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Selektiver Leitfaden für CNC-Bearbeitungsmaterialien
Es gibt ungefähr 21 Arten von CNC-Bearbeitungsmaterialien, die üblicherweise verwendet werden. In diesem Artikel wird detailliert vorgestellt, wie Sie das richtige Material auswählen, nachdem das Design festgelegt wurde, wodurch nicht nur die Anforderungen des Projekts erfüllt, sondern auch das Budget gespart werden kann. CNC-Bearbeitung ist eine vielseitige, hochpräzise traditionelle Fertigungstechnologie, die ein ideales Fertigungsverfahren für komplexe Teile ist, von einem Prototyp bis hin zur Kleinserien- und Großserienproduktion. Seit 1960 ist die CNC-Bearbeitung immer noch die ideale Option für kundenspezifische Teile. Wohl wissend, dass die CNC-Bearbeitung ein subtraktiver Prozess ist, was bedeutet, dass die Maschine ein festes Stück Material abschneidet, um ein Teil herzustellen, so dass die Materialauswahl ein äußerst wichtiger Teil jedes Herstellungsprozesses sein wird. Da die CNC-Bearbeitung mit Materialien kompatibel ist, die von technischen Kunststoffen bis hin zu Metallen reichen. Dies stellt Designer und F&E-Teams vor Herausforderungen bei der Auswahl von Materialien für CNC-Projekte. Lassen Sie uns als Nächstes verschiedene Schlüsselfaktoren besprechen, die bei der Auswahl des richtigen Materials berücksichtigt werden müssen.
Projektanforderungen
Angesichts der großen Auswahl an Materialoptionen, die für die CNC-Bearbeitung verfügbar sind, ist es wahrscheinlich, dass es mehr als ein Material gibt, das für Ihr Prototyping oder Ihre kundenspezifischen Massenteile geeignet ist. Die Suche nach dem am besten geeigneten CNC-Schneidstoff hängt jedoch von Ihren Prioritäten ab: Benötigen Sie ein Metall mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, wie z. B. eine Titanlegierung? Oder priorisieren Sie Geschwindigkeit und wählen ein besser bearbeitbares Material (wie Aluminium 6061) oder Kunststoff (wie ABS)? Oder möchten Sie nur einen Prototypen zum niedrigstmöglichen Preis bearbeiten lassen?
Anwendungen von CNC-Teilen.Ingenieure sollten die Endverwendung und den Zweck des Teils berücksichtigen, was einen großen Einfluss auf die Materialauswahl hat. Zum Beispiel sind Edelstahl und Kohlenstoffstahl für die CNC-Bearbeitung geeignet, aber nur Edelstahl hat eine natürliche Korrosionsbeständigkeit, eine falsche Stahlauswahl beeinträchtigt die Lebensdauer des Teils. Auch die Auswahl des Isoliermaterials für medizinische Beatmungsgeräte und Nikon-Kameras ist anders. Natürlich sollten auch FDA, FAA und alle branchenspezifischen Vorschriften berücksichtigt werden.
An die jeweilige Umgebung anpassen. Außenumgebungen und kontrollierte Innenumgebungen sind wichtige Faktoren, die die Lebensdauer von Teilen beeinflussen. Wenn Sie sich für ein oxidationsbeständiges Material entscheiden, behält es im Laufe der Zeit immer noch seine Integrität. Hartschaum ist ein gutes Beispiel für Feuchtigkeits- und Rostbeständigkeit und kann eine stabile Gesamtstruktur für lange Zeit aufrechterhalten.
Belastungsanforderungen. Hohe Belastungen führen dazu, dass sich einige Materialien verformen oder sogar brechen. Wenn Sie überlegen, welches Material für Ihre Teile verwendet werden soll, stellen Sie sicher, dass Sie Spannungsbelastungen berücksichtigt haben. Wenn Ihr Teil unter hoher Belastung arbeiten soll, benötigt das Material, aus dem es besteht, die Elemente, die erforderlich sind, um Belastungen zu widerstehen und Verformungen zu verhindern. Wie Edelstahl, Aluminium 7075 und verschiedene Legierungen.
