetilstande og danne formdele. CNC-bearbejdning bruges i vid udstrækning til forskellige materialer, herunder metaller, plast, træ, glas, skum og andre kompositmaterialer. Denne alsidighed gør CNC-bearbejdning til et populært valg i hele industrien og gør det muligt for designere og ingeniører at fremstille dele effektivt og præcist.
CNC-bearbejdning følger fire trin
Del design
Dele produceret ved CNC-bearbejdning starter normalt med CAD-software som det indledende design. Under designfasen vil ingeniøren omhyggeligt overveje alle aspekter af det endelige produkt, der kræves, såsom parametrene for optimering af ydeevnen, arbejdsforholdene for den endelige del og det acceptable niveau af tolerancevariation.
Design konvertering
Efter den indledende designfase skal CAD-modeller konverteres til funktionelle CNC-programmer ved hjælp af computerstøttet fremstilling (CAM) software. CAM-software kan udtrække geometriske krav fra originale CAD-modelfiler og konvertere dem til CNC-kompatible programmeringssprog (såsom G-kode eller M-kode), som bestemmer maskinens mekaniske drift.
Klargøring af CNC-værktøjsmaskiner
Dernæst skal CNC-maskinoperatøren opsætte maskinen og materialerne i overensstemmelse med de specifikationer, der kræves af CNC-programmet. Operatøren vil sikre, at det korrekte skære- eller boreværktøj er korrekt installeret og matchet med det passende bor eller endefræser. Operatøren skal også opsætte emnet, normalt i en fast armatur eller direkte monteret på en CNC-værktøjsmaskine.
Udførelse af programmerede operationer
Endelig udfører CNC-maskineoperatører de nødvendige mekaniske processer. Under drift styrer CNC-programmet værktøjsmaskinens bevægelse præcist.
Fordele ved CNC-bearbejdning: rettidig, pålidelig, nøjagtig og kraftfuld
CNC-fræsning og -drejning er meget præcise og gentagelige processer. En tolerance på +/- 0.001 "- 0.005" kan opnås i henhold til specifikationerne. Maskinen kan programmeres til at køre pålideligt 24 timer om ugen, 7 dage om ugen, hvis det er nødvendigt, så CNC-fræsning er en af de bedste måder at producere dele på efterspørgsel. Ved hjælp af standardværktøjer er CNC-bearbejdning særligt værdifuld til at skabe brugerdefinerede engangsdele, såsom at udskifte gamle dele eller give kunderne specialiserede opgraderinger. Det kan også overvejes at udvide produktionsskalaen for enkeltstykker til mere end 10000 enheder. Afhængigt af udstyrets antal, størrelse og kompleksitet kan leveringstiden for komponenter være så kort som en dag. Gennem transport og levering kan deadline overholdes på en uge.
En anden stor fordel ved CNC-bearbejdningsteknologi er de opnåelige mekaniske egenskaber. Alle ønskelige mekaniske egenskaber af det valgte metal eller plast kan bibeholdes ved at skære råemnets materiale i stedet for at varmdeformere det som ved sprøjtestøbning eller additiv fremstilling. CNC fræsning og drejning kan behandle mere end 50 industrielle metaller, legeringer og plast. Dette udvalg omfatter aluminium, messing, bronze, titanium, rustfrit stål, peek, ABS og zink. Det eneste materialekrav til CNC-bearbejdning er, at delene har tilstrækkelig hårdhed til fastgørelse og skæring. For at opnå de mest omkostningseffektive CNC-bearbejdningsdele, foreslås det at udvide produktionskapaciteten for at sprede omkostningerne ved hver del. Når antallet af CNC-bearbejdning når dusinvis eller hundredvis, vil enhedsprisen gradvist falde. Struktureret masseproduktion og transport af CNC-dele kan hjælpe med at reducere spild- eller lageromkostninger.
Ulemper: omkostningerne ved geometrisk kompleksitet
En afvejning ved brug af den høje ydeevne af CNC-bearbejdning er, at geometrisk kompleksitet har en pris. Simple, omfangsrige dele er det bedste design til CNC-fræsning og -drejning. Selvom graden af brug af dette værktøj er relateret til antallet af aksler på værktøjsmaskinen, er der altid nogle designbegrænsninger på grund af værktøjets indflydelse. Med andre ord, jo flere akser du bruger, jo mere kompleks er funktionen. En anden afvejning er, at opstartsomkostningerne ved CNC-behandling kan være høje. Der skal være uddannede fagfolk til at opsætte, læsse og programmere værktøjer på CNC-fræsemaskiner og drejebænke. Heldigvis er denne pris fast, så den bliver mere økonomisk ved at bruge de samme indstillinger for flere dele. Der kan også spares penge ved at omplacere dele til et minimum. Bearbejdning på aksler med 5 eller flere akser er nogle gange mere økonomisk i polyedrisk geometri, fordi det ikke kræver manuel ompositionering af dele.
CNC-fræsning
Ved CNC-fræsning monteres delene på maskinen, og materialet fjernes ved hjælp af et roterende skæreværktøj. Det følgende er en oversigt over den grundlæggende CNC fræseproces: Først transformeres CAD-modellen til en række kommandoer (g-koder), der kan fortolkes af CNC-maskine. Dette gøres normalt af operatøren på maskinen ved hjælp af de medfølgende tekniske tegninger. Et stykke materiale (kaldet et emne eller emne) skæres derefter i en bestemt størrelse og placeres derefter på en bygget platform ved hjælp af en skruestik eller monteres direkte på maskinen . Nøjagtig positionering og justering er nøglen til fremstilling af nøjagtige dele, hvortil der normalt bruges specielle måleværktøjer.
