เลือกวัสดุ CNC ที่สมบูรณ์แบบ

แจ็ค ลี่ ผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

เชี่ยวชาญในการกัด CNC, การกลึง CNC, การพิมพ์ 3D, การหล่อยูรีเทน, การใช้เครื่องมืออย่างรวดเร็ว, การฉีดขึ้นรูป, การหล่อโลหะ,


เครื่องจักรกลซีเอ็นซี สามารถผลิตผลิตภัณฑ์จากโลหะหรือพลาสติกใดๆ การใช้วัสดุที่มีอยู่อย่างกว้างขวางทำให้การเลือกที่สมบูรณ์แบบเป็นกระบวนการที่ท้าทาย เราจะเปรียบเทียบวัสดุ CNC ส่วนใหญ่ในแง่ของคุณสมบัติทางกลและทางความร้อน ต้นทุน และการใช้งานทั่วไป สรุปข้อมูลทั้งหมดเหล่านี้ในตารางและกราฟ และให้ตัวเลือกวัสดุ CNC ที่มีพร้อมรายละเอียดเฉพาะ

กระบวนการคัดเลือกวัตถุดิบ

ขั้นตอนพื้นฐานของกระบวนการคัดเลือกวัสดุ:

  1. กำหนดข้อกำหนดของวัสดุ: รวมถึงคุณสมบัติทางกล ความร้อน ต้นทุน ผิวสำเร็จ และข้อกำหนดด้านวัสดุอื่นๆ ควรพิจารณาสภาพแวดล้อมการใช้ชิ้นส่วนและส่วนประกอบที่มีการโต้ตอบ
  2. ระบุเอกสารของผู้สมัคร: ยืนยันวัสดุสำหรับผู้สมัครบางประเภท ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการออกแบบของคุณทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมด
  3. เลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุด: ประนีประนอมกับการออกแบบตั้งแต่สองรูปแบบขึ้นไป เช่น ประสิทธิภาพทางกลและต้นทุน กำหนดวัสดุที่เหมาะสมที่สุด

คุณสามารถระบุวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณด้วยข้อมูลต่อไปนี้ และทำให้โครงการของคุณอยู่ในงบประมาณ

แนวทางการเลือกวัสดุ CNC

เนื่องจากวัสดุที่เป็นโลหะและพลาสติกมีความแตกต่างกันอย่างมาก เราจะแบ่งวัสดุเหล่านี้ออกเป็นกลุ่มๆ และเปรียบเทียบคุณสมบัติของวัสดุเหล่านั้น โดยปกติโลหะจะใช้สำหรับความต้องการความแข็งแรงสูง ความแข็ง และความต้านทานความร้อน ในขณะที่พลาสติกมีน้ำหนักเบาสำหรับทนต่อสารเคมีและคุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้า

คุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้รวมถึงความแข็งแรงทางกล (ตามความต้านทานแรงดึง), ความสามารถในการแปรรูป (การตัดเฉือนที่ง่ายสำหรับการกำหนดราคา CNC), ต้นทุนวัสดุ, ความแข็งของโลหะ, ความทนทานต่ออุณหภูมิพลาสติก

กราฟต่อไปนี้สำหรับระบุวัสดุ CNC สำหรับวัสดุวิศวกรรมเฉพาะ:

สรุปคุณสมบัติของโลหะ

วัสดุระดับความแข็งแกร่งความแข็งความสามารถในการแปรรูปค่าใช้จ่าย
อลูมิเนียม6061ปานกลางปานกลางยอดเยี่ยมต่ำ
6082ปานกลางปานกลางยอดเยี่ยมต่ำ
7075สูงปานกลางยอดเยี่ยมปานกลาง
5083ปานกลางต่ำยอดเยี่ยมต่ำ
สแตนเลส304สูงปานกลางยากจนปานกลาง
316สูงปานกลางยากจนสูง
2205(ดูเพล็กซ์)สูงสูงยากจนสูง
303สูงสูงปานกลางสูง
17-4สูงสูงมากยากจนสูง
อย่างน้อย1018ปานกลางปานกลางปานกลางต่ำ
1045ปานกลางสูงปานกลางปานกลาง
A36สูงปานกลางปานกลางปานกลาง
โลหะผสมเหล็ก4140ปานกลางสูงปานกลางปานกลาง
4340สูงสูงปานกลางปานกลาง
เหล็กกล้าเครื่องมือD2สูงสูงมากยากจนสูง
สูงสูงมากยากจนสูง
สูงสูงมากยากจนสูง
ทองเหลืองC3600ปานกลางปานกลางยอดเยี่ยมปานกลาง