Anforderungen an Zugfestigkeit und Temperatur. Der Ingenieur sollte bestimmen, welche Art von Festigkeit das Teil erfordert (Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit usw.) und wie viel es aushalten wird. Diese Parameter wirken sich auf den Materialbereich aus, der ausgewählt werden kann. Temperaturanforderungen schließen einige Materialien von vornherein aus; Fast alle Materialien dehnen sich bei Temperaturänderungen aus oder ziehen sich zusammen. Als Materialien für Präzisionsteile müssen inerte Metalle oder Kunststoffe gewählt werden.
Projektbudget. Meistens wirken sich die Materialkosten auf die Materialauswahl aus. Die Materialkosten sind besonders wichtig, wenn es um die CNC-Bearbeitung geht, da der Prozess relativ große Mengen an Ausschuss erzeugt. Einige Materialien sind sehr teuer (wie metallisches Titan, Kobalt-Nickel-Legierungen usw.), wenn man den Schrottausstoß betrachtet, der einen erheblichen Einfluss auf die Kosteneffizienz des Gesamtprojekts hat. Daher sollten Ingenieure ihr Budget sorgfältig prüfen, bevor sie die endgültige Entscheidung treffen.
Maßtoleranz. Unterschätzen Sie nicht die Bedeutung der Maßtoleranz, zusätzlich zur Beeinflussung des gesamten CNC-Bearbeitungsprozesses; es spielt auch eine wichtige Rolle bei der Materialauswahl. Und es hat Auswirkungen auf die CNC-Schneidmethode und welche Art von Werkzeugen und Maschinen verwendet werden, daher ist es am besten, die Toleranz sorgfältig zu überprüfen. Wenn die Toleranz angepasst oder gelockert werden kann, können Sie Geld sparen, indem Sie die Toleranz neu bewerten. Engere Toleranzen bedeuten normalerweise höhere Produktionskosten. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie genau die Toleranz für das von Ihnen benötigte Teil ist, wenden Sie sich einfach an den renommierten CNC-Bearbeitungsanbieter DDPrototype, um Ihnen bei der Ermittlung zu helfen.
Eigenschaften von CNC-Bearbeitungsmaterialien
Wir haben die relevanten Eigenschaften der gängigsten CNC-Materialien zusammengefasst, diese Daten zu den Materialeigenschaften wurden vom Materialhersteller gesammelt. Metall- und Kunststoffmaterialien werden zum Vergleich als der große Eigenschaftsunterschied getrennt. Metalle werden hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Festigkeit, Härte und Hitzebeständigkeit erfordern. Kunststoffe werden häufig wegen ihrer chemischen Beständigkeit und elektrischen Isoliereigenschaften verwendet. Die interessierenden Materialeigenschaften waren die mechanische Festigkeit (ausgedrückt als Streckgrenze), die Bearbeitbarkeit (die Leichtigkeit der Bearbeitung wirkt sich auf die CNC-Preisgestaltung aus), die Materialkosten, die Härte (hauptsächlich für Metalle) und die Temperaturbeständigkeit (hauptsächlich für Kunststoffe). Die gesammelten Informationen wurden in den folgenden Tabellen zusammengefasst. Eine detaillierte Beschreibung jeder Materialoption finden Sie im nächsten Abschnitt.