Dernæst bruges et specielt skæreværktøj til at rotere ved en meget høj hastighed (kilo RPM) for at fjerne materialet fra emnet. Det tager normalt flere omgange at skabe en designet del. For det første fjernes materialet hurtigt med lav præcision for at give emnet en tilnærmet geometri. En eller flere efterbehandlinger bruges derefter til at fremstille den sidste del. Hvis modellen har funktioner, som ikke kan opnås med skæreværktøjet i en enkelt indstilling (f.eks. hvis bagsiden har slidser), skal du vende delen og gentag ovenstående trin.
Efter bearbejdning skal dele afgrates. Afgratning er en manuel proces til at fjerne små defekter efterladt på skarpe kanter på grund af materialedeformation under bearbejdning (f.eks. defekter som følge af, at boret er placeret langt fra det gennemgående hul). Dernæst, hvis tolerancer er angivet i de tekniske tegninger, kontrolleres nøglemålene. Delen kan derefter bruges eller efterbearbejdes. De fleste CNC fræsesystemer har tre lineære frihedsgrader: X-, y- og Z-akser. Mere avancerede systemer med fem frihedsgrader tillader også sengen og/eller bitten (A- og B-akser) at rotere. Det 5-aksede CNC-system kan producere dele med høj geometrisk kompleksitet og eliminere behovet for en række værktøjsmaskiner.
CNC drejning
Ved CNC-drejning monteres delene på den roterende borepatron, og de faste skæreværktøjer bruges til at fjerne materialet. På denne måde kan dele laves symmetriske langs dens centrale akse. Drejedele produceres normalt hurtigere (og billigere) end fræsedele.
Dette er en oversigt over de trin, der skal følges i CNC-drejning:
For det første genereres G-kode fra CAD-modellen, og derefter indlæses cylinder med passende diameter i CNC-værktøjsmaskinen.
Delen begynder at rotere med høj hastighed, og det stationære skæreværktøj følger sin profil og fjerner gradvist materiale, indtil designets geometri er skabt. Huller langs den centrale akse kan også laves ved hjælp af et centerbor og et internt skæreværktøj.
Hvis delen skal vendes eller flyttes, gentag processen. Ellers kan delene skæres fra lageret og kan bruges eller efterbehandles yderligere.
En typisk CNC-drejedel fremstilles ved at fjerne materiale fra et cylindrisk emne.
Generelt bruges CNC-drejesystemer (også kendt som drejebænke) til fremstilling af dele med cylindriske profiler. Ikke-cylindriske dele kan fremstilles ved hjælp af et moderne flerakset CNC-drejecenter udstyret med CNC-fræseværktøj. Disse systemer kombinerer den høje produktivitet ved CNC-drejning med CNC-fræsefunktioner og kan producere forskellige geometrier med rotationssymmetri, såsom knastaksel og radialkompressorhjul. Ved CNC-drejning, når emnet roterer med høj hastighed på spindlen, forbliver skæreværktøjet stationært. CNC-drejning kan hurtigt producere cylindriske dele med streng tolerance. For eksempel kan ddprototype CNC drejebænke producere dele op til 152 tommer i diameter og 240 tommer i længden, mens de stadig opretholder en streng tolerance på ± 0.001 tommer.
Fordi grænsen mellem fræse- og drejesystemer er uklar, fokuserer resten af dette papir på CNC-fræsning, fordi det er en mere almindelig fremstillingsproces.
Typer af CNC-værktøjsmaskiner
De mest almindelige typer CNC-maskiner er dem, der bruger skærende værktøjer til at fjerne overskydende materiale fra emnet. Selvom CNC-maskiner fungerer med vandstråleskæring og elektrisk udladningsbearbejdning (EDM), vil denne vejledning fokusere på 3-aksede og fleraksede CNC-maskiner.
3-akset CNC værktøjsmaskine
3-aksede CNC fræsemaskiner er meget almindelige, fordi de kan bruges til at producere den mest almindelige geometri. De er relativt nemme at programmere og betjene, så opstartsbehandlingsomkostningerne er relativt lave. Værktøjsadgang kan være en designbegrænsning i CNC-fræsning. Da kun tre akser er tilgængelige, er nogle områder muligvis ikke tilgængelige. Hvis emnet kun skal drejes én gang, er det ikke et stort problem, men skal det drejes mange gange, vil arbejds- og forarbejdningsomkostningerne stige hurtigt. Den 3-aksede maskine tillader skæreværktøjet at bevæge sig langs lige tredimensionelle vektorer (op og ned, venstre og højre, frem og tilbage).
Flerakset CNC værktøjsmaskine
Flerakset CNC-værktøjsmaskine ligner 3-akset værktøjsmaskine, men graden af mekanisk bevægelsesfrihed er højere. For eksempel kan værktøjsmaskiner med flere akser bruge roterende og diagonale skæreoperationer. Der er tre hovedtyper af fleraksede CNC-værktøjsmaskiner:
Indekserende 5-akset CNC fræser
Selvom fræsemaskinen kun kan skære langs tre lineære akser under drift, kan operatøren stadig rotere lejet og skærehovedet til næste skæring mellem de to operationer, og dermed forbedre formningsevnen.