สรุปคุณสมบัติของพลาสติก

วัสดุความแข็งแกร่งอุณหภูมิในการทำงานความสามารถในการแปรรูปค่าใช้จ่าย
ABSปานกลาง60°Cปานกลางต่ำ
ไนลอนสูง100°Cยากจนต่ำ
โพลีคาร์บอเนต(PC)สูง120 องศาเซลเซียสยากจนต่ำ
POM(เดลริน)ปานกลาง82°Cยอดเยี่ยมต่ำ
ไฟเบอร์ (เทฟลอน)ต่ำ260 องศาเซลเซียสยอดเยี่ยมต่ำ
HDPEต่ำ80 องศาเซลเซียสยากจนต่ำ
PEEKสูง260 องศาเซลเซียสยากจนสูง

ภาพรวมโลหะผสม CNC

โลหะผสมอลูมิเนียม

โลหะผสมอลูมิเนียม มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีเยี่ยม การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง ทนต่อการกัดกร่อนตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถกลึงได้ง่ายด้วยต้นทุนต่ำ และมักใช้เป็นตัวเลือกที่ประหยัดในการผลิตชิ้นส่วนโลหะตามสั่งและการสร้างต้นแบบ อลูมิเนียมอัลลอยด์มีความแข็งแรงและความแข็งต่ำกว่าเหล็กกล้า ในขณะที่การทำอโนไดซ์สามารถสร้างชั้นแข็งและป้องกันบนพื้นผิวโลหะ/

อะลูมิเนียม 6061: อะลูมิเนียมอัลลอยที่ใช้กันทั่วไปและใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักและการแปรรูปที่ดีเยี่ยม

อลูมิเนียม 6082: องค์ประกอบและคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันเหมือน 6061

Aluminium7075: การใช้งานทั่วไปในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ มีคุณสมบัติความล้าที่ดีเยี่ยม และมีความแข็งแรงและความแข็งสูงเช่นเดียวกับเหล็กกล้าที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน

อลูมิเนียม 5083: มีความแข็งแรงสูงกว่าโลหะผสมอลูมิเนียมอื่น ๆ ทนต่อน้ำทะเล ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมก่อสร้างและทางทะเล ทางเลือกที่ดีสำหรับการเชื่อม

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป:2.65-2.80 g/cm³, การทำงานที่ไม่ใช่แม่เหล็ก, การทำอโนไดซ์

สแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมมีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวสูง ทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน ซึ่งเชื่อม กลึง และขัดเงาได้ง่าย องค์ประกอบต่างๆ ระบุว่าอาจเป็นแม่เหล็กหรือไม่ใช่แม่เหล็กก็ได้

เหล็กกล้าไร้สนิม 304: เนื่องจากเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป จึงมีคุณสมบัติทางกลและการแปรรูปที่ดีเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อน

เหล็กกล้าไร้สนิม 316: เหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปอีกชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติทางกลใกล้เคียงกับ 304 มีความทนทานต่อสารเคมีและการกัดกร่อนในสารละลายน้ำเกลือสูงกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

สแตนเลส 2205 ดูเพล็กซ์: มีความแข็งแรงสูงกว่าสแตนเลสทั่วไปอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม

สแตนเลส 303: มีความเหนียวดีเยี่ยม แต่มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่า 304 ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศสำหรับน็อตและสลักเกลียว

เหล็กกล้าไร้สนิม 17-4 : สามารถตกตะกอนได้ระดับสูงเช่นเดียวกับเหล็กกล้าเครื่องมือ เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง

ลักษณะวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป:7.7-8.0 g/cm³, ไม่ใช่แม่เหล็ก (304, 306, 303), แม่เหล็ก(2205 duplex, 17-4)

อย่างน้อย

เหล็กอ่อนเรียกอีกอย่างว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ด้วยเหตุที่มีต้นทุนต่ำและมีคุณสมบัติทางกล การแปรรูป และความสามารถในการเชื่อมที่ดี จึงถูกนำไปใช้ในงานทั่วไป เช่น ชิ้นส่วนเครื่องจักร จิ๊ก อุปกรณ์จับยึด อย่างไรก็ตาม มีความไวต่อการกัดกร่อนของสารเคมี

เหล็กกล้าอ่อน 1018: เช่นเดียวกับเหล็กกล้าอ่อนที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีความสามารถในการแปรรูปและการเชื่อมที่ดี

เหล็กกล้าอ่อน 1045: เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อแรงกระแทก

เหล็กอ่อน A36: เป็นเหล็กโครงสร้างทั่วไปที่เชื่อมได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานก่อสร้าง

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป:7.8-7.9 g/cm³, แม่เหล็ก.

