Theo tôi trên: 
Hướng dẫn chọn lọc vật liệu gia công CNC
Có khoảng 21 loại vật liệu gia công CNC thường được sử dụng. Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết cách lựa chọn vật liệu phù hợp sau khi thiết kế được xác định, không chỉ đáp ứng nhu cầu của dự án mà còn tiết kiệm chi phí. Gia công CNC là một công nghệ sản xuất truyền thống đa năng, độ chính xác cao, là phương pháp gia công lý tưởng cho các chi tiết phức tạp, từ nguyên mẫu đơn lẻ đến sản xuất hàng loạt nhỏ với số lượng lớn. Từ năm 1960, gia công CNC vẫn là lựa chọn lý tưởng nhất cho các chi tiết đặt làm riêng. Biết rằng gia công CNC là một quá trình cắt gọt, nghĩa là máy cắt bỏ một khối vật liệu rắn để tạo ra chi tiết, vì vậy việc lựa chọn vật liệu sẽ là một phần cực kỳ quan trọng trong bất kỳ quy trình sản xuất nào. Vì gia công CNC tương thích với nhiều loại vật liệu, từ nhựa kỹ thuật đến kim loại, điều này tạo ra thách thức cho các nhà thiết kế và nhóm R&D khi lựa chọn vật liệu cho các dự án CNC. Tiếp theo, chúng ta hãy thảo luận về các yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn vật liệu phù hợp.
Yêu cầu dự án
Với nhiều tùy chọn vật liệu có sẵn cho gia công CNC, có khả năng sẽ có nhiều hơn một loại vật liệu phù hợp cho các bộ phận tạo mẫu hoặc tùy chỉnh hàng loạt của bạn. Tuy nhiên, việc tìm kiếm vật liệu cắt CNC phù hợp nhất phụ thuộc vào các ưu tiên của bạn: bạn có cần kim loại có tính chất cơ học tuyệt vời, chẳng hạn như hợp kim titan không? Hay bạn ưu tiên tốc độ và chọn vật liệu dễ gia công hơn (như nhôm 6061) hay nhựa (như ABS)? Hay bạn chỉ muốn gia công nguyên mẫu ở mức giá thấp nhất có thể?
Ứng dụng của các chi tiết gia công CNC . Các kỹ sư cần xem xét mục đích sử dụng cuối cùng và công dụng của chi tiết, điều này có tác động lớn đến việc lựa chọn vật liệu. Ví dụ, thép không gỉ và thép carbon đều phù hợp cho gia công CNC, nhưng chỉ thép không gỉ mới có khả năng chống ăn mòn tự nhiên, việc lựa chọn thép sai sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của chi tiết. Việc lựa chọn vật liệu cách điện cho máy thở y tế và máy ảnh Nikon cũng khác nhau. Tất nhiên, các quy định của FDA, FAA và bất kỳ quy định cụ thể nào của ngành cũng cần được xem xét hàng đầu.
Thích ứng với môi trường cụ thể. Môi trường ngoài trời và môi trường trong nhà được kiểm soát là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ của các bộ phận. Nếu chọn vật liệu chống oxy hóa, theo thời gian nó vẫn duy trì được tính toàn vẹn. Xốp cứng là một ví dụ điển hình về khả năng chống ẩm và chống gỉ, và có thể duy trì cấu trúc hoàn chỉnh ổn định trong thời gian dài.
Yêu cầu về tải trọng ứng suất. Tải trọng ứng suất cao sẽ khiến một số vật liệu bị biến dạng, thậm chí bị vỡ. Khi xem xét vật liệu nào để sử dụng cho các bộ phận của bạn, hãy đảm bảo bạn đã xem xét đến tải trọng ứng suất. Nếu bộ phận của bạn sẽ hoạt động dưới ứng suất cao, vật liệu chế tạo nó cần phải có các yếu tố cần thiết để chịu được tải trọng và ngăn ngừa biến dạng. Ví dụ như thép không gỉ, nhôm 7075 và các hợp kim khác nhau.