Kontinuerlig 5-akset CNC fræser
Denne maskintype tillader kontinuerlig bevægelse langs tre lineære akser og to roterende akser under drift. Dette gør det muligt for operatøren at skabe meget komplekse tabeller fra målartefakten.
Fræsedrejecentret
Fræsedrejecentret kombinerer funktionerne fra CNC drejebænk og CNC fræsemaskine. Arbejdsemnet kan roteres med høj hastighed eller placeres præcist på spindlen til fræsedrift.
Af alle de forskellige maskinkonfigurationer er den enkleste opsætning 3-akset CNC fræsning, som normalt er den billigste måde at lave simple dele med høje tolerancer på. Når cylindriske emner såsom skruer og koblinger er påkrævet, er CNC-drejning på en drejebænk også en meget omkostningskonkurrencedygtig proces. Generelt for lignende dele er prisen på en drejebænk 15 % lavere end for en treakset værktøjsmaskine.
Ved brug af 5-akset CNC-bearbejdning er der to muligheder: indeksering af 5-akset CNC-fræsning og kontinuerlig 5-akset CNC-fræsning. Ved 5-akset CNC fræsning vil emnet rotere automatisk, hvilket gør det nemmere for fræseren at bruge fræsefunktionen. De to ekstra bevægelsesretninger udføres mellem fræsetrinene uden at fjerne delen fra dens fikstur. Forskellen på kontinuerlig 5-akset CNC fræsning er, at maskinen kan bevæge sig i alle retninger på samme tid, når arbejdsemnet skæres. Begge processer eliminerer de øgede omkostninger og potentielle menneskelige fejl forbundet med manuel ompositionering af emnet. På grund af disse fordele er femakset bearbejdning den bedste løsning til komplekse dele. Sammenlignet med den "grundlæggende" 3-aksede CNC-fræser er prisen på 5-akset bearbejdning øget, og den indekserende 5-aksede CNC-fræser er den billigste af de to. Omkostningerne ved kontinuerlig 5-akset CNC-fræsning er normalt mere end 20 % højere end prisen for indekserings-5-akset værktøjsmaskine, hvilket er omkring det dobbelte af prisen for standard 3-akset fræsning.
Design CNC-bearbejdningsdele – CAD-modeldesign
Begrebet CAD er bearbejdningspunkt. Ud over designkravene, der er direkte relateret til den endelige anvendelse af produktet, skal ingeniøren også være opmærksom på funktionerne og begrænsningerne af de CNC-værktøjsmaskiner, der skal bruges til faktiske skæreoperationer. Ingeniører skal konvertere den originale CAD-modelfil til et CNC-kompatibelt format, såsom open source-trin eller IGES-format, eller til et mere begrænset format, såsom IPT eller sat. Det er også en bedste praksis for ingeniører at lave tekniske tegninger, der sendes med digitale CAD-instruktioner. Disse tegninger bruges til at verificere designtolerancer og geometri. Hjælp maskinmesteren med at identificere de fremtrædende træk ved delen; og fungere som den egentlige kilde til validering, når der opstår problemer.
Syv regler for CNC-bearbejdningsprocessen
Regel 1: alle veje fører til radius
Da de fleste bor er cylindriske i designet, betyder det, at alle interne snit, du laver, også vil producere buede hjørner/kanter, også kendt som afrundede hjørner. Når du designer dele med indvendig filet, skal du følge princippet om "større er bedre". Den resulterende vinkel vil være halvdelen af diameteren af det anvendte værktøj.
Brug en ikke-standard radius, såsom 1.25 mm i stedet for 1 mm, for at tillade en vis værktøjsafstand til at skære hjørner. Hvor det er muligt, bør der også anvendes forskellige væg- og gulvradier til design, så det samme værktøj kan bruges under hele processen.
Den præcise måling af det indre hjørne vil være relateret til dybden af det hulrum, der bearbejdes. Ved indsættelse af indvendige hjørner og kanter skal radius være større end en tredjedel af hulrummets dybde.
Regel 2: retvinklet underskæring
For at skabe rette vinkler i CNC-bearbejdede dele er det bedre at tilføje underskæringer til designet i stedet for at forsøge at reducere radius af hjørner for at opnå lignende resultater. For at undgå de ekstra omkostninger til specialværktøj, design underskårne slidser i standardstørrelse, dvs. 3 mm til 40 mm brede i millimeter. På grund af formen på det anvendte værktøj skal underskæringen være så lavt som muligt. Den maksimale dybde, som underskæringsværktøjet kan nå, vil være det dobbelte af værktøjshovedets bredde.
Regel 3: fileter kan forårsage huller
Hulrummet / hulrummets dybde er normalt relateret til diameteren af det værktøj, der bruges til at fremstille inderfileten. Som en vejledning bør rilledybden være op til 3-4 gange værktøjets diameter. Hvis dybden overstiger 6 gange værktøjets diameter, kræves et større værktøj. Dette vil ofre din hjørneradius. Kavitetens bredde bør også tages i betragtning ved bearbejdning af hulrummet. Det er bedst at holde dybden på 4 gange bredden, hvilket er en god guide.
Regel 4: høje træk, dårlige vibrationer
Ligesom med dybden af hulrum og pit, er den maksimale højde af høj træk 4 gange trækbredde højst. Jo højere funktionen er, jo lettere er det at vibrere, hvilket reducerer bearbejdningsnøjagtigheden af dele.