Übersichtstabelle für Metalle
| Werkstoff | Klasse | Stärke* | Härte+ | Bearbeitbarkeit | Kosten | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium | 6061 | Verwendung | Verwendung | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Allgemeine Zwecke Flugzeugkomponenten Automobilteile Fahrradrahmen Lebensmittelbehälter |
| 6082 | Verwendung | Verwendung | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Allzweck-Automobilteile Lebensmittelbehälter | |
| 7075 | Hoch | Verwendung | ★ ★ ★ ★ | $$ | Luft- und Raumfahrtkomponenten Automobilteile Marineanwendungen Sportgeräte | |
| 5083 | Verwendung | Niedrig | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Marineanwendungen Konstruktion Druckbehälter | |
| Edelstahl | 304 | Hoch | Verwendung | ★ ★ | $$ | Medizinische Geräte für allgemeine Zwecke Lebensmittelindustrie Marineanwendungen Chemische Verarbeitung |
| 316 | Hoch | Verwendung | ★ ★ | $$ | Ausrüstung für die Lebensmittelzubereitung Meeresanwendungen Architektur Chirurgische Implantate Chemikalienbehälter | |
| 2205 Duplex | Hoch | Hoch | ★ | $ $ $ | Öl und Gas Marineanwendungen Chemische Verarbeitung Wärmetauscher | |
| 303 | Hoch | Hoch | ★ ★ ★ | $$ | Flugzeugkomponenten Maschinenteile Muttern, Bolzen, Zahnräder, Buchsen | |
| 17 4 | Hoch | Sehr hoch | ★ ★ | $ $ $ | Turbinenschaufeln Marineanwendungen Chemische Behälter Öl und Gas Nukleare Anwendungen | |
| Baustahl | 1018 | Verwendung | Verwendung | ★ ★ ★ | $ | Allzweckmaschinenteile Vorrichtungen und Vorrichtungen |
| 1045 | Verwendung | Hoch | ★ ★ | $$ | Allgemeine Maschinenteile | |
| A36 | Hoch | Verwendung | ★ ★ ★ | $ | Teile für Baumaschinen Vorrichtungen und Vorrichtungen | |
| Legierter Stahl | 4140 | Verwendung | Hoch | ★ ★ | $$ | Allzweck-Maschinenteile Werkzeuge |
| 4340 | Hoch | Hoch | ★ ★ | $$ | Flugzeugfahrwerk Kraftübertragungswerkzeuge | |
| Werkzeugstahl | D2 | Hoch | Sehr hoch | ★ | $$ | Kaltbearbeitungswerkzeuge Matrizen & Stempel Schneidwerkzeuge & Messer |
| A2 | Hoch | Sehr hoch | ★ | $$ | Kaltbearbeitungswerkzeuge Matrizen & Stempel Schneidwerkzeuge & Messer | |
| O1 | Hoch | Sehr hoch | ★ | $$ | Kaltbearbeitungswerkzeuge Matrizen & Stempel | |
| Messing | C36000 | Verwendung | Verwendung | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Mechanische Teile Ventile & Düsen Architektur |
* : Zugfestigkeit – Mittel: 200–400 MPa, Hoch: 400–600 MPa + : Härte – Mittel: 50–90 HRB, Hoch: 90 HRB – 50 HRC, Sehr hoch: über 50 HRC
Übersichtstabelle für Kunststoffe
| Werkstoff | Stärke* | Betriebstemperatur+ | Bearbeitbarkeit | Kosten | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | Verwendung | max. 60 oC | ★ ★ ★ | $ | Automotive Elektronikgehäuse Rohre & Fittings Konsumgüter |
| Nylon | Hoch | max. 100 oC | ★ | $ | Autoteile Mechanische Teile Verbindungselemente |
| Polycarbonat (PC) | Hoch | max. 120 oC | ★ ★ | $ | Architektur Automotive Elektronikgehäuse Lebensmittelbehälter |
| POM (Delrin) | Verwendung | max. 82 oC | ★ ★ ★ ★ | $ | Mechanische Teile Elektronische Gehäuse Buchsen und Armaturen |
| PTFE (Teflon) | Niedrig | max. 260 oC | ★ ★ ★ ★ | $ | Hochtemperaturanwendungen Chemische Verarbeitung Elektronikgehäuse Lebensmittelverarbeitung |
| HDPE | Niedrig | max. 80 oC | ★ | $ | Chemikalienbehälter Rohre & Armaturen Konsumgüter |
| PEEK | Hoch | max. 260 oC | ★ ★ | $$ | Medizinische Anwendungen Chemische Verarbeitung Lebensmittelverarbeitung Hochdruckventile |
* : Zugfestigkeit – Niedrig: 5–30 MPa, Mittel: 30–60 MPa, Hoch: 60–100 MPa + : Empfohlene maximale Betriebstemperatur für Dauereinsatz
Übersicht gängiger CNC-Metalllegierungen
Aluminiumlegierungen. Aluminiumlegierungen haben eine ausgezeichnete Festigkeit, eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit und einen natürlichen Korrosionsschutz. Sie lassen sich leicht und mit geringen Massenkosten bearbeiten, sodass sie normalerweise die wirtschaftlichste Option für die Herstellung kundenspezifischer Metallteile und Prototypen sind. Die Festigkeit von Aluminiumlegierungen ist im Allgemeinen geringer als die von Stahl, aber sie können eloxiert werden, wodurch eine harte und schützende Schicht auf der Oberfläche entsteht.