Yêu cầu về độ bền kéo và nhiệt độ. Kỹ sư cần xác định loại độ bền mà chi tiết yêu cầu (độ bền kéo, khả năng chống mài mòn, v.v.) và mức độ chịu đựng của nó. Các thông số này sẽ ảnh hưởng đến phạm vi vật liệu có thể được lựa chọn. Yêu cầu về nhiệt độ loại trừ một số vật liệu ngay từ đầu; hầu hết các vật liệu sẽ giãn nở hoặc co lại khi nhiệt độ thay đổi. Ví dụ, đối với vật liệu của các chi tiết chính xác, cần phải chọn kim loại trơ hoặc nhựa.
Ngân sách dự án. Hầu hết thời gian, chi phí vật liệu sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu. Chi phí vật liệu đặc biệt quan trọng khi gia công CNC, vì quá trình này sẽ tạo ra lượng phế liệu tương đối lớn. Một số vật liệu rất đắt tiền (như titan, hợp kim coban-niken, v.v.), và lượng phế liệu tạo ra sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả chi phí của toàn bộ dự án. Vì vậy, các kỹ sư nên đánh giá cẩn thận ngân sách của mình trước khi đưa ra quyết định cuối cùng.
Dung sai kích thước. Đừng đánh giá thấp tầm quan trọng của dung sai kích thước, ngoài việc ảnh hưởng đến toàn bộ quy trình gia công CNC, nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu. Và nó ảnh hưởng đến phương pháp cắt CNC cũng như loại dụng cụ và máy móc sẽ được sử dụng, vì vậy tốt nhất là nên kiểm tra kỹ lưỡng dung sai. Nếu dung sai có thể điều chỉnh hoặc nới lỏng, bạn có thể tiết kiệm chi phí bằng cách đánh giá lại dung sai, dung sai càng chặt chẽ thường có nghĩa là chi phí sản xuất càng cao. Nếu bạn không chắc chắn về dung sai chính xác cho chi tiết cần thiết, hãy liên hệ với nhà cung cấp gia công CNC uy tín DDPrototype để được hỗ trợ tìm ra giải pháp.
Đặc điểm vật liệu gia công CNC
Chúng tôi đã tóm tắt các thuộc tính liên quan của hầu hết các vật liệu CNC phổ biến, dữ liệu thuộc tính vật liệu này được thu thập từ nhà sản xuất vật liệu. Vật liệu kim loại và nhựa được tách ra để so sánh vì sự khác biệt lớn về tính chất. Kim loại chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền, độ cứng và khả năng chịu nhiệt cao. Chất dẻo thường được sử dụng vì tính chất kháng hóa chất và cách điện của chúng. Các tính chất quan tâm của vật liệu là độ bền cơ học (được biểu thị bằng cường độ năng suất kéo), khả năng gia công (dễ gia công ảnh hưởng đến giá CNC), chi phí vật liệu, độ cứng (chủ yếu đối với kim loại) và khả năng chịu nhiệt độ (chủ yếu đối với nhựa). Các thông tin thu thập được tóm tắt trong các bảng dưới đây. Một mô tả chi tiết của từng tùy chọn vật liệu được đưa ra trong phần tiếp theo.
