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La guía completa para el mecanizado CNC
Este artículo presenta la guía completa de Mecanizado CNC en detalle, incluidas las ventajas y desventajas, las reglas y técnicas de diseño, la selección de materiales, la reducción de costos, el servicio de acabado, etc., para ayudar a los diseñadores de todo el mundo a transformar sus ideas en piezas ideales de plástico o metal. COMO en línea servicio de mecanizado cnc tienda, creemos que pedir piezas personalizadas debe ser simple, rápido y directo. el concepto de DDPROTOTYPE es proporcionar la debida contribución al mundo Fabricación industria, comprometida con la mecanizado de prototipos y Fabricación de bajo volumen de metales y plásticos. Tenemos 20 años de experiencia en mecanizado CNC, 3000 metros cuadrados de taller, docenas de máquinas CNC de 3 y 5 ejes y equipos auxiliares de Alemania, Estados Unidos y Japón, como máquinas EDM / WEDM de Japón y Hexagon CMM. Asegúrese de que toda la energía del diseñador se concentre en el diseño del producto. DDPROTOTYPE ya ha atendido a más de 350 clientes en más de 50 países de todo el mundo, incluidas muchas de las 500 empresas más importantes del mundo, como Areva, Olympus, ABB, etc. Deje que DDPROTOTYPE se convierta en parte de su cadena de suministro como su tienda de máquinas CNC en línea .
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¿Qué es el proceso de mecanizado CNC?
El mecanizado CNC procesa las materias primas en su forma final mediante la sustracción y eliminación de materiales. Perforación de orificios, canales o huecos para convertir piezas en bruto de metal o plástico en piezas con diferente conicidad, diámetro y forma. Esto contrasta marcadamente con otros tipos de procesamiento (p. ej., fabricación aditiva), en los que se agregan materiales y se superponen en capas para producir piezas de una forma específica. Esto también contrasta con el moldeo por inyección, en el que se utiliza un molde para inyectar material en diferentes estados del material y formar piezas con forma. El mecanizado CNC se usa ampliamente para varios materiales, incluidos metales, plásticos, madera, vidrio, espuma y otros materiales compuestos. Esta versatilidad hace que el mecanizado CNC sea una opción popular en toda la industria y permite a los diseñadores e ingenieros fabricar piezas de manera eficiente y precisa.
La operación de mecanizado CNC sigue cuatro etapas
Diseño de piezas
Las piezas producidas por mecanizado CNC generalmente comienzan con un software CAD como diseño inicial. Durante la fase de diseño, el ingeniero considerará cuidadosamente todos los aspectos del producto final requerido, como los parámetros para optimizar el rendimiento, las condiciones de trabajo de la pieza final y el nivel aceptable de variación de tolerancia.
Conversión de diseño
Después de la fase de diseño inicial, los modelos CAD deben convertirse en programas CNC funcionales utilizando software de fabricación asistida por computadora (CAM). El software CAM puede extraer los requisitos geométricos de los archivos del modelo CAD original y convertirlos en lenguajes de programación compatibles con CNC (como el código G o el código M), que determinarán el funcionamiento mecánico de la máquina.
Preparación de máquinas herramienta CNC
Luego, el operador de la máquina CNC debe configurar la máquina y los materiales de acuerdo con las especificaciones requeridas por el programa CNC. El operador se asegurará de que la herramienta de corte o perforación correcta esté correctamente instalada y combinada con el taladro o fresa de extremo apropiado. El operador también debe configurar la pieza de trabajo, por lo general en un accesorio fijo o montado directamente en una máquina herramienta CNC.
Realización de operaciones programadas
Finalmente, los operadores de máquinas CNC realizan los procesos mecánicos requeridos. Durante la operación, el programa CNC controla con precisión el movimiento de la máquina herramienta.
Ventajas del mecanizado CNC: oportuno, fiable, preciso y potente
fresado CNC y el torneado son procesos altamente precisos y repetibles. Se puede lograr una tolerancia de +/- 0.001 “- 0.005” según especificaciones. La máquina se puede programar para funcionar de forma fiable las 24 horas de la semana, los 7 días de la semana si es necesario, por lo que el fresado CNC es una de las mejores formas de producir piezas bajo demanda. Al usar herramientas estándar, el mecanizado CNC es particularmente valioso para crear piezas desechables personalizadas, como reemplazar piezas viejas o proporcionar a los clientes actualizaciones especializadas. También se puede considerar expandir la escala de producción de una sola pieza a más de 10000 unidades. Dependiendo de la cantidad, el tamaño y la complejidad del equipo, el tiempo de entrega de los componentes puede ser tan corto como un día. A través del transporte y la entrega, el plazo se puede cumplir en una semana.
Otra gran ventaja de la tecnología de mecanizado CNC son las propiedades mecánicas alcanzables. Todas las propiedades mecánicas deseables del metal o plástico seleccionado pueden conservarse cortando el material en blanco en lugar de deformarlo en caliente como en el moldeo por inyección o la fabricación aditiva. El fresado y torneado CNC puede procesar más de 50 metales, aleaciones y plásticos de grado industrial. Esta selección incluye aluminio, latón, bronce, titanio, acero inoxidable, peek, ABS y zinc. El único requisito de material para el mecanizado CNC es que las piezas tengan suficiente dureza para la fijación y el corte. Para obtener las piezas de mecanizado CNC más rentables, se sugiere ampliar la capacidad de producción para dispersar el costo de cada pieza. Cuando la cantidad de mecanizado CNC alcance decenas o cientos, el precio unitario disminuirá gradualmente. La producción en masa estructurada y el transporte de piezas CNC pueden ayudar a reducir el desperdicio o los costos de inventario.