Regel 5: undgå tynde vægge
Generelt er det bedre at bruge tykkere vægge i deldesign. Som med høje vægge øges vibrationen, når der laves tyndvæggede elementer. Varme skal også tages i betragtning ved forarbejdning af plast. På grund af skærehovedets friktion vil den tyndere væg være lettere at blødgøre og vride. Som en vejledning bør minimumstykkelsen af plastvæggen være mellem 1.0 og 1.5 mm. Den mindste vægtykkelse i metaldele kan være mellem 0.5 mm og 0.8 mm. Hvis vægge understøttes, bør de være tykkere eller højere for at undgå vibrationer og rystelser.
Regel 6: Følg standarden ved boring
Der er to slags huller at vælge i CNC fræsning: blindt hul og gennemgående hul. Uanset hvilken type der er valgt, er den anbefalede dybde og diameter den samme. Huldiameteren skal relateres til standardbitstørrelsen på 25.5 mm (diameter over 1 mm) og derover. Hullets nominelle dybde afhænger af hullets maksimale diameter. Typisk skabes hullets dybde lig med 10 gange hullets nominelle diameter.
Regel 7: Overholdelse af gevindstandarder
Det er også vigtigt at bevare standardstørrelsen, når du opretter tråde. Jo større tråden er, jo nemmere er behandlingen. Den maksimale længde bør opretholdes til 3 gange hullets nominelle diameter. Ekstra omkostninger undgås ved at beholde den færdige trådstørrelse i delen.
CNC materialevalg retningslinjer
Korrekt materialevalg er afgørende for CNC-bearbejdningsoperationer. Valget afhænger i høj grad af den påtænkte anvendelse af slutproduktet. Som en subtraktiv fremstillingsproces bruger CNC-bearbejdning råmaterialer såsom metaller eller plast til fremstilling af dele. Denne blok kaldes et materialeemne. Uanset hvilket materiale der bruges, er det meget vigtigt at vælge den korrekte emnestørrelse inden produktionsprocessen. Generelt anbefales det at vælge et emne med hver størrelse mindst 0.125 tommer (~ 0.3 cm) større end den endelige delstørrelse for at løse eventuelle uoverensstemmelser i råmaterialet. Samtidig er det vigtigt ikke at bruge for store emner for at minimere materialespild. En anden vigtig ting at huske, før du bestiller CNC-bearbejdede dele, er, at valget af materialer påvirker produktionstid og omkostninger. Dette skyldes, at nogle materialer kan bearbejdes bedre end andre, hvilket betyder, at de er nemmere at bearbejde. Hurtigere forarbejdningshastigheder udmønter sig i sidste ende til lavere produktionsomkostninger.
Metaller bruges hovedsageligt i applikationer, der kræver høj styrke, hårdhed og varmebestandighed. Plast er letvægtsmaterialer med en lang række fysiske egenskaber, som normalt bruges på grund af deres kemiske resistens og elektriske isoleringsegenskaber. Materialeegenskaber af interesse er mekanisk styrke (udtrykt som trækstyrke), bearbejdelighed (bearbejdelighed påvirker CNC-priser), materialeomkostninger, hårdhed (hovedsageligt for metaller) og temperaturbestandighed (hovedsageligt for plast).
Du skal undersøge en række materialeegenskaber for at bestemme, hvilket materiale der er bedst egnet til dit design, såsom:
trækstyrke
hårdhed
Det er let at betjene
Kemisk resistens
Rustbeskyttelse
Termisk ydeevne
metal dele
Generelt er metaller med høj duktilitet lettere at behandle, fordi CNC-fræsere kan skære metal lettere og opnå højere effektivitet. For eksempel er messing et af de nemmeste metaller at behandle på grund af dets gode duktilitet. Aluminiumslegering er også meget velegnet til CNC-bearbejdning, så det kan forkorte produktionstiden. Stål er på den anden side et solidt metal med meget lavere bearbejdelighed end aluminium, hvilket betyder lavere produktivitet og højere omkostninger. Det er dog vigtigt at huske, at forskellige stålkvaliteter har forskellige niveauer af bearbejdelighed, afhængigt af deres kulstofindhold. Stål med meget lavt og meget højt kulstofindhold er normalt vanskelige at bearbejde. For eksempel er rustfrit stål 304 med et lavt kulstofindhold svært at bearbejde, fordi det bliver klistret og hærder for hurtigt. Tilsætningsstoffer som svovl og fosfor gør rustfrit stål nemmere at bearbejde, såsom rustfrit stål 303. Ud fra et bearbejdningssynspunkt tager kulstofstål normalt fire gange så lang tid som aluminium, mens rustfrit stål tager dobbelt så lang tid.
Plastdele
Selvom termoplastisk plast kan bearbejdes, kan polymerers materialeegenskaber udgøre udfordringer for CNC-bearbejdning. For det første, på grund af den dårlige varmeledningsevne, vil mange termoplastiske plasttyper smelte eller deformeres, når de kommer i kontakt med CNC fræser eller bor. For dele, der ikke kræver metalstyrke og stivhed, tilbyder termoplast en billigere løsning. Inden for termoplastområdet har Delrin (POM), højdensitetspolyethylen (HDPE) og ABS god bearbejdelighed. Selvom peek, ULTEM, nylon og mange kompositter er populære på grund af deres styrke og holdbarhed, er de sværere at behandle.