Aluminiumlegierungen
Materialeigenschaften: Typische Dichte von Aluminiumlegierungen 2.65-2.80 g/cm3, eloxierbar, nicht magnetisch.
Aluminium 6061.Aluminium 6061 ist die am weitesten verbreitete Aluminiumlegierung mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften wie hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit.
Aluminium 7075.Aluminium 7075 hat hervorragende Ermüdungseigenschaften und kann auf eine hohe Festigkeit und Härte wärmebehandelt werden, die mit Stahl vergleichbar ist. Wird häufig in Luft- und Raumfahrtanwendungen wie Flugzeugflügeln verwendet.
Aluminium 2024.Aluminium 2024 hat eine hohe Hitzebeständigkeit, Schlagfestigkeit und hervorragende Ermüdungseigenschaften und wird im Allgemeinen in Militär- und Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet.
Aluminium 5052.Aluminium 5052 hat eine starke Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit. Es kann keine Wärmebehandlung durchführen, die normalerweise in Schiffsanwendungen verwendet wird.
Aluminium 6063.Aluminium 6063 hat eine mittlere Festigkeit und verstärkt die Legierung mit Wärmebehandlung. Wird häufig in Aluminiumrahmen für Türen, Fenster und Vorhangfassaden verwendet.
Rostfreier Stahl.
Edelstahl (SS) ist das am häufigsten verwendete Material in der CNC-Bearbeitung. Edelstahl umfasst eine breite Palette von Sorten wie SS303, SS304, SS316 usw. Der Unterschied aller Materialien im SS-Bereich liegt in der Menge des zugesetzten Dotierungsmaterials. Schwefel wird in SS303 für eine bessere Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit hinzugefügt. Nickel und Chrom werden in SS304 hinzugefügt, um die Festigkeit zu erhöhen und die magnetischen Eigenschaften zu verringern. SS316 kann jedoch durch Hinzufügen einer Molybdänlegierung aus Edelstahl in Marinequalität hergestellt werden, die bei der Herstellung großer Schiffe verwendet werden kann.
Materialeigenschaften: Typische Dichte 7.7–8.0 g/cm3, nichtmagnetische Edelstahllegierungen: 304, 316, 303, magnetische Edelstahllegierungen: 2205 Duplex, 17-4.
Edelstahl 304.Edelstahl 304 als der gebräuchlichste Edelstahl hat eine hervorragende Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Edelstahl 316.Edelstahl 316 ist eine weitere gebräuchliche Edelstahllegierung mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften wie 304. Er hat jedoch eine höhere Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit, insbesondere gegenüber Salzlösungen (z. B. Meerwasser), weshalb er häufig für Anwendungen in rauen Umgebungen bevorzugt wird.
Edelstahl 2205 Duplex.Edelstahl 2205 Duplex ist die Edelstahllegierung mit der höchsten Festigkeit (doppelt so hoch wie bei anderen gängigen Edelstahllegierungen) und hat eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Es wird in rauen Umgebungen mit vielen Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt.
