Hướng dẫn toàn diện này so sánh 25 vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong gia công CNC và giúp bạn chọn vật liệu phù hợp cho ứng dụng của mình.
Gia công CNC có thể sản xuất các bộ phận từ hầu hết mọi kim loại hoặc nhựa.Trong trường hợp này, có rất nhiều loại vật liệu có sẵn cho các bộ phận được sản xuất thông qua phay và tiện CNC.Việc chọn đúng loại cho ứng dụng của bạn có thể là một thách thức khá lớn và hiểu được những ưu điểm cũng như cách sử dụng tốt nhất của từng loại vật liệu có sẵn có thể rất quan trọng.
Trong bài viết này, chúng tôi so sánh các vật liệu CNC phổ biến nhất, về các đặc tính cơ và nhiệt, chi phí và các ứng dụng điển hình (và tối ưu).
Làm thế nào để bạn chọn đúng vật liệu CNC?
Khi bạn đang thiết kế một bộ phận được gia công bằng máy CNC, việc chọn vật liệu phù hợp là điều cần thiết.Dưới đây là các bước cơ bản mà chúng tôi khuyên bạn nên làm theo để chọn vật liệu phù hợp cho các bộ phận tùy chỉnh của bạn.
Xác định các yêu cầu về vật liệu: Chúng có thể bao gồm các yêu cầu về cơ học, nhiệt hoặc vật liệu khác, cũng như chi phí và bề mặt hoàn thiện.Xem xét cách bạn sẽ sử dụng các bộ phận của mình và chúng sẽ ở trong môi trường nào.
Xác định các tài liệu ứng cử viên: Xác định một vài tài liệu ứng cử viên đáp ứng tất cả (hoặc hầu hết) các yêu cầu thiết kế của bạn.
Chọn vật liệu phù hợp nhất: Ở đây thường cần có sự thỏa hiệp giữa hai hoặc nhiều yêu cầu thiết kế (ví dụ: hiệu suất cơ học và chi phí).
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào bước hai.Bằng cách sử dụng thông tin được trình bày bên dưới, bạn có thể xác định các vật liệu phù hợp nhất cho ứng dụng của mình, trong khi vẫn đảm bảo ngân sách cho dự án của bạn.
Hướng dẫn của Hubs về việc chọn vật liệu cho CNC là gì?
Trong các bảng bên dưới, chúng tôi tóm tắt các đặc điểm liên quan của các vật liệu CNC phổ biến nhất, được thu thập bằng cách kiểm tra các biểu dữ liệu do nhà sản xuất vật liệu cung cấp.Chúng tôi chia kim loại và nhựa thành hai loại riêng biệt.
Kim loại chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền, độ cứng và khả năng chịu nhiệt cao.Nhựa là vật liệu nhẹ với nhiều tính chất vật lý, thường được sử dụng cho khả năng kháng hóa chất và cách điện.
Khi so sánh các vật liệu CNC, chúng tôi tập trung vào độ bền cơ học (được biểu thị bằng độ bền kéo), khả năng gia công (dễ gia công ảnh hưởng đến giá CNC), chi phí, độ cứng (chủ yếu đối với kim loại) và khả năng chịu nhiệt độ (chủ yếu đối với nhựa).
Dưới đây là đồ họa thông tin mà bạn có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo nhanh để xác định nhanh các vật liệu CNC phù hợp với nhu cầu kỹ thuật cụ thể:
Nhôm là gì?Hợp kim mạnh mẽ, kinh tế
Một thành phần làm bằng Nhôm 6061
Hợp kim nhôm có tỷ lệ cường độ trên trọng lượng tuyệt vời, tính dẫn nhiệt và điện cao và khả năng bảo vệ tự nhiên chống lại sự ăn mòn.Chúng dễ gia công và tiết kiệm chi phí với số lượng lớn, thường khiến chúng trở thành lựa chọn kinh tế nhất để sản xuất nguyên mẫu và các loại bộ phận khác.
Mặc dù các hợp kim nhôm thường có độ bền và độ cứng thấp hơn so với thép, nhưng chúng có thể được anot hóa, tạo ra một lớp bảo vệ cứng trên bề mặt của chúng.
Hãy chia nhỏ các loại hợp kim nhôm khác nhau.
❖ Nhôm 6061 là hợp kim nhôm phổ biến nhất, được sử dụng phổ biến, với tỷ lệ cường độ trên trọng lượng tốt và khả năng gia công tuyệt vời.
❖ Nhôm 6082 có thành phần và tính chất vật liệu tương tự như 6061. Nó được sử dụng phổ biến hơn ở Châu Âu (vì nó tuân thủ Tiêu chuẩn Anh).