Aluminium legering
Aluminiumslegering har fremragende styrke / vægtforhold, høj termisk ledningsevne og ledningsevne og naturlig korrosionsbestandighed. De er nemme at behandle og lave batch-omkostninger, så de er ofte den mest økonomiske mulighed for at skabe brugerdefinerede metaldele og prototyper. Aluminiumslegeringer har normalt lavere styrke og hårdhed end stål, men kan anodiseres for at danne et hårdt beskyttende lag på dets overflade.
Aluminiumslegering 6061 har den mest fremragende skærestyrke end andre aluminiumslegeringer.
Aluminium 6082 sammensætning og materialeegenskaber svarer til 6061. Det opfylder europæiske standarder og er derfor mere almindeligt anvendt i Europa.
Aluminium 7075 er den mest almindeligt anvendte legering i rumfartsapplikationer, fordi den har fremragende træthedsegenskaber for stål og kan varmebehandles for at opnå høj styrke og hårdhed, så det er vigtigt at reducere vægten.
Aluminium 5083 har højere styrke og fremragende havvandsbestandighed end de fleste andre CNC-aluminiumbearbejdninger og bruges derfor ofte i arkitektoniske og marine applikationer. Det er også et godt valg til svejsning.
Materialeegenskaber:
Typisk densitet af aluminiumslegering: 2.65-2.80 g/cm3
Den kan anodiseres
Ikke-magnetisk
rustfrit stål
Rustfri stållegeringer har høj styrke, høj duktilitet, fremragende slidstyrke og korrosionsbestandighed og er nemme at svejse, bearbejde og polere. Afhængigt af deres sammensætning kan de (dybest set) være umagnetiske eller magnetiske.
Rustfrit stål 304 er den mest almindelige rustfri stållegering med fremragende mekaniske egenskaber og god bearbejdelighed. Det er modstandsdygtigt over for de fleste miljøforhold og ætsende medier.
Rustfrit stål 316 er en anden almindelig rustfri stållegering med mekaniske egenskaber svarende til 304. Selvom den har højere korrosions- og kemikaliebestandighed, især til saltopløsninger (f.eks. havvand), foretrækkes den normalt til brug i barske miljøer.
Rustfrit stål 2205 duplex rustfrit stål er den rustfri stållegering med højeste styrke (to gange af andre almindelige rustfri stållegeringer) og har fremragende korrosionsbestandighed. Det bruges i barske miljøer og har mange anvendelser i olie- og gasindustrien.
Rustfrit stål 303 har fremragende sejhed, men har lavere korrosionsbestandighed end 304. På grund af dets fremragende bearbejdelighed bruges det ofte i masseapplikationer såsom møtrikker og bolte til rumfartsapplikationer.
De mekaniske egenskaber af 17-4 rustfrit stål (SAE 630 kvalitet) er sammenlignelige med 304. Det kan udfældningshærdes i meget høj grad (sammenlignet med værktøjsstål) og har fremragende kemisk resistens, hvilket gør det velegnet til meget højtydende applikationer, såsom fremstilling af turbinevinger.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 7.7-8.0 g/cm3
Ikke-magnetisk rustfri stållegering: 304, 316, 303
Elektromagnetisk rustfri stållegering: 2205 duplex, 17-4
Lavt kulstofstål {mildt stål}
Lavt kulstofstål, også kendt som lavt kulstofstål, har gode mekaniske egenskaber, god bearbejdelighed og god svejsbarhed. På grund af deres lave omkostninger kan de bruges til generelle formål, herunder fremstilling af mekaniske dele, inventar og inventar. Lavt kulstofstål er modtageligt for korrosion og kemiske angreb.
Lavt kulstofstål 1018 er en generel legering med god bearbejdelighed og svejsbarhed, samt fremragende sejhed, styrke og hårdhed. Det er den mest almindeligt anvendte stållegering med lavt kulstofindhold.
Lavt kulstofstål 1045 er et medium kulstofstål med god svejsbarhed, god bearbejdelighed, høj styrke og slagfasthed.
Lavt kulstofstål A36 er et almindeligt konstruktionsstål med god svejsbarhed. Den er velegnet til forskellige industrielle og arkitektoniske applikationer.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 7.8-7.9 g/cm3
magnetisk
Legeret stål
Legeret stål indeholder andre legeringselementer ud over kulstof, hvilket forbedrer hårdhed, sejhed, træthed og slidstyrke. I lighed med stål med lavt kulstofindhold er legeret stål også modtageligt for kemisk korrosion og korrosion.
Legeret stål 4140 har gode overordnede mekaniske egenskaber, samt god styrke og sejhed. Denne legering er velegnet til mange industrielle anvendelser, men anbefales ikke til svejsning.
Legeret stål 4340 kan varmebehandles for at opnå høj styrke og hårdhed, samtidig med at god sejhed, slidstyrke og udmattelsesstyrke bevares. Denne legering er svejsbar.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 7.8-7.9 g/cm3
Magnetic
Værktøjsstål
Værktøjsstål er en slags metallegering med høj hårdhed, stivhed, slidstyrke og varmebestandighed. De bruges til at skabe fremstillingsværktøjer (deraf navnet), såsom forme, matricer og forme. For at opnå gode mekaniske egenskaber skal det varmebehandles.
Værktøjsstål D2 er en slags slidbestandig legering, dens hårdhed kan opretholdes ved 425 ° C. Det bruges normalt til at lave skærende værktøjer og matricer.
