CNC-Bearbeitung ist in der Lage, Produkte aus Metall oder Kunststoff herzustellen. Die breite Anwendung verfügbarer Materialien macht die perfekte Auswahl zu einem herausfordernden Prozess. Wir vergleichen die meisten CNC-Materialien in Bezug auf mechanische und thermische Eigenschaften, Kosten und typische Anwendungen. Fassen Sie alle diese Informationen in Tabellen und Grafiken zusammen und stellen Sie verfügbare CNC-Materialoptionen mit spezifischen Details bereit.
Materialauswahlprozess
Grundlegende Schritte des Materialauswahlprozesses:
- Definieren Sie die Materialanforderungen: einschließlich mechanischer, thermischer, Kosten-, Oberflächenbeschaffenheits- und anderer Materialanforderungen. Teilenutzungsumgebung und Komponenten mit Interaktion sollten berücksichtigt werden.
- Identifizieren Sie Kandidatenmaterialien: Bestätigen Sie eine Art von Kandidatenmaterial, das alle oder die meisten Ihrer Designanforderungen erfüllt.
- Wählen Sie das am besten geeignete Material aus: Kompromisse zwischen zwei oder mehr Designs wie mechanischer Leistung und Kosten. Bestimmen Sie das am besten geeignete Material.
Mit den folgenden Informationen können Sie das für Ihre Anwendung am besten geeignete Material identifizieren und Ihr Projekt im Rahmen des Budgets halten.
Richtlinie zur CNC-Materialauswahl
Da Metall- und Kunststoffmaterialien große Zurückhaltung haben, werden wir diese Materialien in Gruppen einteilen und ihre Eigenschaften vergleichen. Metalle werden normalerweise für hohe Festigkeits-, Härte- und Wärmebeständigkeitsanforderungen verwendet. Während Kunststoffe für chemische Beständigkeit und elektrische Isolationseigenschaften leicht sind.
Diese Materialeigenschaften umfassen mechanische Festigkeit (als Zugfestigkeit), Bearbeitbarkeit (Bearbeitungsfreundlichkeit für CNC-Preise), Materialkosten, Metallhärte, Kunststofftemperaturbeständigkeit.
Das folgende Diagramm zur Identifizierung von CNC-Materialien für bestimmte technische Materialien:
Zusammenfassung der Metalleigenschaften
| Material | Klasse | Stärke | Härte | Bearbeitbarkeit | Kosten |
| Aluminium | 6061 | Mittel | Mittel | Exzellent | Niedrig |
| 6082 | Mittel | Mittel | Exzellent | Niedrig | |
| 7075 | Hoch | Mittel | Exzellent | Mittel | |
| 5083 | Mittel | Niedrig | Exzellent | Niedrig | |
| Rostfreier Stahl | 304 | Hoch | Mittel | Arm | Mittel |
| 316 | Hoch | Mittel | Arm | Hoch | |
| 2205 (Duplex) | Hoch | Hoch | Arm | Hoch | |
| 303 | Hoch | Hoch | Mittel | Hoch | |
| 17-4 | Hoch | Sehr hoch | Arm | Hoch | |
| Baustahl | 1018 | Mittel | Mittel | Mittel | Niedrig |
| 1045 | Mittel | Hoch | Mittel | Mittel | |
| A36 | Hoch | Mittel | Mittel | Mittel | |
| Legierter Stahl | 4140 | Mittel | Hoch | Mittel | Mittel |
| 4340 | Hoch | Hoch | Mittel | Mittel | |
| Werkzeugstahl | D2 | Hoch | Sehr hoch | Arm | Hoch |
| Hoch | Sehr hoch | Arm | Hoch | ||
| Hoch | Sehr hoch | Arm | Hoch | ||
| Messing | C3600 | Mittel | Mittel | Exzellent | Mittel |
Zusammenfassung der Kunststoffeigenschaften
| Material | Stärke | Betriebstemperatur | Bearbeitbarkeit | Kosten |
| Abs | Mittel | 60 Grad | Mittel | Niedrig |
| Nylon | Hoch | 100 Grad | Arm | Niedrig |
| Polycarbonat (PC) | Hoch | 120 Grad | Arm | Niedrig |
| POM (Delrin) | Mittel | 82 Grad | Exzellent | Niedrig |
| PTFE (Teflon) | Niedrig | 260 Grad | Exzellent | Niedrig |
| HDPE | Niedrig | 80 Grad | Arm | Niedrig |
| SPÄHEN | Hoch | 260 Grad | Arm | Hoch |
Überblick über CNC-Metalllegierungen
Aluminiumlegierungen
Aluminiumlegierungen haben ein ausgezeichnetes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit und eine natürliche Korrosionsbeständigkeit. Das lässt sich leicht und kostengünstig bearbeiten und wird häufig als wirtschaftliche Option für die Herstellung kundenspezifischer Metallteile und das Prototyping eingesetzt. Aluminiumlegierungen haben eine geringere Festigkeit und Härte als Stähle, während der Eloxalvorgang eine harte und schützende Schicht auf der Metalloberfläche erzeugen kann.