Desventajas: el costo de la complejidad geométrica
Una desventaja cuando se utiliza el alto rendimiento del mecanizado CNC es que la complejidad geométrica tiene un costo. Las piezas simples y voluminosas son el mejor diseño para fresado y torneado CNC. Aunque el grado de uso de esta herramienta está relacionado con el número de ejes de la máquina herramienta, siempre existen algunas limitaciones de diseño debido a la influencia de la herramienta. En otras palabras, cuantos más ejes utilice, más compleja será la función. Otra compensación es que el costo inicial del procesamiento CNC puede ser alto. Debe haber profesionales capacitados para configurar, cargar y programar herramientas en tornos y fresadoras CNC. Afortunadamente, este costo es fijo, por lo que será más económico al usar la misma configuración para varias partes. También se puede ahorrar dinero reposicionando las piezas al mínimo. El mecanizado en ejes de 5 o más ejes a veces es más económico en geometría poliédrica porque no requiere el reposicionamiento manual de las piezas.
fresado CNC
En el fresado CNC, las piezas se instalan en la máquina y el material se elimina mediante una herramienta de corte rotativa. La siguiente es una descripción general del proceso de fresado CNC básico: Primero, el modelo CAD se transforma en una serie de comandos (códigos g) que pueden ser interpretados por la máquina CNC. Esto generalmente lo hace el operador en la máquina utilizando los dibujos técnicos provistos. Luego, se corta una pieza de material (llamada pieza en blanco o pieza de trabajo) en un tamaño determinado y luego se coloca en una plataforma construida usando un tornillo de banco o se monta directamente en la máquina. . El posicionamiento y la alineación precisos son la clave para fabricar piezas precisas, para lo cual se suelen utilizar herramientas de medición especiales.
A continuación, se utiliza una herramienta de corte especial para girar a una velocidad muy alta (kilo RPM) para eliminar el material de la pieza en bruto. Por lo general, se necesitan varias pasadas para crear una pieza diseñada. En primer lugar, el material se elimina rápidamente con baja precisión para proporcionar una geometría aproximada para la pieza en bruto. Luego se utilizan una o más pasadas de acabado para producir la pieza final. Si el modelo tiene características que la herramienta de corte no puede lograr en una sola configuración (por ejemplo, si la parte posterior tiene ranuras), debe voltear la pieza y repita los pasos anteriores.
Después del mecanizado, las piezas necesitan desbarbado. El desbarbado es un proceso manual para eliminar pequeños defectos que quedan en los bordes afilados debido a la deformación del material durante el mecanizado (p. ej., defectos debido a que la broca se encuentra lejos del orificio pasante). A continuación, si se especifican tolerancias en los dibujos técnicos, se comprueban las dimensiones clave. Luego, la pieza se puede usar o procesar posteriormente. La mayoría de los sistemas de fresado CNC tienen tres grados de libertad lineales: ejes X, Y y Z. Los sistemas más avanzados con cinco grados de libertad también permiten que la bancada y/o la barrena (ejes A y B) giren. El sistema CNC de 5 ejes puede producir piezas con una gran complejidad geométrica y eliminar la necesidad de una variedad de configuraciones de máquinas herramienta.
Torneado CNC
En el torneado CNC, las piezas se instalan en el mandril giratorio y las herramientas de corte fijas se utilizan para eliminar el material. De esta forma, se pueden realizar piezas simétricas a lo largo de su eje central. Las piezas torneadas suelen fabricarse más rápido (y más barato) que las piezas fresadas.
Este es un resumen de los pasos a seguir en el torneado CNC:
En primer lugar, el código G se genera a partir del modelo CAD y luego se carga el cilindro con el diámetro adecuado en la máquina herramienta CNC.
La pieza comienza a girar a alta velocidad y la herramienta de corte estacionaria rastrea su perfil y elimina material gradualmente hasta que se crea la geometría del diseño. También se pueden hacer agujeros a lo largo del eje central usando un taladro central y una herramienta de corte interna.
Si es necesario voltear o mover la pieza, repita el proceso. De lo contrario, las piezas se pueden cortar del stock y se pueden usar o procesar posteriormente.
Una pieza de torneado CNC típica se fabrica eliminando material de una pieza cilíndrica en bruto.
Generalmente, los sistemas de torneado CNC (también conocidos como tornos) se utilizan para fabricar piezas con perfiles cilíndricos. Las piezas no cilíndricas se pueden fabricar utilizando un moderno centro de torneado CNC multieje equipado con herramientas de fresado CNC. Estos sistemas combinan la alta productividad del torneado CNC con las funciones de fresado CNC y pueden producir varias geometrías con simetría rotacional, como el árbol de levas y el impulsor del compresor radial. En la operación de torneado CNC, cuando la pieza de trabajo gira a alta velocidad en el husillo, la herramienta de corte permanece estacionaria. El torneado CNC puede producir rápidamente piezas cilíndricas con estricta tolerancia. Por ejemplo, los tornos CNC ddprototype pueden producir piezas de hasta 152 pulgadas de diámetro y 240 pulgadas de largo, manteniendo una tolerancia estricta de ± 0.001 pulgadas.
Debido a que el límite entre los sistemas de fresado y torneado es confuso, el resto de este documento se centra en el fresado CNC, ya que es un proceso de fabricación más común.
Tipos de máquinas herramienta CNC
Los tipos más comunes de máquinas CNC son aquellas que utilizan herramientas de corte para eliminar el exceso de material de la pieza de trabajo. Aunque las máquinas CNC funcionan con corte por chorro de agua y mecanizado por descarga eléctrica (EDM), esta guía se centrará en máquinas CNC de 3 ejes y de varios ejes.