❖ Nhôm 7075 là hợp kim được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng hàng không vũ trụ trong đó việc giảm trọng lượng là rất quan trọng.Nó có các đặc tính mỏi tuyệt vời và có thể được xử lý nhiệt để có độ bền và độ cứng cao, làm cho nó có thể so sánh với thép.
❖ Nhôm 5083 có độ bền cao hơn hầu hết các hợp kim nhôm khác và khả năng chống nước biển vượt trội.Điều này làm cho nó tối ưu cho các ứng dụng xây dựng và hàng hải.Nó cũng là một lựa chọn tuyệt vời cho hàn.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng đặc trưng của hợp kim nhôm: 2,65-2,80 g/cm3
❖ Có thể được anot hóa
❖ Không nhiễm từ
Thép không gỉ là gì?Hợp kim chắc chắn, bền bỉ
Một phần làm từ Inox 304
Hợp kim thép không gỉ có độ bền cao, độ dẻo cao, khả năng chống mài mòn và ăn mòn tuyệt vời, đồng thời có thể dễ dàng hàn, gia công và đánh bóng.Tùy thuộc vào thành phần của chúng, chúng có thể (về cơ bản) không có từ tính hoặc có từ tính.
Hãy chia nhỏ các loại thép không gỉ chúng tôi cung cấp trên nền tảng này.
❖ Inox 304 là hợp kim thép không gỉ thông dụng nhất.Nó có tính chất cơ học tuyệt vời và khả năng gia công tốt.Nó chống lại hầu hết các điều kiện môi trường và phương tiện ăn mòn.
❖ Inox 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 hóa chất cao hơn, đặc biệt là với các dung dịch muối (ví dụ như nước biển), vì vậy nó thường tốt hơn khi xử lý các môi trường khắc nghiệt hơn.
❖ Inox 2205 Duplex có độ bền cao nhất (gấp đôi so với các hợp kim inox thông thường) và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời.Nó được sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt, với nhiều ứng dụng trong Dầu khí.
❖ Inox 303 có độ dẻo dai tuyệt vời, nhưng khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với 304. Do khả năng gia công tuyệt vời, nó thường được sử dụng trong các ứng dụng khối lượng lớn, chẳng hạn như sản xuất đai ốc và bu lông cho hàng không vũ trụ.
❖ Thép không gỉ 17-4 (SAE cấp 630) có tính chất cơ học tương đương với 304. Nó có thể được làm cứng ở mức độ rất cao (tương đương với thép công cụ) và có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng hiệu suất rất cao, chẳng hạn như sản xuất cánh quạt cho tua-bin gió.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 7,7-8,0 g/cm3
❖ Hợp kim inox không nhiễm từ: 304, 316, 303
❖ Hợp kim thép không gỉ nhiễm từ: 2205 Duplex, 17-4
Thép nhẹ là gì?Hợp kim mục đích chung
Một phần được làm từ thép nhẹ 1018
thép nhẹcòn được gọi là thép carbon thấp và có tính chất cơ học tốt, khả năng gia công lớn và khả năng hàn tốt.Bởi vì chúng có chi phí tương đối thấp, các nhà sản xuất sử dụng chúng cho nhiều ứng dụng có mục đích chung, như đồ gá và đồ gá.Thép nhẹ dễ bị ăn mòn và hư hỏng hóa học.
Hãy phân tích các loại thép nhẹ có sẵn trên nền tảng này.
❖ Thép nhẹ 1018 là hợp kim thông dụng với khả năng gia công và khả năng hàn tốt, độ dẻo dai, độ bền và độ cứng tuyệt vời.Đây là hợp kim thép nhẹ được sử dụng phổ biến nhất.
❖ Thép nhẹ 1045 là thép cacbon trung bình, có khả năng hàn tốt, khả năng gia công tốt, độ bền và khả năng chống va đập cao.
❖ Thép nhẹ A36 là loại thép kết cấu thông dụng, có khả năng hàn tốt.Nó phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp và xây dựng.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Nam châm
Thép hợp kim là gì?Hợp kim cứng hơn, chống mài mòn
Một phần làm từ thép hợp kim
Thép hợp kim còn chứa các nguyên tố hợp kim khác ngoài carbon, giúp cải thiện độ cứng, độ dẻo dai, khả năng chống mỏi và mài mòn.Tương tự như thép nhẹ, thép hợp kim dễ bị ăn mòn và tấn công từ hóa chất
❖ Thép hợp kim 4140 có cơ tính tổng thể tốt, độ bền và độ dẻo dai tốt.Hợp kim này phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp nhưng không được khuyến khích dùng để hàn.