Aluminium 6061: Die gebräuchlichste und am weitesten verbreitete Aluminiumlegierung mit gutem Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und ausgezeichneter Bearbeitbarkeit.
Aluminium 6082: ähnliche Zusammensetzung und Eigenschaften wie 6061.
Aluminium7075: allgemeine Anwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie, hervorragende Ermüdungseigenschaften und hohe Festigkeit und Härte wie Stahl mit Wärmebehandlung.
Aluminium 5083: höhere Festigkeit als andere Aluminiumlegierungen, seewasserbeständig. Weit verbreitet in der Bau- und Schiffsindustrie. Hervorragende Wahl zum Schweißen.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 2,65–2,80 g/cm³, nicht magnetisch, Eloxalbetrieb.
Rostfreier Stahl
Edelstahl hat eine hohe Festigkeit, hohe Duktilität, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Das lässt sich leicht schweißen, bearbeiten und polieren. Verschiedene Zusammensetzungen bestimmen, ob es magnetisch oder nicht magnetisch sein kann.
Edelstahl 304: Als gebräuchlichster Edelstahl weist er eine hervorragende mechanische und maschinelle Bearbeitbarkeit sowie Korrosionsbeständigkeit auf.
Edelstahl 316: Ein weiterer gängiger Edelstahl mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften wie 304. Er hat eine höhere Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit in Salzlösungen. Besonders in rauer Umgebung anwenden.
Edelstahl 2205 Duplex: Es hat die höchste Festigkeit als andere gängige Edelstahlsorten und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit.
Edelstahl 303: Er hat eine ausgezeichnete Zähigkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit als 304. Weit verbreitet in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Schrauben und Muttern.
Rostfreier Stahl 17-4: Kann wie Werkzeugstähle in hohem Maße ausscheidungsgehärtet werden. Am besten geeignet für Hochleistungsanwendungen.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 7,7-8,0 g/cm³, nicht magnetisch (304, 306, 303), magnetisch (2205 Duplex, 17-4)
Baustahl
Baustahl wird auch als kohlenstoffarmer Stahl bezeichnet. Aufgrund seiner niedrigen Kosten mit guten mechanischen, maschinellen und schweißbaren Eigenschaften wurde es als Allzweckanwendung eingesetzt wie: Maschinenteile, Vorrichtungen, Vorrichtungen. Es ist jedoch anfällig für chemische Korrosion.
Weichstahl 1018: als am häufigsten verwendeter Weichstahl mit guter Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit.
Flussstahl 1045: Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und hoher Festigkeit und Schlagfestigkeit.
Baustahl A36: als gewöhnlicher Baustahl mit guter Schweißbarkeit, insbesondere für Bauanwendungen.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 7,8–7,9 g/cm³, magnetisch.
Legierter Stahl
Legierter Stahl enthält andere Elemente außer Kohlenstoff, um die Härte, Zähigkeit, Ermüdung und Verschleißfestigkeit zu verbessern. Das ist anfällig für chemische Korrosion.