Værktøjsstål A2 er en slags lufthærdende almindeligt værktøjsstål, som har god sejhed og fremragende dimensionsstabilitet ved høj temperatur. Det bruges normalt til fremstilling af sprøjtestøbeforme.
Værktøjsstål O1 er en oliehærdende legering med høj hårdhed på 65 HRC. Almindeligvis brugt til skærende værktøjer og skærende værktøjer.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 7.8 g/cm3
Typisk hårdhed: 45-65 HRC
Messing
Messing er en metallegering med god bearbejdelighed og fremragende ledningsevne, som er meget velegnet til applikationer, der kræver lav friktion. Det bruges også ofte i arkitektur til at fremstille dele med et gyldent udseende til æstetiske formål.
Messing c36000 er en slags materiale med høj trækstyrke og naturlig korrosionsbestandighed. Det er et af de nemmeste materialer at behandle, så det bruges ofte i masseanvendelser.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 8.4-8.7 g/cm3
Ikke-magnetisk
Akryl
ABS er et af de mest almindelige termoplastiske materialer med gode mekaniske egenskaber, fremragende slagstyrke, høj varmebestandighed og god bearbejdelighed.
Den lave densitet af ABS gør den meget velegnet til lette applikationer. ABS-dele bearbejdet af CNC bruges normalt som prototyper før masseproduktion ved sprøjtestøbning.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 1.00-1.05 g/cm3
nylon
Nylon, også kendt som polyamid (PA), er en slags termoplast, som er meget udbredt i tekniske applikationer på grund af dets fremragende mekaniske egenskaber, gode slagstyrke, høje kemiske resistens og slidstyrke. Selvom det er nemt at absorbere og absorbere fugt.
Nylon 6 og nylon 66 er de mest almindeligt anvendte kvaliteter i CNC-bearbejdning.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 1.14 g/cm3
Polycarbonat fiber
Polycarbonat er en termoplast med høj sejhed, god bearbejdelighed og fremragende slagstyrke (bedre end ABS). Det kan farves, men det er normalt optisk gennemsigtigt, så det er meget velegnet til en bred vifte af applikationer, herunder væskeudstyr eller bilglas.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 1.20-1.22 g/cm3
POM (Delrin)
POM, hvis kommercielle navn er Delrin, er kendt som en teknisk termoplast med den højeste forarbejdelighed blandt plast.
POM (Delrin) er normalt det bedste valg ved CNC-bearbejdning af plastdele med høj præcision, høj stivhed, lav friktion, fremragende dimensionsstabilitet ved høj temperatur og meget lav vandabsorption.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 1.40-1.42 g/cm3
PTFE (Teflon)
PTFE, almindeligvis kendt som Teflon, er en teknisk termoplast med fremragende kemikalie- og varmebestandighed og den laveste friktionskoefficient i et kendt fast stof.
PTFE (polytetrafluorethylen) er en af de få plast, der kan modstå temperaturer over 200 OC og er en fremragende elektrisk isolator. Det har dog rene mekaniske egenskaber og bruges normalt som foring eller indsats i en samling.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 2.2 g/cm3
Polyethylen med høj densitet
Højdensitetspolyethylen (HDPE) er en slags termoplast med høj styrke til vægtforhold, høj slagstyrke og god vejrbestandighed.
HDPE er en letvægts termoplast, velegnet til udendørs brug og rørledningstransport. Ligesom ABS bruges det ofte til at skabe prototyper før sprøjtestøbning.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 0.93-0.97 g/cm3
PEEK
Peek er en højtydende teknisk termoplast med fremragende mekaniske egenskaber, termisk stabilitet over et bredt temperaturområde og fremragende modstandsdygtighed over for de fleste kemikalier.
Peek bruges ofte til at erstatte metaldele på grund af dets høje vægt/vægtforhold. Det giver også et medicinsk niveau, der gør kig velegnet til biomedicinske applikationer.
Materialeegenskaber:
Typisk massefylde: 1.32 g/cm3
Regeloversigt
Aluminium 6061 er det mest almindelige CNC-bearbejdningsmateriale med de laveste omkostninger.
POM (Delrin) er på grund af sin fremragende bearbejdelighed den mest økonomiske CNC-plast.
Vælg en metallegering til applikationer, der kræver høj styrke, hårdhed og/eller varmebestandighed.
Vælg plast med specielle materialekrav til letvægtsapplikationer eller præ-injektionsprototyper.
Anvendelsesområde af forskellige materialer
Aluminium
Nøgleydelse: Aluminium er højt værdsat for dets styrke til vægtforhold og korrosionsbestandighed. Det har også god termisk ledningsevne og ledningsevne.
Aluminium 6061-t6:6061 er en af de mest brugte aluminiumsvarianter og har været meget brugt. T6-mærket giver materialet en ultimativ trækstyrke på 276 MPa. Fælles anvendelse: Generelt
Aluminium 7075: ultimativ trækstyrke er 572 MPa, sammenlignelig med stål. Nyttig til applikationer med høj stress, dets anvendelse er begrænset af høje omkostninger. Almindelige anvendelser: rumfart, bil, skib
Aluminium 2024-T3: 2024-T3 2000-seriens legering har høj styrke vægtforhold, trækstyrke er 400-430 MPa, flydespænding er mindst 270-280 MPa. T3-certificering, opløsningsvarmebehandling og koldbearbejdning er blevet udført. Almindelige anvendelser: industrielle, rumfarts-, medicinske, elektroniske produkter.