โลหะผสมเหล็ก

เหล็กกล้าผสมมีองค์ประกอบอื่นๆ ยกเว้นคาร์บอน เพื่อปรับปรุงความแข็ง ความเหนียว ความล้า และความต้านทานการสึกหรอ ซึ่งไวต่อการกัดกร่อนของสารเคมี

โลหะผสมเหล็ก 4140: มีความแข็งแรงและเหนียวดี แต่ไม่แนะนำสำหรับกระบวนการเชื่อม

โลหะผสม steel4340: สามารถให้ความร้อนที่มีความแข็งแรงและความแข็งสูงด้วยความเหนียวที่ดี ทนต่อการสึกหรอ และความแข็งแรงเมื่อยล้า นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมได้

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป:7.7-7.9 g/cm³, Magnetic

เหล็กกล้าเครื่องมือ

เหล็กกล้าเครื่องมือมีความแข็ง ความแข็ง การเสียดสี และความต้านทานความร้อนสูงเป็นพิเศษ โดยปกติจะใช้สำหรับการผลิตเครื่องมือ เช่น แม่พิมพ์ แม่พิมพ์ และแม่พิมพ์ ด้วยการอบชุบด้วยความร้อนก็สามารถบรรลุคุณสมบัติที่ดีได้

เหล็กกล้าเครื่องมือ D2: เป็นโลหะผสมที่ทนทานต่อการสึกหรอและมีความแข็งที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส ซึ่งปกติใช้สำหรับเครื่องมือตัดและการผลิตแม่พิมพ์

เหล็กกล้าเครื่องมือ A2: เป็นเหล็กกล้าชุบแข็งด้วยอากาศที่มีความเหนียวดีเยี่ยมและมีเสถียรภาพในมิติที่อุณหภูมิสูง

เหล็กกล้าเครื่องมือ O1: เป็นโลหะผสมชุบแข็งด้วยน้ำมัน มีความแข็งสูง 65HRC

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป:7.8 g/cm³, ความแข็งทั่วไป:45-65HRC

ทองเหลือง

ทองเหลืองมีความสามารถในการแปรรูปที่ดีและการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับความต้องการแรงเสียดทานต่ำ นิยมใช้ในสถาปัตยกรรมเพื่อความสวยงาม

ทองเหลือง C3600: มีความต้านทานแรงดึงสูงและทนต่อการกัดกร่อนตามธรรมชาติ หน้ากว้างใช้สำหรับงานปริมาณมากพร้อมการแปรรูปที่ง่ายดาย

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 8.4-8.7 g/cm³.

ภาพรวมพลาสติก CNC

ABS

ABS เป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกทั่วไปที่มีความสามารถในการแปรรูปที่ดี ทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม และทนความร้อนสูง ABS มีความหนาแน่นต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานน้ำหนักเบา อย่างกว้างขวางในการผลิตแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูป

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.00-1.05 g/cm³.

ไนลอน

ไนลอนเรียกอีกอย่างว่าโพลีเอไมด์ (PA) ซึ่งมีความทนทานต่อแรงกระแทกที่ดีเยี่ยม ทนต่อสารเคมีและการขัดถูสูง แต่ไวต่อการดูดซึมน้ำและความชื้น Nylon 6 และ Nylonn 66 เป็นเกรดทั่วไปในการตัดเฉือน CNC

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.14 ก./ซม.³.

โพลีคาร์บอเนต

โพลีคาร์บอเนตเป็นเทอร์โมพลาสติกที่มีคุณสมบัติเชิงกลสูงกว่า ABS มีความโปร่งใสแบบออปติคัล แต่ยังสามารถทำสีได้ ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอุปกรณ์ของเหลวในอุตสาหกรรมยานยนต์

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.20-1.22 g/cm³.

POM (เดลริน)

POM มีชื่อทางการค้าว่า Delrin เป็นเทอร์โมพลาสติกทางวิศวกรรมที่มีความสามารถในการแปรรูปสูงสุด POM เป็นพลาสติกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความแม่นยำสูง ความแข็งสูง แรงเสียดทานต่ำ ความเสถียรของมิติที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.40-1.42 g/cm³.

ไฟเบอร์ (เทฟลอน)

PTFE เรียกว่าเทฟลอนซึ่งมีความทนทานต่อความร้อนและสารเคมีที่ดีเยี่ยมโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีต่ำที่สุด ทนอุณหภูมิได้ 200°C และเป็นฉนวนไฟฟ้า

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 2.2 ก./ซม.³.

HDPE

HDPE มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง รับแรงกระแทกสูงและทนต่อการสึกหรอ เหมาะสำหรับงานกลางแจ้งและงานวางท่อ

ลักษณะวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 0.93-0.97 g/cm³.

PEEK

PEEK มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อแสงสูง มีความคงตัวทางความร้อนในช่วงอุณหภูมิกว้าง และทนต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการแพทย์และชีวการแพทย์

ลักษณะเฉพาะของวัสดุ: ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.32 ก./ซม.³.