Máquina herramienta CNC de 3 ejes
Las fresadoras CNC de 3 ejes son muy comunes porque se pueden usar para producir la geometría más común. Son relativamente fáciles de programar y operar, por lo que el costo de procesamiento inicial es relativamente bajo. El acceso a la herramienta puede ser una restricción de diseño en el fresado CNC. Dado que solo hay tres ejes disponibles, es posible que no se pueda acceder a algunas áreas. Si la pieza de trabajo solo necesita girarse una vez, esto no es un gran problema, pero si necesita girarse muchas veces, los costos de mano de obra y procesamiento aumentarán rápidamente. La máquina de 3 ejes permite que la herramienta de corte se mueva a lo largo de vectores tridimensionales rectos (arriba y abajo, izquierda y derecha, adelante y atrás).
Máquina herramienta CNC multieje
La máquina herramienta CNC multieje es similar a la máquina herramienta de 3 ejes, pero el grado de libertad del movimiento mecánico es mayor. Por ejemplo, las máquinas herramienta multieje pueden utilizar operaciones de corte rotatorio y diagonal. Hay tres tipos principales de máquinas herramienta CNC multieje:
Fresadora CNC indexable de 5 ejes
Incluso si la fresadora solo puede cortar a lo largo de tres ejes lineales durante la operación, el operador aún puede girar la cama y el cabezal de corte para el siguiente corte entre las dos operaciones, mejorando así la capacidad de formación.
Fresadora CNC continua de 5 ejes
Este tipo de máquina permite el movimiento continuo a lo largo de tres ejes lineales y dos ejes giratorios durante la operación. Esto permite al operador crear tablas muy complejas a partir del artefacto de destino.
El centro de torneado de fresado
El centro de torneado de fresado combina las funciones de torno CNC y fresadora CNC. La pieza de trabajo se puede girar a alta velocidad o se puede colocar con precisión en el husillo para la operación de fresado.
De todas las diversas configuraciones de máquinas, la configuración más simple es el fresado CNC de 3 ejes, que suele ser la forma más económica de fabricar piezas simples con tolerancias altas. Cuando se requieren piezas de trabajo cilíndricas, como tornillos y acoplamientos, el torneado CNC en un torno también es un proceso muy competitivo en cuanto a costos. Generalmente, para piezas similares, el coste de un torno es un 15% inferior al de una máquina herramienta de tres ejes.
Cuando se utiliza el mecanizado CNC de 5 ejes, hay dos opciones: fresado CNC de 5 ejes indexado y fresado CNC continuo de 5 ejes. En el fresado CNC de 5 ejes, la pieza de trabajo girará automáticamente, lo que facilita que el cortador utilice la función de fresado. Las dos direcciones adicionales de movimiento se logran entre los pasos de fresado sin quitar la pieza de su fijación. La diferencia del fresado CNC continuo de 5 ejes es que la máquina puede moverse en todas las direcciones al mismo tiempo al cortar la pieza de trabajo. Ambos procesos eliminan los mayores costos y los posibles errores humanos asociados con el reposicionamiento manual de la pieza de trabajo. Debido a estas ventajas, el mecanizado de cinco ejes es la mejor solución para piezas complejas. En comparación con la fresadora CNC de 3 ejes "básica", el costo del mecanizado de 5 ejes aumenta, y la fresadora CNC de 5 ejes indexada es la más económica de las dos. El costo del fresado CNC continuo de 5 ejes suele ser más de un 20% más alto que el de la máquina herramienta indexada de 5 ejes, que es aproximadamente el doble del costo del fresado estándar de 3 ejes.
Diseño de piezas de mecanizado CNC: diseño de modelos CAD
El concepto de CAD es punto de mecanizado. Además de los requisitos de diseño directamente relacionados con la aplicación final del producto, el ingeniero también debe prestar atención a las funciones y limitaciones de las máquinas herramienta CNC que se utilizarán para las operaciones de corte reales. Los ingenieros deben convertir el archivo del modelo CAD original a un formato compatible con CNC, como el paso de código abierto o el formato IGES, o a un formato más restringido, como IPT o sat. También es una buena práctica que los ingenieros creen dibujos técnicos que se enviarán con instrucciones CAD digitales. Estos dibujos se utilizan para verificar las tolerancias y la geometría del diseño. Ayude al maquinista a identificar las características sobresalientes de la pieza; y actuar como la fuente real de validación cuando surjan problemas.
Siete reglas del proceso de mecanizado CNC
Regla 1: todos los caminos conducen al radio
Dado que la mayoría de los taladros tienen un diseño cilíndrico, esto significa que cualquier corte interno que realice también producirá esquinas/bordes curvos, también conocidos como esquinas redondeadas. Cuando diseñe piezas con filetes internos, siga el principio de "cuanto más grande, mejor". El ángulo resultante será la mitad del diámetro de la herramienta utilizada.
Utilice un radio no estándar, como 1.25 mm en lugar de 1 mm, para permitir un determinado espacio libre de la herramienta para cortar esquinas. Siempre que sea posible, también se deben usar diferentes radios de pared y piso para el diseño, de modo que se pueda usar la misma herramienta durante todo el proceso.
La medida precisa de la esquina interior estará relacionada con la profundidad de la cavidad que se está maquinando. Al insertar esquinas y bordes interiores, el radio debe ser mayor que un tercio de la profundidad de la cavidad.
Regla 2: socavado en ángulo recto
Para crear ángulos rectos en piezas mecanizadas por CNC, es mejor agregar muescas al diseño en lugar de intentar reducir el radio de las esquinas para lograr resultados similares. Para evitar el costo adicional de las herramientas personalizadas, diseñe ranuras socavadas de tamaño estándar, es decir, de 3 mm a 40 mm de ancho en milímetros. Debido a la forma de la herramienta utilizada, el socavado debe ser lo más superficial posible. La profundidad máxima que puede alcanzar la herramienta de socavado será el doble del ancho de la cabeza de la herramienta.