Aluminium 5052: ved 117 MPa er udmattelsesstyrken af denne slags aluminiumslegering højere end for de fleste aluminiumslegeringer. Den har også fremragende modstandsdygtighed over for havvand og saltspray. Almindelige anvendelser: skib, rumfart, elektronik.
Aluminium mic-6: i lighed med 7000-seriens aluminiumslegering er mic-6 et støbt plademateriale, der almindeligvis anvendes i form og substrat. Almindelige anvendelser: rumfart, elektronik, gear.
Messing, bronze og kobber
Nøgletræk: rent kobber er et blødt og formbart metal med høj termisk og elektrisk ledningsevne. Messing og bronze er legeringer af kobber. Messing er en blanding af kobber og zink, og bronze er hovedsageligt kobber og tin. Generelt er messing værdsat for dets bearbejdelighed og høj styrkefastholdelse. Bronze har lav friktionsydelse og høj korrosionsbestandighed. Messing, bronze og kobber er normalt valgt til æstetiske formål.
C360 messing: C360 er et meget bearbejdeligt materiale med den laveste pris af alle messinglegeringer. Branche: industri, erhverv.
Messing 260: den mest formbare messinglegering 260 bruges mere end andre lignende produkter. Branche: industri, handel.
C932 M07 lejebronze : Til lette anvendelser er denne legering nem at forarbejde og korrosionsbestandig. Industri: generelt.
ETP kobber C110: denne legering har den højeste elektriske ledningsevne (100 % IACS) af alle metaller undtagen sølv (105 % IACS). Branche: el, byggeri, medicinsk.
Kobber 101: basismateriale til mange messing og bronze, kobber 101 har høj duktilitet (forlængelse 5% til 50%) og slagstyrke. Branche: elektronik, bil.
Stål
Nøglefunktioner: kan siges at give det bredeste udvalg af CNC-bearbejdningsmaterialer, stål har rustfrit stål, legering, værktøjer og lav-kulstofstål muligheder. Generelt har stål gode mekaniske egenskaber og er let at bearbejde.
Stål 1018: dette almindelige stål med lavt kulstofindhold er sejt og velegnet til formning og svejsning. Branche: generelt, gear, skrue, møtrik.
ASTM A36: et eksempel på lavt kulstofstål, A36 er en billig legering med gode mekaniske egenskaber, herunder ultimativ trækstyrke på 400-550 MPa og brudforlængelse på 20%. Branche: gear, byggeri.
Legeret stål 4130: denne multifunktionelle stållegering er optimeret med hensyn til sammensætning (styrkegrænse (670 MPa), sejhed (flydespænding 435 MPa) og bearbejdelighed). Branche: rumfart, olie og gas, bilindustrien.
Rustfrit stål 304: den mest almindelige variant af rustfrit stål og repræsentativ for den grundlæggende kvalitet af stål, legeringen har højere korrosionsbestandighed og lavere ledningsevne end de fleste andre stål. Den er ikke egnet til applikationer, der kræver svejsning. Branche: fødevarer, skrue, bil.
Rustfrit stål 17-4: dette udfældningshærdende rustfrit stål er kendt for sin høje styrke og mekaniske egenskaber og kan videreudvikles ved varmebehandling. Det har gode mekaniske egenskaber selv ved 600 grader Fahrenheit og har høj korrosionsbestandighed. Dette materiale kan fungere godt i barske miljøer. Industri: nuklear, marine, fødevarer og medicinsk.
Titanium
Nøglefunktioner: Selvom titanium er tungere end aluminium (men stadig lettere end stål), er titanium også kendt for sit fremragende vægt/styrkeforhold. På grund af deres hårdhed anses mange titaniumvarianter for at være svære at bearbejde.
Titanium klasse 2: Grade 2 er en almindelig form for dette metal med høj styrke (grænse 344 MPa) og fremragende korrosionsbestandighed. Det bruges normalt til at lave varmevekslere. Branche: rumfart, bilindustrien, kemikalier.
Titanium 6Al-4V: en anden almindeligt anvendt titanium-variant, denne legering er det bedste valg, når der kræves lav densitet (4.429 – 4.512 g/cm3) og fremragende korrosionsbestandighed. Branche: medicinsk, rumfart, marine, naturgas.
Zink legering
Nøgletræk: zink er ikke almindeligt anvendt i CNC-bearbejdning, fordi de fleste sorter er for sprøde til bearbejdning. I nogle specifikke former bliver materialet let at bearbejde og nemt at håndtere.
Zinklegeringsplade 500: en kontinuerligt støbt legering med bearbejdelig zink med god elektrisk ledningsevne og høj korrosionsbestandighed. Branche: arkitektur.
Plastic Materiale
Nøglefunktioner: let og robust, nogle industrielle plastik kan betragtes som billige alternativer til metaldele. Plast er meget udbredt i alle brancher.
Abs: denne almindelige højstyrke termoplast med elektrisk isolering er ideel til billige, lette forme og prototyper. Branche: generel, medicinsk, bilindustrien, elektronik.
Acetal: Delrin er den nemmeste plast at behandle. Den har fremragende stivhed (bøjningsstyrke 82.7 MPa), lav friktion og god fugtbestandighed. Branche: generelt, gear, elektronik, medicinsk, byggeri.
