обработка с ЧПУ способна изготовить изделия из любого металла и пластика. Широкое применение доступных материалов делает идеальный выбор сложным процессом. Мы сравним большинство материалов с ЧПУ с точки зрения механических и термических свойств, стоимости и типичных применений. Обобщить всю эту информацию в таблицах и графиках и предоставить доступные варианты материалов для ЧПУ с конкретными подробностями.
Процесс выбора материалов
Основные этапы процесса выбора материала:
- Определите требования к материалам: включая механические, термические, стоимостные, поверхностные и другие требования к материалам. Следует учитывать среду использования деталей и взаимодействующие компоненты.
- Определите материалы-кандидаты: подтвердите какой-то тип материала-кандидата, который удовлетворяет всем или большей части ваших проектных требований.
- Выберите наиболее подходящий материал: компромисс между двумя или более конструкциями, такими как механические характеристики и стоимость. Определите наиболее подходящий материал.
Используя следующую информацию, вы можете определить наиболее подходящий материал для вашего применения и уложиться в бюджет вашего проекта.
Руководство по выбору материала для ЧПУ
Поскольку между металлическими и пластиковыми материалами имеется значительная разница, разделим эти материалы на группы и сравним их свойства. Металлы обычно применяются для обеспечения высокой прочности, твердости и термостойкости. В то время как пластмассы легкие из-за химической стойкости и электроизоляционных свойств.
Эти свойства материалов включают механическую прочность (например, предел текучести при растяжении), обрабатываемость (простота обработки по ценам на станках с ЧПУ), стоимость материала, твердость металла, термостойкость пластика.
Следующий график идентифицирует материалы с ЧПУ для конкретных конструкционных материалов:
Обзор свойств металлов
| Материал | Оценка | Сила | Твердость | Обрабатываемость | Расходы |
| Алюминий | 6061 | Середина | Середина | Отличный | Низкий |
| 6082 | Середина | Середина | Отличный | Низкий | |
| 7075 | Высокий | Середина | Отличный | Середина | |
| 5083 | Середина | Низкий | Отличный | Низкий | |
| Нержавеющая сталь | 304 | Высокий | Середина | Бедный | Середина |
| 316 | Высокий | Середина | Бедный | Высокий | |
| 2205(Дуплекс) | Высокий | Высокий | Бедный | Высокий | |
| 303 | Высокий | Высокий | Середина | Высокий | |
| 17-4 | Высокий | Очень высоко | Бедный | Высокий | |
| Мягкая сталь | 1018 | Середина | Середина | Середина | Низкий |
| 1045 | Середина | Высокий | Середина | Середина | |
| А36 | Высокий | Середина | Середина | Середина | |
| Легированная сталь | 4140 | Середина | Высокий | Середина | Середина |
| 4340 | Высокий | Высокий | Середина | Середина | |
| Инструментальная сталь | Д2 | Высокий | Очень высоко | Бедный | Высокий |
| Высокий | Очень высоко | Бедный | Высокий | ||
| Высокий | Очень высоко | Бедный | Высокий | ||
| Латунь | С3600 | Середина | Середина | Отличный | Середина |
Обзор свойств пластика
| Материал | Сила | Рабочая Температура | Обрабатываемость | Расходы |
| АБС | Середина | 60°С | Середина | Низкий |
| Нейлон | Высокий | 100°С | Бедный | Низкий |
| Поликарбонат (ПК) | Высокий | 120°С | Бедный | Низкий |
| ПОМ(Делрин) | Середина | 82°С | Отличный | Низкий |
| ПТФЭ (тефлон) | Низкий | 260°С | Отличный | Низкий |
| ПНД | Низкий | 80°С | Бедный | Низкий |
| ПЭК | Высокий | 260°С | Бедный | Высокий |
Обзор металлических сплавов с ЧПУ
Алюминиевые сплавы
Алюминиевые сплавы имеют отличное соотношение прочности и веса, высокую тепло- и электропроводность, естественную коррозионную стойкость. Который можно легко обработать с низкими затратами и часто применять как экономичный вариант производства и прототипирования металлических деталей на заказ. Алюминиевые сплавы имеют меньшую прочность и твердость, чем стали, а операция анодирования может создать твердый и защитный слой на поверхности металла.
Алюминий 6061: наиболее распространенный и широко применяемый алюминиевый сплав с хорошим соотношением прочности к весу и отличной обрабатываемостью.
Алюминий 6082: состав и свойства аналогичны 6061.
Алюминий7075: широкое применение в аэрокосмической промышленности, отличные усталостные свойства, высокая прочность и твердость, как у стали после термической обработки.
Алюминий 5083: более высокая прочность, чем у других алюминиевых сплавов, устойчивость к морской воде. Широко применяется в строительстве и морской промышленности. Отличный выбор для сварки.
Характеристика материала: Типичная плотность: 2,65-2,80 г/см³, Немагнитный, анодированный.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь обладает высокой прочностью, высокой пластичностью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Который легко сваривается, обрабатывается и полируется. Различный состав определяет, что он может быть магнитным или немагнитным.
Нержавеющая сталь 304: как наиболее распространенная нержавеющая сталь, она обладает превосходными механическими и обрабатываемыми свойствами, а также коррозионной стойкостью.
Нержавеющая сталь 316: еще одна распространенная нержавеющая сталь с механическими свойствами, аналогичными 304. Она имеет более высокую химическую и коррозионную стойкость в солевых растворах. Особенно применяется в суровых условиях.