Edelstahl 303.Edelstahl 303 hat eine ausgezeichnete Zähigkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu 304. Aufgrund seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit wird er häufig in Massenanwendungen verwendet, wie z. B. bei der Herstellung von Schrauben und Muttern für Luft- und Raumfahrtanwendungen.
Edelstahl 17-4.Edelstahl 17-4 (SAE-Klasse 630) hat mechanische Eigenschaften, die mit 304 vergleichbar sind. Er kann zu einem sehr hohen Grad ausscheidungsgehärtet werden (vergleichbar mit Werkzeugstählen) und hat eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit, wodurch er für sehr leistungsstarke Anwendungen geeignet ist.
Baustahl
Weichstahl hat gute mechanische Eigenschaften, gute Bearbeitbarkeit und gute Schweißbarkeit. Aufgrund ihrer geringen Kosten finden sie allgemeine Anwendungen, einschließlich der Herstellung von Maschinenteilen, Vorrichtungen und Vorrichtungen. Weichstähle sind anfällig für Korrosion und Angriffe durch Chemikalien.
Materialeigenschaften: Typische Dichte 7.8–7.9 g/cm3, magnetisch.
Baustahl 1018.Weichstahl 1018 ist eine allgemein verwendbare Legierung mit guter Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit und ausgezeichneter Zähigkeit, Festigkeit und Härte.
Baustahl 1045.Weichstahl 1045 ist ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit guter Schweißbarkeit, guter Bearbeitbarkeit und hoher Festigkeit und Schlagfestigkeit. Wird normalerweise zur Herstellung von Muttern, Bolzen, Zahnrädern, Wellen, Pleuelstangen und anderen kleinen Maschinenteilen verwendet.
Baustahl A36.Baustahl A36 ist ein gängiger Baustahl mit guter Schweißbarkeit. Es eignet sich für eine Vielzahl von Industrie- und Bauanwendungen.
Legierter Stahl
Legierter Stahl enthält neben Kohlenstoff weitere Legierungselemente, was zu einer verbesserten Härte, Zähigkeit, Ermüdung und Verschleißfestigkeit führt, aber legierter Stahl ist anfällig für Korrosion und Angriffe durch Chemikalien.
Materialeigenschaften: Typische Dichte 7.8–7.9 g/cm3, magnetisch.
Legierter Stahl 4140.Legierter Stahl 4140 mit guter Festigkeit und Zähigkeit. Diese Legierung eignet sich für viele industrielle Anwendungen, wird jedoch nicht zum Schweißen empfohlen.
Legierter Stahl 4340.Legierter Stahl 4340 kann auf ein hohes Maß an Festigkeit und Härte wärmebehandelt werden, während eine gute Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit erhalten bleiben. Diese Legierung ist schweißbar.
Werkzeugstähle
Werkzeugstähle sind Metalllegierungen mit außergewöhnlich hoher Härte, Steifigkeit, Abriebfestigkeit und Wärmebeständigkeit. Sie werden verwendet, um Fertigungswerkzeuge (daher der Name) wie Matrizen, Stempel und Formen herzustellen. Um ihre guten mechanischen Eigenschaften zu erreichen, müssen sie einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Materialeigenschaften: Typische Dichte 7.8 g/cm3, Typische Härte: 45-65 HRC.
Werkzeugstahl D2.Der Werkzeugstahl D2 ist eine verschleißfeste Legierung, die ihre Härte bis zu einer Temperatur von 425 °C behält. Es wird üblicherweise zur Herstellung von Schneidwerkzeugen und Matrizen verwendet.
Werkzeugstahl A2.Werkzeugstahl A2 ist ein luftgehärteter Allzweck-Werkzeugstahl mit guter Zähigkeit und ausgezeichneter Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen. Es wird üblicherweise zur Herstellung von Spritzgusswerkzeugen verwendet.
Werkzeugstahl O1.Werkzeugstahl O1 ist eine ölgehärtete Legierung mit einer hohen Härte von 65 HRC. Wird häufig für Messer und Schneidwerkzeuge verwendet.