Bảng tóm tắt kim loại
| Vật liệu | Lớp | Sức mạnh* | Độ cứng+ | Machinability | Chi phí | Các ứng dụng tiêu biểu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nhôm | 6061 | Trung bình | Trung bình | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Mục đích chung Linh kiện máy bay Linh kiện ô tô Khung xe đạp Hộp đựng thức ăn |
| 6082 | Trung bình | Trung bình | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Mục đích chung Phụ tùng ô tô Hộp đựng thực phẩm | |
| 7075 | Cao | Trung bình | ★ ★ ★ ★ | $$ | Linh kiện máy bay & hàng không vũ trụ Phụ tùng ô tô Ứng dụng hàng hải Thiết bị thể thao | |
| 5083 | Trung bình | Thấp | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Ứng dụng hàng hải Xây dựng Bình chịu áp lực | |
| Thép không gỉ | 304 | Cao | Trung bình | ★★ | $$ | Mục đích chung Thiết bị y tế Công nghiệp thực phẩm Ứng dụng hàng hải Xử lý hóa chất |
| 316 | Cao | Trung bình | ★★ | $$ | Thiết bị chuẩn bị thực phẩm Ứng dụng hàng hải Kiến trúc Cấy ghép phẫu thuật Thùng chứa hóa chất | |
| 2205 Song công | Cao | Cao | ★ | $ $ $ | Dầu khí Ứng dụng hàng hải Xử lý hóa chất Trao đổi nhiệt | |
| 303 | Cao | Cao | ★ ★ ★ | $$ | Linh kiện máy bay Linh kiện máy móc Đai ốc, bu lông, bánh răng, ống lót | |
| 17-4 | Cao | Rất cao | ★★ | $ $ $ | Cánh tuabin Ứng dụng hàng hải Tàu hóa chất Dầu khí Ứng dụng hạt nhân | |
| Thép nhẹ | 1018 | Trung bình | Trung bình | ★ ★ ★ | $ | Mục đích chung Bộ phận máy móc Đồ gá & đồ gá |
| 1045 | Trung bình | Cao | ★★ | $$ | Mục đích chung Phụ tùng máy móc | |
| A36 | Cao | Trung bình | ★ ★ ★ | $ | Xây dựng Phụ tùng máy móc Đồ gá & đồ gá | |
| Thép hợp kim | 4140 | Trung bình | Cao | ★★ | $$ | Mục đích chung Bộ phận máy móc Dụng cụ |
| 4340 | Cao | Cao | ★★ | $$ | Thiết bị hạ cánh máy bay Dụng cụ truyền lực | |
| Thép công cụ | D2 | Cao | Rất cao | ★ | $$ | Dụng cụ gia công nguội Khuôn & tem Dụng cụ & dao cắt |
| A2 | Cao | Rất cao | ★ | $$ | Dụng cụ gia công nguội Khuôn & tem Dụng cụ & dao cắt | |
| O1 | Cao | Rất cao | ★ | $$ | Dụng cụ gia công nguội Khuôn & tem | |
| Thau | C36000 | Trung bình | Trung bình | ★ ★ ★ ★ ★ | $ | Bộ phận cơ khí Van & đầu phun Kiến trúc |
* : Độ bền kéo chảy – Trung bình: 200-400 MPa, Cao: 400-600 MPa + : Độ cứng – Trung bình: 50-90 HRB, Cao: 90 HRB – 50 HRC, Rất cao: trên 50 HRC
Bảng tổng kết ngành nhựa
| Vật liệu | Sức mạnh* | Nhiệt độ hoạt động+ | Machinability | Chi phí | Các ứng dụng tiêu biểu |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | Trung bình | Lên đến 60oC | ★ ★ ★ | $ | Ô tô Vỏ điện tử Ống và phụ kiện Sản phẩm tiêu dùng |
| Nylon | Cao | Lên đến 100oC | ★ | $ | Phụ tùng ô tô Phụ tùng cơ khí Chốt |
| Polycarbonate (PC) | Cao | Lên đến 120oC | ★★ | $ | Kiến trúc Ô tô Vỏ điện tử Hộp đựng thực phẩm |
| POM (Delrin) | Trung bình | Lên đến 82oC | ★ ★ ★ ★ | $ | Bộ phận cơ khí Vỏ điện tử Ống lót & phụ kiện |
| PTFE (Teflon) | Thấp | Lên đến 260oC | ★ ★ ★ ★ | $ | Ứng dụng nhiệt độ cao Xử lý hóa chất Vỏ điện tử Chế biến thực phẩm |
| HDPE | Thấp | Lên đến 80oC | ★ | $ | Thùng chứa hóa chất Ống & phụ tùng Sản phẩm tiêu dùng |
| TUẦN | Cao | Lên đến 260oC | ★★ | $$ | Ứng dụng y tế Chế biến hóa chất Chế biến thực phẩm Van cao áp |
* : Độ bền kéo chảy – Thấp: 5-30 MPa, Trung bình: 30-60 MPa, Cao: 60-100 MPa + : Nhiệt độ hoạt động tối đa được khuyến nghị khi sử dụng liên tục
Tổng quan về hợp kim kim loại CNC phổ biến
hợp kim nhôm. Hợp kim nhôm có độ bền tuyệt vời, tính dẫn nhiệt và điện cao và bảo vệ chống ăn mòn tự nhiên. Chúng có thể được gia công dễ dàng và với chi phí số lượng lớn thấp, vì vậy chúng là lựa chọn kinh tế nhất để tạo các bộ phận và nguyên mẫu kim loại tùy chỉnh thường. Độ bền của hợp kim nhôm thấp hơn thép nói chung, nhưng chúng có thể được anot hóa, tạo ra một lớp cứng và bảo vệ trên bề mặt.