Regla 3: los filetes pueden causar caries
La profundidad de la cavidad / cavidad generalmente está relacionada con el diámetro de la herramienta utilizada para hacer el filete interior. Como guía, la profundidad de la ranura debe ser de hasta 3 o 4 veces el diámetro de la herramienta. Si la profundidad excede 6 veces el diámetro de la herramienta, se requiere una herramienta más grande. Esto sacrificará el radio de la esquina. El ancho de la cavidad también debe tenerse en cuenta al mecanizar la cavidad. Lo mejor es mantener la profundidad en 4 veces el ancho, que es una buena guía.
Regla 4: rasgos altos, malas vibraciones
Al igual que con la profundidad de la cavidad y el pozo, la altura máxima de la característica alta es 4 veces el ancho de la característica como máximo. Cuanto más alta es la característica, más fácil es vibrar, lo que reduce la precisión de mecanizado de las piezas.
Regla 5: evita las paredes delgadas
En términos generales, es mejor utilizar paredes más gruesas en el diseño de piezas. Al igual que con los muros altos, la vibración aumenta cuando se fabrican características de paredes delgadas. El calor también debe tenerse en cuenta al procesar plásticos. Debido a la fricción del cabezal de corte, la pared más delgada será más fácil de ablandar y deformar. A modo orientativo, el espesor mínimo de la pared de plástico debe estar entre 1.0 y 1.5 mm. El espesor mínimo de pared en piezas metálicas puede estar entre 0.5 mm y 0.8 mm. Si las paredes están soportadas, deben ser más gruesas o más altas para evitar vibraciones y temblores.
Regla 6: siga el estándar al taladrar
Hay dos tipos de agujeros para elegir en el fresado CNC: agujero ciego y agujero pasante. Independientemente del tipo seleccionado, la profundidad y el diámetro recomendados son los mismos. El diámetro del orificio debe estar relacionado con el tamaño de broca estándar de 25.5 mm (diámetro superior a 1 mm) y superior. La profundidad nominal del agujero depende del diámetro máximo del agujero. Normalmente, la profundidad del agujero se crea igual a 10 veces el diámetro nominal del agujero.
Regla 7: cumplimiento de los estándares de hilo
También es importante mantener el tamaño estándar al crear subprocesos. Cuanto más grande es el hilo, más fácil es el procesamiento. La longitud máxima debe mantenerse a 3 veces el diámetro nominal del agujero. Se evitan costos adicionales al retener el tamaño de rosca prefabricado en la pieza.
Directrices de selección de materiales CNC
La selección adecuada del material es esencial para las operaciones de mecanizado CNC. La elección depende en gran medida del uso previsto del producto final. Como proceso de fabricación sustractivo, el mecanizado CNC utiliza materias primas como metales o plásticos para fabricar piezas. Este bloque se llama material en bruto. Independientemente del material que se utilice, es muy importante seleccionar el tamaño de pieza en bruto correcto antes del proceso de producción. En general, se recomienda seleccionar una pieza en bruto con cada tamaño al menos 0.125 pulgadas (~ 0.3 cm) más grande que el tamaño final de la pieza para resolver cualquier inconsistencia en la materia prima. Al mismo tiempo, es importante no utilizar espacios en blanco demasiado grandes para minimizar el desperdicio de material. Otra cosa importante que debe recordar antes de ordenar piezas mecanizadas CNC es que la elección de los materiales afecta el tiempo y el costo de producción. Esto se debe a que algunos materiales se pueden mecanizar mejor que otros, lo que significa que son más fáciles de procesar. Las velocidades de procesamiento más rápidas eventualmente se traducen en costos de producción más bajos.
Los metales se utilizan principalmente en aplicaciones que requieren alta resistencia, dureza y resistencia al calor. Los plásticos son materiales livianos con una amplia gama de propiedades físicas, que generalmente se utilizan debido a su resistencia química y propiedades de aislamiento eléctrico. Las propiedades de interés del material son la resistencia mecánica (expresada como límite elástico a la tracción), la maquinabilidad (la maquinabilidad afecta el precio del CNC), el costo del material, la dureza (principalmente para metales) y la resistencia a la temperatura (principalmente para plásticos).
Debe examinar una variedad de propiedades del material para determinar qué material es el más adecuado para su diseño, como por ejemplo:
resistencia a la tracción
dureza
es fácil de operar
Resistencia química
Resistencia a la corrosión
Rendimiento térmico
partes de metal
En general, los metales de alta ductilidad son más fáciles de procesar porque las fresas CNC pueden cortar el metal más fácilmente y lograr una mayor eficiencia. Por ejemplo, el latón es uno de los metales más fáciles de procesar debido a su buena ductilidad. La aleación de aluminio también es muy adecuada para el mecanizado CNC, por lo que puede acortar el tiempo de producción. El acero, por otro lado, es un metal sólido con una maquinabilidad mucho menor que el aluminio, lo que significa una menor productividad y mayores costos. Sin embargo, es importante recordar que los diferentes grados de acero tienen diferentes niveles de trabajabilidad, dependiendo de su contenido de carbono. Los aceros con muy bajo y muy alto contenido de carbono suelen ser difíciles de mecanizar. Por ejemplo, el acero inoxidable 304 con bajo contenido de carbono es difícil de mecanizar porque se vuelve pegajoso y se endurece demasiado rápido. Los aditivos como el azufre y el fósforo hacen que el acero inoxidable sea más fácil de procesar, como el acero inoxidable 303. Desde el punto de vista del mecanizado, el acero al carbono suele tardar cuatro veces más que el aluminio, mientras que el acero inoxidable tarda el doble.