Nylon 6/6: almindeligt polyamid, nylon 6/6 (eller 66 for kort) har høj mekanisk styrke (66 MPa), stivhed og stabilitet under termisk og kemisk påvirkning. Branche: bil, elektronik, gear, rør.
Kig: denne avancerede termoplast kan bruges i alle slags lejligheder med høje mekaniske krav. Branche: medicin, rumfart, bilindustrien, elektronik.
Polycarbonat: almindeligvis kendt som PC, denne gennemsigtige plast har fremragende optiske egenskaber. Den er robust, let og robust med høj slagfasthed (600 – 850 J/M). Industri: generelt, elektronik, luftfart, bil, rørledning.
Efterbehandling
Efterbearbejdning efter bearbejdning kan ændre udseendet, overfladeruheden, hårdheden og kemikalieresistensen af de producerede dele. Det følgende er en kort oversigt over de mest almindelige overfladebehandlinger til CNC-bearbejdning.
bearbejdet
De bearbejdede dele har de strengeste tolerancer, fordi der ikke kræves yderligere arbejde på dem. Markeringen langs skæreværktøjets bane er dog synlig. Standardoverfladeruheden af bearbejdede dele er 3.2 μ m (125 μ in), som kan reduceres til 0.4 μ m (16 μ in) ved yderligere drift.
Den mest stringente dimensionelle tolerance.
Ingen ekstra omkostninger (standard overfladebehandling).
Perle sprængning
Perleblæsning tilføjer en ensartet mat eller satinfinish til de bearbejdede dele, hvilket eliminerer alle værktøjsmærker.
Perleblæsning bruges hovedsageligt til æstetiske formål, fordi den opnåede overfladeruhed ikke kan garanteres. Nøgleoverflader eller funktioner såsom huller kan maskeres for at undgå dimensionsændringer.
En behagelig mat eller satin finish.
Lavpris overfladebehandling.
Giv forskellig ruhed.
Anodisering (gennemsigtig eller farvet)
Anodisering tilføjer en tynd og hård ikke-ledende keramisk belægning på overfladen af aluminiumsdele for at forbedre deres korrosionsbestandighed og slidstyrke.
Kritiske områder kan maskeres for at opretholde strenge tolerancer. Anodiserede dele kan farves for at give en glat, smuk overflade.
Holdbart, smukt udseende.
Kan påføres lumen.
Kan farves til enhver Pantone nuance.
Hård belægning anodisering
Anodisering af hårde belægninger giver tykke keramiske belægninger med høj densitet, der giver fremragende korrosions- og slidbestandighed.
Anodisering af hård belægning er velegnet til funktionelle applikationer. En typisk belægningstykkelse på 50 μm påføres normalt ikke. Kritiske områder kan maskeres for at opretholde strenge tolerancer.
Høj slidstærk belægning til avancerede tekniske applikationer.
Kan påføres lumen.
God dimensionskontrol.
pulverlakering
Pulvercoating tilføjer et lag af stærk, slidbestandig og korrosionsbestandig beskyttende polymerbelægning på overfladen af dele.
Den kan påføres på dele af ethvert materiale og har en række forskellige farver at vælge imellem.
Robuste, slidbestandige og ætsende belægninger til funktionelle applikationer.
Det har højere slagfasthed end anodisering.
Kompatibel med alle metalmaterialer.
Silketryk
Serigrafi er en billig måde at printe tekst eller logo på overfladen af CNC-bearbejdningsdele til æstetiske formål.
Det kan bruges som supplement til andre finish såsom anodisering. Kun det trykte indhold kan påføres den ydre overflade af delen.
Udskriv tilpasset tekst eller logo til lav pris.
Fås i forskellige farver.
Tips til at reducere budgettet for dit CNC-projekt
Omkostningerne ved CNC-bearbejdningsdele afhænger af følgende faktorer:
Bearbejdningstid og modelkompleksitet: Jo mere kompleks delens geometri er, jo længere behandlingstid og jo højere omkostninger.
Opstartsomkostninger: Disse er relateret til forberedelse af CAD-filer og procesplanlægning, men omkostningerne er som udgangspunkt faste. Der er muligheder for at reducere enhedspriserne gennem stordriftsfordele.
Materialeomkostninger og overfladebehandling: Omkostningerne ved bulkmaterialer og den nemme behandling af materialer påvirker i høj grad de samlede omkostninger.
Lad os opsummere
Den 3-aksede CNC fræsemaskine kan lave dele med relativt enkel geometri til lave omkostninger og har fremragende nøjagtighed.
Enhedsprisen på CNC drejebænk er den laveste, men den er kun egnet til dele med rotationssymmetri.
Delene fremstillet af 5-akset CNC fræser med indeks har de egenskaber, at de ikke kan flugte med en af hovedakslerne hurtigt og har høj præcision.
Dele fremstillet af en kontinuerlig 5-akset CNC-fræser har en meget kompleks "organisk" geometri og glat kontur, men omkostningerne er høje.
Fræsning CNC-center kombinerer fordelene ved CNC-drejning og CNC-fræsning i ét system for at fremstille komplekse dele til lavere omkostninger end andre 5-aksede CNC-systemer.
CNC-bearbejdningsdele er meget udbredt i alle samfundslag. Hos ddprototype betjener vi en bred vifte af områder, herunder:
lægebehandling
bil
Cykel
robot
Luftfart
skib
landbrugsmaskiner
elektronisk produkt
Kamera og andre præcisionsfremstillingsdele i alle samfundslag