Hợp kim nhôm
Đặc tính vật liệu: Hợp kim nhôm có mật độ điển hình là 2.65-2.80 g/cm3, có thể được anot hóa, không nhiễm từ.
Nhôm 6061. Nhôm 6061 là hợp kim nhôm phổ biến nhất, có các đặc tính cơ học tuyệt vời, chẳng hạn như độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn tốt.
Nhôm 7075. Nhôm 7075 có đặc tính chịu mỏi tuyệt vời và có thể được xử lý nhiệt để đạt độ bền và độ cứng cao, tương đương với thép. Thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, chẳng hạn như cánh máy bay.
Nhôm 2024. Nhôm 2024 có khả năng chịu nhiệt cao, chịu va đập tốt và đặc tính chống mỏi tuyệt vời, thường được sử dụng trong các ứng dụng quân sự và hàng không vũ trụ.
Nhôm 5052. Nhôm 5052 có khả năng kháng hóa chất và ăn mòn mạnh. Nó không thể xử lý nhiệt, thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng hải.
Nhôm 6063. Nhôm 6063 là hợp kim có độ bền trung bình và được gia cường bằng xử lý nhiệt. Thường được sử dụng trong khung cửa sổ, cửa ra vào và vách kính bằng nhôm.
Thép không gỉ.
Thép không gỉ (SS) là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong gia công CNC. Thép không gỉ bao gồm nhiều loại như SS303, SS304, SS316, v.v. Sự khác biệt của tất cả các vật liệu trong phạm vi SS nằm ở lượng vật liệu pha tạp được thêm vào. Lưu huỳnh được thêm vào trong SS303 để có khả năng gia công và chống ăn mòn tốt hơn. Niken và crom được thêm vào trong SS304 để tăng cường độ bền và giảm tính chất từ tính. Tuy nhiên, SS316 có thể được làm bằng thép không gỉ cấp hàng hải bằng cách thêm hợp kim molypden, có thể được sử dụng trong sản xuất tàu lớn.
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 7.7-8.0 g/cm3, Hợp kim thép không gỉ không từ tính: 304, 316, 303, hợp kim thép không gỉ từ tính: 2205 Duplex, 17-4.
Thép không gỉ 304. Thép không gỉ 304 là loại thép không gỉ phổ biến nhất, có khả năng gia công và chống ăn mòn tuyệt vời.
Thép không gỉ 316. Thép không gỉ 316 là một hợp kim thép không gỉ phổ biến khác có tính chất cơ học tương tự như 304. Tuy nhiên, nó có khả năng chống ăn mòn và kháng hóa chất cao hơn, đặc biệt là đối với các dung dịch muối (ví dụ như nước biển), vì vậy nó thường được ưa chuộng cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt.
Thép không gỉ 2205 Duplex. Thép không gỉ 2205 Duplex là hợp kim thép không gỉ có độ bền cao nhất (gấp đôi so với các hợp kim thép không gỉ thông thường khác) và có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Nó được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, với nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp Dầu khí.
Thép không gỉ 303. Thép không gỉ 303 có độ bền tuyệt vời, nhưng khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với 304. Nhờ khả năng gia công tuyệt vời, nó thường được sử dụng trong các ứng dụng sản xuất hàng loạt, chẳng hạn như sản xuất đai ốc và bu lông cho các ứng dụng hàng không vũ trụ.