Partes plásticas
Aunque los plásticos termoplásticos se pueden mecanizar, las propiedades materiales de los polímeros pueden plantear desafíos para el mecanizado CNC. En primer lugar, debido a la baja conductividad térmica, muchos plásticos termoplásticos se derretirán o deformarán cuando entren en contacto con una fresa CNC o una broca. Para piezas que no requieren resistencia ni rigidez del metal, el termoplástico ofrece una opción más económica. En la gama de termoplásticos, Delrin (POM), polietileno de alta densidad (HDPE) y ABS tienen buena maquinabilidad. Aunque el peek, ULTEM, el nailon y muchos compuestos son populares por su resistencia y durabilidad, son más difíciles de procesar.
Aleación de aluminio
La aleación de aluminio tiene una excelente relación resistencia / peso, alta conductividad térmica y conductividad, y resistencia natural a la corrosión. Son fáciles de procesar y de bajo costo por lotes, por lo que a menudo son la opción más económica para crear prototipos y piezas metálicas personalizadas. Las aleaciones de aluminio generalmente tienen menor resistencia y dureza que el acero, pero se pueden anodizar para formar una capa protectora dura superficie.
La aleación de aluminio 6061 tiene la mejor resistencia al corte que otras aleaciones de aluminio.
La composición y las propiedades del material del aluminio 6082 son similares a las del 6061. Cumple con los estándares europeos y, por lo tanto, se usa más comúnmente en Europa.
El aluminio 7075 es la aleación más utilizada en aplicaciones aeroespaciales porque tiene excelentes propiedades de fatiga para el acero y puede tratarse térmicamente para lograr una alta resistencia y dureza, por lo que es fundamental para reducir el peso.
El aluminio 5083 tiene mayor resistencia y excelente resistencia al agua de mar que la mayoría de los demás Mecanizado de aluminio CNC y, por lo tanto, se usa comúnmente en aplicaciones arquitectónicas y marinas. También es una excelente opción para soldar.
Propiedades materiales:
Densidad típica de aleación de aluminio: 2.65-2.80 g / cm3
Se puede anodizar
No magnético
acero inoxidable
Las aleaciones de acero inoxidable tienen alta resistencia, alta ductilidad, excelente resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión, y son fáciles de soldar, mecanizar y pulir. Dependiendo de su composición, pueden ser (básicamente) magnéticos o no magnéticos.
El acero inoxidable 304 es la aleación de acero inoxidable más común con excelentes propiedades mecánicas y buena maquinabilidad. Es resistente a la mayoría de las condiciones ambientales y medios corrosivos.
El acero inoxidable 316 es otra aleación de acero inoxidable común con propiedades mecánicas similares a las del 304. Aunque tiene una mayor resistencia química y a la corrosión, especialmente para soluciones salinas (por ejemplo, agua de mar), por lo general se prefiere para su uso en entornos hostiles.
Acero inoxidable El acero inoxidable dúplex 2205 es la aleación de acero inoxidable de mayor resistencia (el doble que otras aleaciones de acero inoxidable comunes) y tiene una excelente resistencia a la corrosión. Se utiliza en entornos hostiles y tiene muchas aplicaciones en la industria del petróleo y el gas.
El acero inoxidable 303 tiene una tenacidad excelente, pero tiene una menor resistencia a la corrosión que el 304. Debido a su excelente maquinabilidad, a menudo se usa en aplicaciones masivas como tuercas y pernos para aplicaciones aeroespaciales.
Las propiedades mecánicas del acero inoxidable 17-4 (grado SAE 630) son comparables al 304. Puede endurecerse por precipitación en un grado muy alto (en comparación con el acero para herramientas) y tiene una excelente resistencia química, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de muy alto rendimiento. como la fabricación de álabes de turbinas.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 7.7-8.0 g/cm3
Aleación de acero inoxidable no magnético: 304, 316, 303
Aleación de acero inoxidable electromagnético: 2205 dúplex, 17-4
Acero bajo en carbono {acero dulce}
El acero bajo en carbono, también conocido como acero bajo en carbono, tiene buenas propiedades mecánicas, buena maquinabilidad y buena soldabilidad. Debido a su bajo costo, pueden usarse para fines generales, incluida la fabricación de piezas mecánicas, accesorios y accesorios. El acero bajo en carbono es susceptible a la corrosión y al ataque químico.
El acero bajo en carbono 1018 es una aleación general con buena maquinabilidad y soldabilidad, así como excelente tenacidad, resistencia y dureza. Es la aleación de acero con bajo contenido de carbono más utilizada.
El acero de bajo carbono 1045 es un acero de carbono medio con buena soldabilidad, buena maquinabilidad, alta resistencia y resistencia al impacto.
El acero bajo en carbono A36 es un acero estructural común con buena soldabilidad. Es adecuado para diversas aplicaciones industriales y arquitectónicas.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 7.8-7.9 g/cm3
magnético
Aleación de acero
Los aceros aleados contienen otros elementos de aleación además del carbono, lo que mejora la dureza, la tenacidad, la fatiga y la resistencia al desgaste. Al igual que el acero con bajo contenido de carbono, el acero aleado también es susceptible a la corrosión y la corrosión química.
El acero aleado 4140 tiene buenas propiedades mecánicas generales, así como buena resistencia y tenacidad. Esta aleación es adecuada para muchas aplicaciones industriales, pero no se recomienda para soldadura.