Messing
Messing ist eine Metalllegierung mit guter Bearbeitbarkeit und ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit. Es wird häufig in der Architektur verwendet, um aus ästhetischen Gründen Teile mit einem goldenen Aussehen zu schaffen. Gängige Messingsorten sind C35300 und C36000.
Materialeigenschaften: Typische Dichte 8.4–8.7 g/cm3, nicht magnetisch.
Messing C35300.Messing C35300 hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit.
Messing C36000.Messing C36000 mit hoher Zugfestigkeit und natürlicher Korrosionsbeständigkeit. Es ist eines der am leichtesten bearbeitbaren Materialien und wird daher häufig für Anwendungen mit hohen Stückzahlen verwendet.
Titanlegierungen
Titan ist außerdem biokompatibel und eignet sich für die Herstellung medizinischer Geräte wie künstliche Knochen. Titan kann geschweißt, passiviert und eloxiert werden, um den Schutz zu erhöhen und das Aussehen zu verbessern.
Materialeigenschaften: Typische Dichte 4.5–4.51 g/cm3, nicht magnetisch
Titan ist nicht besonders poliert und ein schlechter elektrischer Leiter, aber ein guter Wärmeleiter.
Ingenieure sollten sich auch der Herausforderungen der CNC-Bearbeitung von Titan bewusst sein, da die Bearbeitung schwierig ist und ein spezielles Schneidwerkzeug erfordert.
Magnesium
Magnesium ist das leichteste Metall, das häufig für die Präzisions-CNC-Bearbeitung verwendet wird. Das spezifische Gewicht von Magnesium beträgt etwa 2/3 von Aluminium und 1/4 von Eisen.
Materialeigenschaften: Typische Dichte 1.8 g/cm3, nicht magnetisch
Magnesium hat eine hervorragende Bearbeitbarkeit, Festigkeit und Robustheit, wodurch es in zahlreichen Industriezweigen weit verbreitet ist. Wenn Sie möchten, dass Ihre kundenspezifischen Teile eine Kombination aus geringem Gewicht, hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit, guter Wärmeableitung, größerer Schlagbelastbarkeit als Aluminiumlegierungen und Korrosionsbeständigkeit aufweisen, dann sind Magnesiumlegierungen sehr gute Optionen. Teile aus Magnesiumlegierungen, die häufig in Fahrzeugen mit neuer Energie, in der Pharmazie und Chemie, in der Luft- und Raumfahrtindustrie, in 3C-Produkten, Robotern und anderen Bereichen eingesetzt werden.
Magnesiumlegierung ist ein aktives Metall, das in der Luft chemische Reaktionen hervorrufen kann und leicht zu oxidieren ist. Um die Lebensdauer des Teils zu verbessern, ist normalerweise eine professionelle Oberflächenbehandlung erforderlich, z. B. Mikrolichtbogenoxidation, Galvanisierung, Lackierung, Pulverbeschichtung, Passivierung usw., um die Praktikabilität zu maximieren.
Die Lagerung von Magnesiumlegierungen muss bei niedriger Temperatur abgedichtet sein, und Feuerlöscher vom Typ D und Sandhaufen sollten der Brandbekämpfung vorbehalten sein. Im CNC-Bearbeitungsprozess darf die Geschwindigkeit nicht zu hoch sein; Andernfalls kann es während des Bearbeitungsprozesses zu einem Brand kommen. Außerdem müssen Sie eine spezielle Schneidflüssigkeit aus einer Magnesiumlegierung verwenden.
Inconel
Inconel ist eine Hochtemperaturlegierung, die in den letzten Jahren aufgrund ihrer vielen besonderen Eigenschaften an Popularität gewonnen hat. Inconel-Teile eignen sich für Umgebungen, die Wasserkorrosion oder Oxidation ausgesetzt sein können. Es ist auch ideal für Umgebungen, in denen Teile extremem Druck und Hitze ausgesetzt sein können.