Thép không gỉ 17-4. Thép không gỉ 17-4 (tiêu chuẩn SAE 630) có các tính chất cơ học tương đương với thép 304. Nó có thể được tôi cứng bằng kết tủa đến mức độ rất cao (tương đương với thép dụng cụ) và có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng hiệu suất rất cao.
Thép nhẹ
Thép nhẹ có tính chất cơ học tốt, khả năng gia công lớn và khả năng hàn tốt. Do chi phí thấp, họ tìm thấy các ứng dụng có mục đích chung, bao gồm sản xuất các bộ phận máy, đồ gá và đồ đạc. Thép nhẹ dễ bị ăn mòn và tấn công từ hóa chất.
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 7.8-7.9 g/cm3, Có từ tính.
Thép cacbon thấp 1018. Thép cacbon thấp 1018 là hợp kim đa dụng có khả năng gia công và hàn tốt, đồng thời có độ dẻo dai, độ bền và độ cứng tuyệt vời.
Thép cacbon trung bình 1045. Thép cacbon trung bình 1045 có khả năng hàn tốt, gia công tốt, độ bền cao và khả năng chịu va đập tốt. Thường được sử dụng để sản xuất đai ốc, bu lông, bánh răng, trục, thanh truyền và các chi tiết máy nhỏ khác.
Thép cacbon thấp A36. Thép cacbon thấp A36 là loại thép kết cấu thông dụng với khả năng hàn tốt. Nó phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp và xây dựng.
Thép hợp kim
Thép hợp kim còn chứa các nguyên tố hợp kim khác ngoài carbon, giúp cải thiện độ cứng, độ bền, độ mỏi và khả năng chống mài mòn, nhưng thép hợp kim dễ bị ăn mòn và tấn công từ hóa chất.
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 7.8-7.9 g/cm3, có từ tính.
Thép hợp kim 4140. Thép hợp kim 4140 có độ bền và độ dẻo dai tốt, phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp nhưng không được khuyến khích sử dụng để hàn.
Thép hợp kim 4340. Thép hợp kim 4340 có thể được xử lý nhiệt để đạt được độ bền và độ cứng cao, đồng thời vẫn duy trì được độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi tốt. Hợp kim này có thể hàn được.
Thép công cụ
Thép công cụ là hợp kim kim loại có độ cứng, độ cứng, mài mòn và khả năng chịu nhiệt đặc biệt cao. Chúng được sử dụng để tạo ra các công cụ sản xuất (do đó có tên), chẳng hạn như khuôn dập, con dấu và khuôn mẫu. Để đạt được các tính chất cơ học tốt, chúng phải trải qua quá trình xử lý nhiệt.
Đặc tính vật liệu: Khối lượng riêng điển hình 7.8 g/cm3, Độ cứng điển hình: 45-65 HRC.
Thép dụng cụ D2. Thép dụng cụ D2 là một hợp kim chịu mài mòn, giữ được độ cứng ở nhiệt độ lên đến 425°C. Nó thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt và khuôn mẫu.
Thép dụng cụ A2. Thép dụng cụ A2 là loại thép dụng cụ đa dụng được tôi cứng bằng không khí, có độ dẻo dai tốt và độ ổn định kích thước tuyệt vời ở nhiệt độ cao. Nó thường được sử dụng để chế tạo khuôn ép phun.
Thép dụng cụ O1. Thép dụng cụ O1 là hợp kim tôi dầu có độ cứng cao 65 HRC. Thường được sử dụng để chế tạo dao và các dụng cụ cắt gọt.
Thau
Đồng thau là một hợp kim kim loại có khả năng gia công tốt và tính dẫn điện tuyệt vời. Nó thường được sử dụng trong kiến trúc để tạo ra các bộ phận có vẻ ngoài vàng cho mục đích thẩm mỹ. Loại đồng thau phổ biến là C35300 và C36000.
Đặc tính vật liệu: Khối lượng riêng điển hình 8.4-8.7 g/cm3, không nhiễm từ.