Нержавеющая сталь 2205 Дуплекс: она имеет самую высокую прочность, чем другие распространенные нержавеющие стали, а также обладает превосходной коррозионной стойкостью.
Нержавеющая сталь 303: обладает превосходной прочностью, но более низкой коррозионной стойкостью, чем 304. Широко используется в аэрокосмической промышленности для изготовления гаек и болтов.
Нержавеющая сталь 17-4: может подвергаться дисперсионной закалке до высокой степени, как инструментальная сталь. Наиболее подходит для высокопроизводительных приложений.
Характеристика материала: Типичная плотность: 7,7–8,0 г/см³, Немагнитный (304, 306, 303), Магнитный (дуплекс 2205, 17-4).
Мягкая сталь
Мягкую сталь еще называют низкоуглеродистой сталью. Из-за своей низкой стоимости при хороших механических, обрабатываемых и свариваемых свойствах он применялся в качестве универсального применения, например: детали машин, приспособления, приспособления. Однако он подвержен химической коррозии.
Мягкая сталь 1018: в качестве наиболее распространенной используется мягкая сталь с хорошей обрабатываемостью и свариваемостью.
Мягкая сталь 1045: среднеуглеродистая сталь с высокой прочностью и ударопрочностью.
Мягкая сталь A36: обычная конструкционная сталь с хорошей свариваемостью, особенно для строительного применения.
Характеристика материала: Типичная плотность: 7,8-7,9 г/см³, Магнитный.
Легированная сталь
Легированная сталь содержит другие элементы, кроме углерода, для улучшения твердости, ударной вязкости, усталости и износостойкости. Который подвержен химической коррозии.
Легированная сталь 4140: обладает хорошей прочностью и вязкостью, но не рекомендуется для сварки.
Легированная сталь 4340: ее можно подвергать термической обработке до высокой прочности и твердости, иметь хорошую ударную вязкость, износостойкость и усталостную прочность, кроме того, она пригодна для сварки.
Характеристика материала: Типичная плотность: 7,7-7,9 г/см³, Магнитный.
Инструментальная сталь
Инструментальная сталь обладает исключительно высокой твердостью, жесткостью, стойкостью к истиранию и термическому воздействию. Обычно он используется для производства инструментов, таких как штампы, штампы и формы. Благодаря термической обработке он может достичь хороших свойств.
Инструментальная сталь D2: это износостойкий сплав с превосходной твердостью при температуре 450°C, обычно используемый для изготовления режущего инструмента и штампов.
Инструментальная сталь А2: это закаленная на воздухе сталь с превосходной вязкостью и стабильностью размеров при повышенных температурах.
Инструментальная сталь О1: это закаленный в масле сплав с высокой твердостью 65HRC.
Характеристика материала: Типичная плотность: 7,8 г/см³, Типичная твердость: 45-65HRC.
Латунь
Латунь обладает хорошей обрабатываемостью и отличной электропроводностью, особенно при требованиях к низкому трению. Обычно используется в архитектуре для получения золотого вида в эстетических целях.
Латунь C3600: обладает высокой прочностью на разрыв и естественной коррозионной стойкостью. Широко используется для больших объемов работ с легкой обрабатываемостью.
Характеристика материала: Типичная плотность: 8,4-8,7 г/см³.
Обзор пластика с ЧПУ
АБС
АБС — наиболее распространенный термопластичный материал с хорошей обрабатываемостью, отличной ударной вязкостью и высокой термостойкостью. АБС-пластик имеет низкую плотность, особенно для легких изделий, широко используемых в массовом производстве литья под давлением.
Характеристика материала: Типичная плотность: 1,00-1,05 г/см³.
Нейлон
Нейлон также называют полиамидом (PA), который обладает превосходной ударной вязкостью, высокой химической стойкостью и стойкостью к истиранию, но подвержен водо- и влагопоглощению. Нейлон 6 и Нейлон 66 являются распространенными марками при обработке на станках с ЧПУ.
Характеристика материала: Типичная плотность: 1,14 г/см³.
Поликарбонат
Поликарбонат — это термопласт с более высокими механическими свойствами, чем АБС. Он оптически прозрачен, но также может быть окрашен. Широко применяется для жидкостных устройств в автомобильной промышленности.
Характеристика материала: Типичная плотность: 1,20-1,22 г/см³.
ПОМ (Делрин)
ПОМ имеет коммерческое название Делрин. Это технический термопласт с высочайшей обрабатываемостью. ПОМ является наиболее подходящим пластиком, обеспечивающим высокую точность, высокую жесткость, низкое трение и превосходную стабильность размеров при высоких температурах.
Характеристика материала: Типичная плотность: 1,40-1,42 г/см³.
ПТФЭ (Тефлон)
ПТФЭ известен как тефлон, который обладает превосходной термической и химической стойкостью с самым низким коэффициентом трения. Он выдерживает температуру 200°C и обладает электрической изоляцией.
Характеристика материала: Типичная плотность: 2,2 г/см³.
ПНД
HDPE имеет высокое соотношение прочности и веса, высокую ударную вязкость и износостойкость. Подходит для наружного применения и трубопроводов.
Характеристика материала: Типичная плотность: 0,93-0,97 г/см³.
ПЭК
PEEK имеет высокое соотношение прочности и веса, термическую стабильность в широком диапазоне температур и отличную химическую стойкость. Широко применяется в медицинской и биомедицинской промышленности,
Характеристика материала: Типичная плотность: 1,32 г/см³.