Zusätzlich zu den oben genannten Materialien gibt es mehrere Materialien, die mit Präzisions-CNC-Bearbeitungsprozessen kompatibel sind. Wie Hartmetall, Wolfram, Palladium, Invar, Nickel, Niob, Stahllegierungen, Beryllium, Kobalt, Iridium und Molybdän. Nach Betrachtung des Anwendungsbereichs des Sonderteils ist es entscheidend, aus mehreren Optionen das richtige Material auszuwählen, da es den Erfolg des CNC-Bearbeitungsprozesses und auch die Kosten bestimmt.
Überblick über häufig verwendete Kunststoffmaterialien in der CNC-Bearbeitung
CNC-Maschinen können den Kunststoff auch schneiden. In den meisten Fällen können die folgenden 7 Kunststoffe aus Kosten-, Elektroisolations- oder anderen Gründen bevorzugt werden. Wenn das endgültige Teil spritzgegossen wird, ist Kunststoff normalerweise ein geeignetes Prototypenmaterial.
ABS
Materialeigenschaften: Typische Dichte 1.00-1.05 g/cm3
ABS ist eines der am häufigsten verwendeten thermoplastischen Materialien mit guten mechanischen Eigenschaften, ausgezeichneter Schlagzähigkeit, hoher Hitzebeständigkeit und guter Bearbeitbarkeit. Und weit verbreitet in der Spritzguss-Massenproduktion.
Nylon
Materialeigenschaften: Typische Dichte 1.14 g/cm3.
Nylon ist auch als Polyamid (PA) bekannt und ist ein Thermoplast, der aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften, seiner guten Schlagzähigkeit und seiner hohen Chemikalien- und Abriebbeständigkeit häufig für technische Anwendungen verwendet wird. Es ist jedoch anfällig für Wasser- und Feuchtigkeitsaufnahme. Nylon 6 und Nylon 66 sind häufig verwendete Sorten in der CNC-Bearbeitung.
Polycarbonat
Materialeigenschaften: Typische Dichte 1.20-1.22 g/cm3.
Polycarbonat ist ein Thermoplast mit hoher Zähigkeit, guter Bearbeitbarkeit und ausgezeichneter Schlagzähigkeit (besser als ABS). Es kann gefärbt werden, ist aber normalerweise optisch transparent, wodurch es sich ideal für eine Vielzahl von Anwendungen eignet, darunter Fluidikgeräte oder Automobilverglasung.
POM (Delrin)
Materialeigenschaften: Typische Dichte 1.40-1.42 g/cm3.
POM ist allgemein unter dem Handelsnamen Delrin bekannt und ist ein technischer Thermoplast mit der besten Bearbeitbarkeit unter den Kunststoffen. POM (Delrin) ist oft die beste Wahl bei der CNC-Bearbeitung von Kunststoffteilen, die hohe Präzision, hohe Steifigkeit, geringe Reibung, hervorragende Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen und sehr geringe Wasseraufnahme erfordern.
PTFE (Teflon)
Materialeigenschaften: Typische Dichte 2.2 g/cm3.
PTFE ist allgemein als Teflon bekannt und ist ein technischer Thermoplast mit ausgezeichneter chemischer und thermischer Beständigkeit und dem niedrigsten Reibungskoeffizienten aller bekannten Feststoffe. PTFE (Teflon) ist einer der wenigen Kunststoffe, der Betriebstemperaturen über 200 °C standhält und ein hervorragender elektrischer Isolator ist.
HDPE
Materialeigenschaften: Typische Dichte 0.93-0.97 g/cm3.
Polyethylen hoher Dichte (HDPE) ist ein Thermoplast mit einem hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, hoher Schlagzähigkeit und guter Witterungsbeständigkeit. HDPE ist ein leichter Thermoplast, geeignet für den Außenbereich und Rohrleitungen.
PEEK
Materialeigenschaften: Typische Dichte 1.32 g/cm3.
PEEK ist ein technischer Hochleistungsthermoplast mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, thermischer Stabilität über einen sehr weiten Temperaturbereich und ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber den meisten Chemikalien. PEEK wird aufgrund seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses häufig als Ersatz für Metallteile verwendet. Es sind auch medizinische Qualitäten erhältlich, wodurch PEEK auch für biomedizinische Anwendungen geeignet ist.