Đồng thau C35300. Đồng thau C35300 có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tuyệt vời.
Đồng thau C36000 . Đồng thau C36000 có độ bền kéo cao và khả năng chống ăn mòn tự nhiên. Đây là một trong những vật liệu dễ gia công nhất, vì vậy nó thường được sử dụng cho các ứng dụng sản xuất hàng loạt.
hợp kim titan
Titan cũng tương thích sinh học và phù hợp để sản xuất thiết bị y tế, chẳng hạn như xương nhân tạo. Titanium có thể được hàn, thụ động hóa và anot hóa để tăng khả năng bảo vệ và cải thiện vẻ ngoài của nó.
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 4.5-4.51 g/cm³, không nhiễm từ.
Titan không được đánh bóng đặc biệt và là chất dẫn điện kém, nhưng lại dẫn nhiệt tốt.
Các kỹ sư cũng nên nhận thức được những thách thức của việc gia công titan bằng máy CNC, vì nó rất khó gia công và cần có công cụ cắt đặc biệt.
Magnesium
Magiê là kim loại nhẹ nhất được sử dụng rộng rãi để gia công CNC chính xác. Trọng lượng riêng của magiê là khoảng 2/3 nhôm và 1/4 sắt.
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 1.8g/cm3, không nhiễm từ.
Magiê có khả năng gia công tuyệt vời, sức mạnh và độ bền khiến nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Nếu bạn muốn các bộ phận tùy chỉnh của mình có sự kết hợp giữa trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ cứng cao, tản nhiệt tốt, khả năng chịu va đập lớn hơn hợp kim nhôm và khả năng chống ăn mòn, thì hợp kim magie là những lựa chọn rất tốt. Các bộ phận hợp kim magiê được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện năng lượng mới, dược phẩm và hóa chất, hàng không, công nghiệp hàng không vũ trụ, sản phẩm 3C, rô bốt và các lĩnh vực khác.
Hợp kim magie là kim loại hoạt động, có thể tạo ra phản ứng hóa học trong không khí và dễ bị oxi hóa. Để cải thiện tuổi thọ làm việc của bộ phận, thông thường sẽ thực hiện một số xử lý bề mặt chuyên nghiệp, chẳng hạn như oxy hóa hồ quang vi mô, mạ điện, sơn, sơn tĩnh điện, thụ động hóa, v.v. nhằm mục đích tối đa hóa khả năng thực thi.
Việc lưu trữ các hợp kim magiê phải được niêm phong ở nhiệt độ thấp, và bình chữa cháy loại D và cọc cát phải được dành riêng để chữa cháy. Trong quy trình gia công CNC, tốc độ không thể quá nhanh; nếu không sẽ gây cháy trong quá trình gia công. Cũng cần sử dụng chất lỏng cắt hợp kim magiê đặc biệt.
Inconel
Inconel là hợp kim nhiệt độ cao đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây do nhiều tính chất đặc biệt của nó. Các bộ phận inconel phù hợp với môi trường có thể bị nước ăn mòn hoặc oxy hóa. Nó cũng lý tưởng cho các môi trường mà các bộ phận có thể phải chịu áp suất và nhiệt độ cực cao.
Ngoài vật liệu đã đề cập ở trên, có một số vật liệu tương thích với các quy trình gia công CNC chính xác. Chẳng hạn như cacbua xi măng, vonfram, palladi, invar, niken, niobi, hợp kim thép, berili, coban, iridi và molypden. Sau khi xem xét lĩnh vực ứng dụng của bộ phận tùy chỉnh, điều quan trọng là phải chọn vật liệu phù hợp trong số một số tùy chọn, vì nó quyết định sự thành công của quy trình gia công CNC và cả chi phí.
Tổng quan về vật liệu nhựa thường dùng trong gia công CNC
Máy CNC cũng có thể cắt nhựa. Trong hầu hết các trường hợp, 7 loại nhựa sau đây có thể được ưu tiên hơn vì giá thành, khả năng cách điện hoặc các lý do khác. Khi phần cuối cùng được đúc phun, nhựa thường là vật liệu nguyên mẫu phù hợp.