El acero aleado 4340 se puede tratar térmicamente para lograr una alta resistencia y dureza mientras se mantiene una buena tenacidad, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga. Esta aleación es soldable.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 7.8-7.9 g/cm3
Magnético
Herramienta de acero
El acero para herramientas es un tipo de aleación de metal con alta dureza, rigidez, resistencia al desgaste y resistencia al calor. Se utilizan para crear herramientas de fabricación (de ahí el nombre), como moldes, matrices y moldes. Para obtener buenas propiedades mecánicas, debe ser tratado térmicamente.
El acero para herramientas D2 es un tipo de aleación resistente al desgaste, su dureza se puede mantener a 425 ° C. Por lo general, se usa para fabricar herramientas de corte y troqueles.
El acero para herramientas A2 es un tipo de acero para herramientas general de endurecimiento por aire, que tiene buena tenacidad y excelente estabilidad dimensional a altas temperaturas. Suele utilizarse para fabricar moldes de inyección.
El acero para herramientas O1 es una aleación de endurecimiento al aceite con una alta dureza de 65 HRC. Comúnmente utilizado para herramientas de corte y herramientas de corte.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 7.8 g/cm3
Dureza típica: 45-65 HRC
Latón
El latón es una aleación de metal con buena maquinabilidad y excelente conductividad, que es muy adecuado para aplicaciones que requieren baja fricción. También se utiliza a menudo en arquitectura para producir piezas con un aspecto dorado con fines estéticos.
Brass c36000 es un tipo de material con alta resistencia a la tracción y resistencia natural a la corrosión. Es uno de los materiales más fáciles de procesar, por lo que a menudo se usa en aplicaciones masivas.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 8.4-8.7 g/cm3
No magnético
ABS
El ABS es uno de los materiales termoplásticos más comunes con buenas propiedades mecánicas, excelente resistencia al impacto, alta resistencia al calor y buena maquinabilidad.
La baja densidad del ABS lo hace muy adecuado para aplicaciones ligeras. Las piezas de ABS mecanizadas por CNC suelen utilizarse como prototipos antes de la producción en masa mediante moldeo por inyección.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 1.00-1.05 g/cm3
Nylon
El nailon, también conocido como poliamida (PA), es un tipo de termoplástico que se usa ampliamente en aplicaciones de ingeniería debido a sus excelentes propiedades mecánicas, buena resistencia al impacto, alta resistencia química y resistencia al desgaste. Aunque es fácil de absorber y absorber la humedad.
El nailon 6 y el nailon 66 son los grados más utilizados en el mecanizado CNC.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 1.14 g/cm3
fibra de policarbonato
El policarbonato es un termoplástico con alta tenacidad, buena maquinabilidad y excelente resistencia al impacto (mejor que el ABS). Puede ser de color, pero por lo general es ópticamente transparente, por lo que es muy adecuado para una amplia gama de aplicaciones, incluidos equipos de fluidos o vidrios para automóviles.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 1.20-1.22 g/cm3
POM (Delrin)
El POM, cuyo nombre comercial es Delrin, es conocido como un termoplástico de ingeniería con la mayor procesabilidad entre los plásticos.
POM (Delrin) suele ser la mejor opción cuando se mecanizan con CNC piezas de plástico con alta precisión, alta rigidez, baja fricción, excelente estabilidad dimensional a alta temperatura y muy baja absorción de agua.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 1.40-1.42 g/cm3
PTFE (teflón)
El PTFE, comúnmente conocido como teflón, es un termoplástico de ingeniería con una excelente resistencia química y al calor y el coeficiente de fricción más bajo de todos los sólidos conocidos.
El PTFE (politetrafluoroetileno) es uno de los pocos plásticos que puede soportar temperaturas superiores a 200 OC y es un excelente aislante eléctrico. Sin embargo, tiene propiedades mecánicas puras y generalmente se usa como revestimiento o inserto en un ensamblaje.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 2.2 g/cm3
Polietileno de alta densidad
El polietileno de alta densidad (HDPE) es un tipo de termoplástico con una alta relación resistencia/peso, alta resistencia al impacto y buena resistencia a la intemperie.
El HDPE es un termoplástico liviano, adecuado para uso en exteriores y transporte por tuberías. Al igual que el ABS, a menudo se usa para crear prototipos antes del moldeo por inyección.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 0.93-0.97 g/cm3
OJEADA
Peek es un termoplástico de ingeniería de alto rendimiento con excelentes propiedades mecánicas, estabilidad térmica en un amplio rango de temperatura y excelente resistencia a la mayoría de los productos químicos.
Peek se usa a menudo para reemplazar piezas de metal debido a su alta relación peso a peso. También proporciona un nivel médico que hace que Peek sea adecuado para aplicaciones biomédicas.
Propiedades materiales:
Densidad típica: 1.32 g/cm3
Resumen de reglas
El aluminio 6061 es el material de mecanizado CNC más común con el costo más bajo.
Debido a su excelente procesabilidad, POM (Delrin) es el plástico CNC más económico.
Seleccione una aleación de metal para aplicaciones que requieran alta resistencia, dureza y/o resistencia al calor.
Elija plásticos con requisitos de materiales especiales para aplicaciones ligeras o prototipos de preinyección.
Rango de aplicación de varios materiales.
Aluminio
Desempeño clave: el aluminio es muy valorado por su relación fuerza-peso y resistencia a la corrosión. También tiene buena conductividad térmica y conductividad.