❖ Thép hợp kim 4340 có thể được xử lý nhiệt để đạt độ bền và độ cứng cao, đồng thời duy trì độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi tốt.Hợp kim này có thể hàn được.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 7,8-7,9 g/cm3
❖ Nam châm
Thép dụng cụ là gì?Hợp kim đặc biệt cứng và bền
Một bộ phận được gia công từ thép công cụ
thép công cụlà hợp kim kim loại có độ cứng, độ cứng, khả năng chống mài mòn và nhiệt đặc biệt cao, miễn là chúng trải quaxử lý nhiệt.Chúng được sử dụng để tạo ra các công cụ sản xuất (do đó có tên) như khuôn dập, tem và khuôn.
Hãy phân tích các loại thép công cụ mà chúng tôi cung cấp tại Hubs.
❖ Thép công cụ D2 là hợp kim chịu mài mòn, giữ được độ cứng ở nhiệt độ 425°C.Nó thường được sử dụng để sản xuất dụng cụ cắt và khuôn.
❖ Thép công cụ A2 là thép công cụ đa dụng được làm cứng bằng không khí với độ dẻo dai tốt và độ ổn định kích thước tuyệt vời ở nhiệt độ cao.Nó thường được sử dụng để sản xuất khuôn ép phun.
❖ Thép dụng cụ O1 là hợp kim tôi dầu có độ cứng cao 65 HRC.Nó thường được sử dụng cho dao và dụng cụ cắt.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 7,8 g/cm3
❖ Độ cứng tiêu biểu: 45-65 HRC
Đồng thau là gì?Hợp kim dẫn điện & mỹ phẩm
Một bộ phận bằng đồng thau C36000
Thaulà một hợp kim kim loại có khả năng gia công tốt và tính dẫn điện tuyệt vời, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu ma sát thấp.Bạn sẽ thường tìm thấy các bộ phận bằng đồng mỹ phẩm được sử dụng cho mục đích kiến trúc (chi tiết bằng vàng).
Đây là đồng thau chúng tôi cung cấp tại Hubs.
❖ Đồng thau C36000 là vật liệu 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 có khối lượng lớn.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 8,4-8,7 g/cm3
❖ Không nhiễm từ
ABS là gì?Nguyên mẫu nhựa nhiệt dẻo
Một phần được làm từ ABS
ABSlà một trong những vật liệu 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.
ABS có mật độ thấp nên 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.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 1,00-1,05 g/cm3
Ni lông là gì?Nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật
Một phần làm từ nylon
Nylon(hay còn gọi là polyamit (PA)) 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.Nó dễ bị hấp thụ nước và độ ẩm.
Nylon 6 và nylon 66 là những loại được sử dụng phổ biến nhất trong gia công CNC.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 1,14 g/cm3
Polycarbonate là gì?Nhựa nhiệt dẻo có độ bền va đập
Một bộ phận được sản xuất từ polycarbonate
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 thường trong suốt, nhưng có thể được nhuộm thành nhiều màu khác nhau.Những yếu tố này làm cho nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng, bao gồm các thiết bị chất lỏng hoặc kính ô tô.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 1,20-1,22 g/cm3
POM (Delrin) là gì?Nhựa CNC dễ gia công nhất
Một phần được làm từ POM (Delrin)
POM thường được biết đến với tên thương mại Delrin, và nó 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.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 1,40-1,42 g/cm3
PTFE (Teflon) là gì?Nhựa nhiệt dẻo nhiệt độ khắc nghiệt
Một phần được làm từ PTFE
PTFE, thường được gọi là Teflon, là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật có tính kháng hóa chất và nhiệt tuyệt vời và có hệ số ma sát thấp nhất so với bất kỳ chất rắn nào đã biết.Đây là một trong số ít nhựa có thể chịu được nhiệt độ hoạt động trên 200 độ C và là chất cách điện vượt trội.Nó cũng có các tính chất cơ học thuần túy và thường được sử dụng làm lớp lót hoặc chèn trong một bộ phận lắp ráp.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 2,2 g/cm3
HDPE là gì?Nhựa nhiệt dẻo ngoài trời & đường ống
Một phần làm từ nhựa HDPE
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 nhẹ và thích hợp cho việc sử dụng ngoài trời và đường ống.Cũng giống như ABS, nó thường được dùng để tạo nguyên mẫu trước khi Injection Molding.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 0,93-0,97 g/cm3
PEEK là gì?Nhựa thay thế kim loại
Một phần được sản xuất từ PEEK
BÚP BÊlà một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật hiệu suất cao với các tính chất cơ học tuyệt vời, ổn định nhiệt trong một 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 với các ứng dụng y sinh.
Đặc điểm vật liệu:
❖ Tỷ trọng điển hình: 1,32 g/cm3
Các câu hỏi thường gặp
❖ Ưu điểm của gia công CNC với kim loại là gì?
Kim loại là lý tưởng cho các ứng dụng sản xuất đòi hỏi độ bền, độ cứng cao và/hoặc khả năng chống chịu nhiệt độ khắc nghiệt đáng tin cậy.
Nguồn bài viết:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Thời gian đăng bài: May-10-2023