ABS
Đặc tính vật liệu: Khối lượng riêng điển hình 1.00-1.05 g/cm³
ABS là một trong những vật liệu nhựa nhiệt dẻo phổ biến nhất có tính chất cơ học tốt, độ bền va đập tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt cao và khả năng gia công tốt. Và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt ép phun.
Nylon
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 1.14 g/cm³.
Ni lông còn được gọi là polyamit (PA) và là một loại nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng cho các ứng dụng kỹ thuật do tính chất cơ học tuyệt vời, độ bền va đập tốt và khả năng chống mài mòn và hóa chất cao. Tuy nhiên, nó dễ bị thấm nước và hút ẩm. Nylon 6 và Nylon 66 là các loại thường được sử dụng trong gia công CNC.
polycarbonate
Đặc tính vật liệu: Khối lượng riêng điển hình 1.20-1.22 g/cm³.
Polycarbonate là một loại nhựa nhiệt dẻo có độ bền cao, khả năng gia công tốt và độ bền va đập tuyệt vời (tốt hơn ABS). Nó có thể có màu, nhưng thông thường nó trong suốt về mặt quang học, khiến nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng, bao gồm các thiết bị chất lỏng hoặc kính ô tô.
POM (Delrin)
Đặc tính vật liệu: Khối lượng riêng điển hình 1.40-1.42 g/cm³.
POM thường được biết đến với tên thương mại là Delrin, là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật có khả năng gia công cao nhất trong số các loại nhựa. POM (Delrin) thường là lựa chọn tốt nhất khi gia công CNC các bộ phận nhựa đòi hỏi độ chính xác cao, độ cứng cao, ma sát thấp, ổn định kích thước tuyệt vời ở nhiệt độ cao và độ hút nước rất thấp.
PTFE (Teflon)
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 2.2 g/cm³.
PTFE thường được gọi là Teflon, và là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật có tính kháng hóa chất và nhiệt tuyệt vời và hệ số ma sát thấp nhất so với bất kỳ chất rắn nào đã biết. PTFE (Teflon) là một trong số ít nhựa có thể chịu được nhiệt độ hoạt động trên 200°C và là chất cách điện vượt trội.
HDPE
Đặc tính vật liệu: Khối lượng riêng điển hình 0.93-0.97 g/cm³.
Polyetylen mật độ cao (HDPE) là một loại nhựa nhiệt dẻo có tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao, độ bền va đập cao và khả năng chống chịu thời tiết tốt. HDPE là một loại nhựa nhiệt dẻo nhẹ, thích hợp cho việc sử dụng ngoài trời và đường ống.
TUẦN
Đặc tính vật liệu: Mật độ điển hình 1.32 g/cm³.
PEEK là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật hiệu suất cao với các tính chất cơ học tuyệt vời, độ ổn định nhiệt trong phạm vi nhiệt độ rất rộng và khả năng chống chịu tuyệt vời với hầu hết các hóa chất. PEEK thường được sử dụng để thay thế các bộ phận kim loại do tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao. Các loại y tế cũng có sẵn, làm cho PEEK cũng phù hợp cho ứng dụng y sinh.
Vật liệu gia công CNC khác
Ngoài các kim loại và nhựa thông dụng, gỗ và xốp cũng được sử dụng trong gia công CNC, nhưng thường không phải là vật liệu được ưu tiên.
Gỗ. Gỗ thường có ít lựa chọn hơn, chỉ có gỗ cứng, ván ép, gỗ mềm, v.v.
Xốp cứng. Xốp cứng là loại xốp có giá trị cách nhiệt cao nhất. Nó có thể hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp tới -100°F và cao tới 200°F. Xốp cứng cũng có hệ số R cao hơn, khiến nó trở thành lựa chọn cao cấp cho sàn nhà, tường và các sản phẩm kết cấu khác cần chịu được độ ẩm.