El aluminio 6061-t6:6061 es una de las variedades de aluminio más utilizadas y se ha utilizado ampliamente. La marca T6 le da al material una resistencia máxima a la tracción de 276 MPa. Aplicación común: General
Aluminio 7075: la resistencia máxima a la tracción es de 572 MPa, comparable al acero. Útil para aplicaciones de alto estrés, su uso está limitado por los altos costos. Aplicaciones comunes: aeroespacial, automóvil, barco
Aluminio 2024-T3: la aleación de la serie 2024-T3 2000 tiene una relación de peso de alta resistencia, la resistencia a la tracción es de 400-430 MPa, el límite elástico es de al menos 270-280 MPa. Se ha realizado la certificación T3, tratamiento térmico de solución y trabajo en frío. Aplicaciones comunes: productos industriales, aeroespaciales, médicos, electrónicos.
Aluminio 5052: a 117 MPa, la resistencia a la fatiga de este tipo de aleación de aluminio es superior a la de la mayoría de las aleaciones de aluminio. También tiene una excelente resistencia al agua de mar y a la niebla salina. Aplicaciones comunes: naval, aeroespacial, electrónica.
Aluminio mic-6: similar a la aleación de aluminio de la serie 7000, el mic-6 es un material de placa fundida comúnmente utilizado en moldes y sustratos. Aplicaciones comunes: aeroespacial, electrónica, engranajes.
Latón, bronce y cobre
Características principales: el cobre puro es un metal blando y maleable con alta conductividad térmica y eléctrica. El latón y el bronce son aleaciones de cobre. El latón es una mezcla de cobre y zinc, y el bronce es principalmente cobre y estaño. En general, el latón se valora por su maquinabilidad y retención de alta resistencia. El bronce tiene un rendimiento de baja fricción y alta resistencia a la corrosión. El latón, el bronce y el cobre suelen elegirse con fines estéticos.
Latón C360: C360 es un material altamente maquinable con el costo más bajo de todas las aleaciones de latón. Industria: industria, negocio.
Latón 260: la aleación de latón 260 más maleable se utiliza más que otros productos similares. Industria: industria, comercio.
C932M07 cojinete bronce: para aplicaciones ligeras, esta aleación es fácil de procesar y resistente a la corrosión. Industria: generales.
Cobre ETP C110: esta aleación tiene la mayor conductividad eléctrica (100% IACS) de todos los metales excepto la plata (105% IACS). Industria: energía, construcción, médica.
Cobre 101: material base para muchos latones y bronces, el cobre 101 tiene alta ductilidad (alargamiento del 5% al 50%) y resistencia al impacto. Industria: electrónica, automóvil.
Acero
Características clave: se puede decir que proporciona la más amplia gama de materiales de mecanizado CNC, el acero tiene acero inoxidable, aleaciones, herramientas y opciones de acero con bajo contenido de carbono. En general, el acero tiene buenas propiedades mecánicas y es fácil de procesar.
Acero 1018: este acero de uso general con bajo contenido de carbono es dúctil y adecuado para formar y soldar. Industria: general, engranajes, tornillo, tuerca.
ASTM A36: un ejemplo de acero con bajo contenido de carbono, el A36 es una aleación de bajo costo con buenas propiedades mecánicas, incluida una resistencia máxima a la tracción de 400-550 MPa y un alargamiento a la rotura del 20 %. Industria: engranajes, construcción.
Acero aleado 4130: esta aleación de acero multifuncional está optimizada en términos de composición (límite de resistencia (670 MPa), tenacidad (límite elástico 435 MPa) y maquinabilidad). Industria: aeroespacial, petróleo y gas, automotriz.
Acero inoxidable 304: la variedad de acero inoxidable más común y representativa de la calidad básica del acero, la aleación tiene mayor resistencia a la corrosión y menor conductividad que la mayoría de los otros aceros. No es adecuado para aplicaciones que requieran soldadura. Industria: alimentación, tornillo, automóvil.
Acero inoxidable 17-4: este acero inoxidable de endurecimiento por precipitación es conocido por su alta resistencia y propiedades mecánicas y puede desarrollarse aún más mediante tratamiento térmico. Tiene buenas propiedades mecánicas incluso a 600 grados Fahrenheit y tiene una alta resistencia a la corrosión. Este material puede funcionar bien en entornos hostiles. Industria: nuclear, marina, alimentaria y médica.
Titanio
Características clave: aunque el titanio es más pesado que el aluminio (pero aún más liviano que el acero), el titanio también es conocido por su excelente relación peso/resistencia. Debido a su dureza, muchas variedades de titanio se consideran difíciles de procesar.
Titanio grado 2: El grado 2 es una forma común de este metal con alta resistencia (límite 344 MPa) y excelente resistencia a la corrosión. Se suele utilizar para fabricar intercambiadores de calor. Industria: aeroespacial, automotriz, química.
Titanio 6Al-4V: otra variedad de titanio de uso común, esta aleación es la mejor opción cuando se requiere baja densidad (4.429 – 4.512 g/cm3) y excelente resistencia a la corrosión. Industria: médica, aeroespacial, marina, gas natural.
Aleación de zinc
Característica clave: el zinc no se usa comúnmente en el mecanizado CNC porque la mayoría de las variedades son demasiado frágiles para el procesamiento. En algunas formas específicas, el material se vuelve fácil de procesar y manejar.
Placa de aleación de zinc 500: una aleación de colada continua con zinc maquinable que tiene buena conductividad eléctrica y alta resistencia a la corrosión. Industria: arquitectura.
Material Plástico
Características clave: livianos y resistentes, algunos plásticos industriales pueden considerarse alternativas de bajo costo a las piezas metálicas. Los plásticos son ampliamente utilizados en todas las industrias.
Abs: este termoplástico común de alta resistencia con aislamiento eléctrico es ideal para moldes y prototipos livianos y de bajo costo. Industria: general, médica, automotriz, electrónica.
Acetal: Delrin es el plástico más fácil de procesar. Tiene una excelente rigidez (resistencia a la flexión 82.7 MPa), baja fricción y buena resistencia a la humedad. Industria: general, engranajes, electrónica, médica, construcción.