Andere CNC-Bearbeitungsmaterialien
Darüber hinaus werden in der CNC-Bearbeitung auch häufig verwendete Metalle und Kunststoffe, Holz und Schaumstoffe verwendet, jedoch normalerweise nicht als bevorzugtes Material.
Holz.Holz ist normalerweise weniger Auswahl, nur Hartholz, Sperrholz, Weichholz usw.
Hartschaum.Hartschaum dient als Schaumstoff mit dem höchsten Dämmwert. Es kann bei Temperaturen von bis zu -100 °F und bis zu 200 °F eingesetzt werden. Hartschaum hat auch einen höheren R-Wert, was es zu einer erstklassigen Wahl für Böden, Wände und andere strukturbasierte Produkte macht, die standhalten müssen Feuchtigkeit.
Schnitzschaum.Schnitzschaum kann nahezu jede Form annehmen. Aufgrund seiner Flexibilität wird es normalerweise als Modell für Formen verwendet, aber es wird auch in Komponenten wie Dichtungen und Siegeln verwendet. Schnitzschaum enthält Polyisocyanurat, das dicht und widerstandsfähig gegen extreme Temperaturen ist.
Phenole.Wenn Sie militärische Spezifikationen wie MIL-I-24768 erfüllen müssen, können Phenole diese Anforderung erfüllen. Es stehen mehrere zur Auswahl, wie CE, LE, G10, G10/FR4, G9, G11 und G7. Jeder hat seine eigenen Stärken. Beispielsweise ergibt das feine Gewebe aus Phenolleinen gute mechanische Eigenschaften, Dimensionsstabilität und ein besseres Finish für bearbeitete Komponenten als CE-Material. Phenolleinen wird jedoch nicht für die elektrische Primärisolierung empfohlen. LE-Phenole erfüllen die Mil-I-24768/13 FBE-Anforderungen, während CE-Phenole die Mil-I-24768/14 FBG-Anforderungen erfüllen.
Zusammenfassung
Welches CNC-Bearbeitungsmaterial Sie letztendlich für Ihre Teile verwenden, hängt von dem Projekt ab, das Sie erstellen. Wir erstellen eine Zusammenfassung, die als kurze Anleitung zur Auswahl von CNC-Bearbeitungsmaterialien verwendet werden kann.
Gehen Sie nicht davon aus, dass Metalle Ihre beste Option sind. Nichtmetallische Materialien sind beliebt geworden, weil sie leicht und dennoch langlebig sind – wie Schaumstoff, den Sie in verschiedene Formen formen können. Auch Nichtmetalle behalten beim Schneiden kleine Details bei. Wenn Ihr Projekt wie eines aussieht, das von der Verwendung von Nichtmetallen profitieren könnte, können viele Optionen Ihrem Endprodukt zugute kommen.
Aluminium 6061 ist das gebräuchlichste Metallmaterial für die CNC-Bearbeitung zu den niedrigsten Kosten.
POM (Delrin) ist aufgrund seiner hervorragenden Zerspanbarkeit der wirtschaftlichste CNC-Kunststoff.
Wenn Teile mit hoher Festigkeit, Härte oder hoher Temperaturbeständigkeit angefordert werden, werden Legierungen bevorzugt.
ABS ist die ideale Option für Leichtbauanwendungen, CNC-bearbeitete ABS-Teile werden häufig als Prototypen vor der Massenproduktion im Spritzgussverfahren verwendet.
Dies ist keine vollständige Liste von CNC-Bearbeitungsmaterialien, und die CNC-Bearbeitung ist ein vielseitiger Herstellungsprozess, der eine gründliche Bewertung der Projektanforderungen erfordert, um das am besten geeignete Material für das Teil auszuwählen. Dennoch bleibt es eine Herausforderung, das ideale Gleichgewicht zwischen Kosten, Qualität und Zeit zu erreichen.
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