Xốp điêu khắc. Xốp điêu khắc có thể tạo hình gần như mọi hình dạng. Nó thường được sử dụng làm khuôn mẫu vì tính linh hoạt, nhưng cũng được sử dụng trong các bộ phận như gioăng và vòng đệm. Xốp điêu khắc chứa polyisocyanurate, một chất đặc và chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
Vật liệu phenolic. Nếu bạn cần đáp ứng các tiêu chuẩn quân sự như MIL-I-24768, vật liệu phenolic có thể đáp ứng yêu cầu này. Có nhiều loại để lựa chọn, chẳng hạn như CE, LE, G10, G10/FR4, G9, G11 và G7. Mỗi loại đều có những ưu điểm riêng. Ví dụ, cấu trúc dệt mịn của vải phenolic mang lại các đặc tính cơ học tốt, độ ổn định kích thước và độ hoàn thiện tốt hơn cho các chi tiết gia công so với vật liệu CE. Tuy nhiên, vải phenolic không được khuyến nghị sử dụng làm vật liệu cách điện sơ cấp. Vật liệu phenolic LE đáp ứng yêu cầu FBE của tiêu chuẩn Mil-I-24768/13, trong khi vật liệu phenolic CE đáp ứng yêu cầu FBG của tiêu chuẩn Mil-I-24768/14.
Tổng kết
Cuối cùng bạn sẽ sử dụng vật liệu gia công CNC nào cho các bộ phận của mình tùy thuộc vào dự án bạn đang tạo, chúng tôi tạo một bản tóm tắt có thể được sử dụng làm hướng dẫn chọn vật liệu gia công CNC ngắn.
Đừng cho rằng kim loại là lựa chọn tốt nhất của bạn. Vật liệu phi kim loại đã trở nên phổ biến vì chúng nhẹ nhưng bền — giống như xốp, bạn có thể tạo hình thành nhiều hình dạng khác nhau. Phi kim loại cũng giữ lại các chi tiết nhỏ trong quá trình cắt. Nếu dự án của bạn có vẻ như là dự án có thể hưởng lợi từ việc sử dụng phi kim loại, thì có rất nhiều lựa chọn có thể mang lại lợi ích cho sản phẩm cuối cùng của bạn.
Nhôm 6061 là vật liệu kim loại gia công CNC phổ biến nhất với chi phí thấp nhất.
POM (Delrin) là nhựa CNC kinh tế nhất vì khả năng gia công tuyệt vời của nó.
Nếu yêu cầu bộ phận có độ bền cao, độ cứng hoặc khả năng chịu nhiệt độ cao, hợp kim sẽ được ưu tiên lựa chọn.
ABS là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng nhẹ, các bộ phận ABS được gia công bằng máy CNC thường được sử dụng làm nguyên mẫu trước khi sản xuất hàng loạt bằng phương pháp ép phun.
Đây không phải là danh sách đầy đủ các vật liệu gia công CNC và gia công CNC là một quy trình sản xuất linh hoạt đòi hỏi phải đánh giá kỹ lưỡng các yêu cầu của dự án để chọn vật liệu phù hợp nhất cho bộ phận. Tuy nhiên, việc đạt được sự cân bằng lý tưởng về chi phí, chất lượng và thời gian vẫn còn nhiều thách thức.
DDPROTOTYPE chuyên sản xuất tạo mẫu nhanh & sản xuất hàng loạt trong hơn 20 năm qua, cho đến ngày nay chúng tôi có hơn 40 kỹ sư cao cấp với nhiều công nghệ có thể cung cấp các giải pháp chuyên nghiệp. Hơn 50 loại tùy chọn hoàn thiện bề mặt, hơn 60 vật liệu được chứng nhận bằng kim loại/nhựa có thể đáp ứng các nhu cầu tạo mẫu nhanh khác nhau.
Hãy để chuyên gia của DDPROTOTYPE hướng dẫn bạn từng bước và làm cho từng bước của quy trình sản xuất trở nên dễ dàng hơn. Bằng cách phân tích tệp thiết kế của bạn, đánh giá tính khả thi của dự án gia công CNC và đề xuất với lời khuyên hiệu quả về chi phí để giúp quá trình xử lý dự án gia công CNC của bạn diễn ra suôn sẻ hơn.