Legierter Stahl 4140: Er hat eine gute Festigkeit und Zähigkeit, wird jedoch nicht für Schweißverfahren empfohlen.
Legierter Stahl 4340: Er kann auf hohe Festigkeit und Härte mit guter Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit wärmebehandelt werden, außerdem ist er schweißbar.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 7,7–7,9 g/cm³, magnetisch
Werkzeugstahl
Werkzeugstahl hat eine außergewöhnlich hohe Härte, Steifigkeit, Abriebfestigkeit und Wärmebeständigkeit. Es wird normalerweise für die Herstellung von Werkzeugen wie Matrizen, Stempeln und Formen verwendet. Durch Wärmebehandlung kann es gute Eigenschaften erzielen.
Werkzeugstahl D2: Dies ist eine verschleißfeste Legierung mit ausgezeichneter Härte bei einer Temperatur von 450 ° C, die normalerweise für Schneidwerkzeuge und die Herstellung von Formen verwendet wird.
Werkzeugstahl A2: Dies ist ein luftgehärteter Stahl mit ausgezeichneter Zähigkeit und Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen.
Werkzeugstahl O1: Es ist eine ölgehärtete Legierung mit einer hohen Härte von 65 HRC.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 7,8 g/cm³, Typische Härte: 45–65 HRC.
Messing
Messing hat eine gute Bearbeitbarkeit und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, insbesondere für geringe Reibungsanforderungen. Wird häufig in der Architektur für ein goldenes Aussehen aus ästhetischen Gründen verwendet.
Messing C3600: Es hat eine hohe Zugfestigkeit und natürliche Korrosionsbeständigkeit. Weit verbreitet für Anwendungen mit hohem Volumen und einfacher Bearbeitbarkeit.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 8,4-8,7 g/cm³.
CNC-Kunststoff-Übersicht
Abs
ABS ist das gebräuchlichste thermoplastische Material mit guter Bearbeitbarkeit, ausgezeichneter Schlagfestigkeit und hoher Hitzebeständigkeit. ABS hat eine geringe Dichte, insbesondere für Leichtbauanwendungen, die in der Spritzguss-Massenproduktion weit verbreitet sind.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 1,00-1,05 g/cm³.
Nylon
Nylon wird auch als Polyamid (PA) bezeichnet, das eine ausgezeichnete gute Schlagzähigkeit, hohe Chemikalien- und Abriebfestigkeit aufweist, aber anfällig für Wasser- und Feuchtigkeitsaufnahme ist. Nylon 6 und Nylonn 66 sind in der CNC-Bearbeitung übliche Sorten.
Materialkennwerte: Typische Dichte: 1,14 g/cm³.
Polycarbonat
Polycarbonat ist ein Thermoplast mit höheren mechanischen Eigenschaften als ABS. Es ist optisch transparent, kann aber auch eingefärbt werden. Weit verbreitet für fluidische Geräte in der Automobilindustrie.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 1,20-1,22 g/cm³.
POM (Delrin)
POM hat den Handelsnamen Delrin, es ist ein technisches Thermoplast mit höchster Bearbeitbarkeit. POM ist der am besten geeignete Kunststoff für hohe Präzision, hohe Steifigkeit, geringe Reibung, hervorragende Dimensionsstabilität bei hohen Temperaturen.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 1,40-1,42 g/cm³.
PTFE (Teflon)
PTFE ist als Teflon bekannt, das eine hervorragende thermische und chemische Beständigkeit mit dem niedrigsten Reibungskoeffizienten aufweist. Es kann einer Temperatur von 200 ° C und einer elektrischen Isolierung standhalten.
Materialkennwerte: Typische Dichte: 2,2 g/cm³.
HDPE
HDPE hat ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, eine hohe Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit. Es ist für Außenanwendungen und Rohrleitungen geeignet.
Materialeigenschaften: Typische Dichte: 0,93-0,97 g/cm³.
SPÄHEN
PEEK hat ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, thermische Stabilität in einem breiten Temperaturbereich und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit. Welche in der medizinischen und biomedizinischen Industrie weit verbreitet ist,
Materialkennwerte: Typische Dichte: 1,32 g/cm³.