Nylon 6/6: poliamida común, el nylon 6/6 (o 66 para abreviar) tiene una alta resistencia mecánica (66 MPa), rigidez y estabilidad a la acción térmica y química. Industria: automóvil, electrónica, engranajes, tubería.
Peek: este termoplástico avanzado se puede utilizar en todo tipo de ocasiones con altas exigencias mecánicas. Industria: médica, aeroespacial, automotriz, electrónica.
Policarbonato: comúnmente conocido como PC, este plástico transparente tiene excelentes propiedades ópticas. Es robusto, liviano y resistente con alta resistencia al impacto (600 – 850 J/M). Industria: general, electrónica, aviación, automóvil, oleoductos.
Servicios de acabado
El servicio de acabado después del mecanizado puede cambiar la apariencia, la rugosidad de la superficie, la dureza y la resistencia química de las piezas producidas. El siguiente es un breve resumen de los tratamientos superficiales más comunes para el mecanizado CNC.
mecanizada
Las piezas mecanizadas tienen las tolerancias más estrictas porque no se requiere trabajo adicional en ellas. Sin embargo, la marca a lo largo de la trayectoria de la herramienta de corte es visible. La rugosidad de la superficie estándar de las piezas mecanizadas es de 3.2 μ m (125 μ in), que se puede reducir a 0.4 μ m (16 μ in) con una operación adicional.
La tolerancia dimensional más estricta.
Sin coste adicional (tratamiento superficial estándar).
Voladura de cuentas
El granallado añade un acabado mate o satinado uniforme a las piezas mecanizadas, eliminando todas las marcas de herramientas.
El granallado se utiliza principalmente con fines estéticos porque no se puede garantizar la rugosidad de la superficie obtenida. Las superficies o características clave, como los agujeros, se pueden enmascarar para evitar cambios dimensionales.
Un agradable acabado mate o satinado.
Tratamiento superficial de bajo coste.
Proporcione diferentes rugosidades.
Anodizado (transparente o coloreado)
El anodizado agrega un recubrimiento cerámico no conductor delgado y duro en la superficie de las piezas de aluminio para mejorar su resistencia a la corrosión y al desgaste.
Las áreas críticas se pueden enmascarar para mantener tolerancias estrictas. Las partes anodizadas se pueden teñir para producir una superficie suave y hermosa.
Aspecto hermoso y duradero.
Se puede aplicar a la luz.
Se puede colorear con cualquier tono Pantone.
Anodizado de revestimiento duro
El anodizado de revestimientos duros produce revestimientos cerámicos gruesos y de alta densidad que brindan una excelente resistencia a la corrosión y al desgaste.
El anodizado de recubrimiento duro es adecuado para aplicaciones funcionales. Normalmente no se aplica un espesor de recubrimiento típico de 50 μm. Las áreas críticas se pueden enmascarar para mantener tolerancias estrictas.
Recubrimiento de alta resistencia al desgaste para aplicaciones de ingeniería de alta gama.
Se puede aplicar a la luz.
Buen control dimensional.
recubrimiento en polvo
El recubrimiento en polvo agrega una capa de polímero protector fuerte, resistente al desgaste y resistente a la corrosión en la superficie de las piezas.
Se puede aplicar a piezas de cualquier material y tiene una variedad de colores para elegir.
Recubrimientos robustos, resistentes al desgaste y corrosivos para aplicaciones funcionales.
Tiene mayor resistencia al impacto que el anodizado.
Compatible con todos los materiales metálicos.
Serigrafía
La serigrafía es una forma económica de imprimir texto o logotipo en la superficie de las piezas de mecanizado CNC con fines estéticos.
Se puede utilizar además de otros acabados como el anodizado. Solo el contenido impreso se puede aplicar a la superficie exterior de la pieza.
Imprima texto o logotipo personalizado a bajo costo.
Disponible en una variedad de colores.
Consejos para reducir el presupuesto de su proyecto CNC
El costo de las piezas de mecanizado CNC depende de los siguientes factores:
Tiempo de procesamiento y complejidad del modelo: cuanto más compleja sea la geometría de la pieza, mayor será el tiempo de procesamiento y mayor el costo.
Costos iniciales: están relacionados con la preparación de archivos CAD y la planificación del proceso, pero el costo es básicamente fijo. Hay oportunidades para reducir los precios unitarios a través de economías de escala.
Costo del material y tratamiento de la superficie: el costo de los materiales a granel y la facilidad de procesamiento de los materiales afectan en gran medida el costo total.
vamos a resumir
La fresadora CNC de 3 ejes puede fabricar piezas con una geometría relativamente simple a bajo costo y con una precisión excelente.
El costo unitario del torno CNC es el más bajo, pero solo es adecuado para piezas con simetría rotacional.
Las piezas fabricadas por la fresadora CNC de 5 ejes con índice tienen la característica de que no pueden alinearse rápidamente con uno de los ejes principales y tienen una alta precisión.
Las piezas fabricadas por la fresadora CNC continua de 5 ejes tienen una geometría "orgánica" muy compleja y un contorno suave, pero el costo es alto.
El centro de fresado CNC combina las ventajas del torneado CNC y el fresado CNC en un solo sistema para fabricar piezas complejas a un costo menor que otros sistemas CNC de 5 ejes.
Las piezas de mecanizado CNC se utilizan ampliamente en todos los ámbitos de la vida. En ddprototype, atendemos una amplia gama de áreas, que incluyen:
atención médica
automóvil
Bicicleta
robot
Aeroespacial
enviar
maquinaria agrícola
Producto electrónico
Cámara y otras piezas de fabricación de precisión de todos los ámbitos de la vida.