Jak vybrat správné materiály pro vaše zakázkové CNC obráběné díly

Univerzálnost je jednou z hlavních výhod CNC obrábění. Přesné CNC frézování a soustružení totiž dokáže úspěšně generovat hotové výrobky ze široké škály surovin. To poskytuje konstruktérům četné možnosti pro vývoj prototypů a komerčního zboží.

Většina CNC soustružených a frézovaných dílů je vyrobena z kovu. Díky své pevnosti a tuhosti může kov vydržet rychlý úběr materiálu vyvolaný současnými nástroji. Začněme prozkoumáním nejoblíbenějších kovů používaných pro CNC obrábění.

Úvahy o materiálu CNC obrábění

Vlhkost

Některé kovy jsou přirozeně odolné proti korozi, zatímco jiné potřebují lakování, pokovování nebo eloxování.

Síla

Produktoví inženýři se obávají:

Pevnost v tahu: Jak dobře materiál odolává tažné síle?

⢠Komprese nebo zatížení: Jak dobře materiál odolává konstantnímu zatížení?

⢠Houževnatost: Jak pevný je materiál?

⢠Elasticita: Jak rychle se materiál vrátí do původního tvaru?

Všechny materiály mají různé pevnosti, proto je důležité znát své toleranční limity a vybrat materiál s vysokým bezpečnostním faktorem.

Teplo

Zahřáté materiály se roztahují a smršťují. Pokud váš díl projde více cykly ohřevu a chlazení, může to ovlivnit. Před roztavením se zahřáté části stanou měkčími a pružnějšími. Abyste předešli selhání rozhodující části, vždy používejte tepelně stabilní materiál mnohem vyšší, než jsou projektované pracovní teploty.

Antikorozní

Koroze není jen vystavení vodě. Jakákoli externí chemikálie by mohla způsobit selhání součásti. Oleje, činidla, kyseliny, soli, alkoholy, čisticí prostředky atd. Zkontrolujte chemickou odolnost vašeho kovu.

Obrobitelnost

Některé kovy a uhlíková vlákna se obtížně obrábějí. Extrémně houževnaté materiály rychle poškozují řezné nástroje. Ostatní musí řídit řeznou rychlost a rychlosti posuvu. Některé materiály se zpracovávají rychleji. Použití rychle obrobitelného kovu pro delší výrobní série může ušetřit čas a náklady

Všechny suroviny mají své náklady. Vyberte si nejfunkčnější a cenově dostupný materiál. To zajišťuje trvanlivost hotového dílu.

Kovy široce používané pro CNC obrábění u DS

V této části se dozvíte o různých kovech běžně používaných v CNC obrábění. Tyto materiály jsou uvedeny níže.

Obrábění hliníku je velmi všestranný proces a lze jej použít pro různé aplikace. Používá se v potravinářském průmyslu, při výrobě stavebních materiálů, v automobilovém, leteckém, obranném a přístrojovém průmyslu a také při výrobě spotřebního zboží, jako je nábytek a kuchyňské náčiní, dokonce i hračky.

Hliník 7075-T5

Hliník 7075-T5 se používá k tepelnému zpracování hliníkových slitin. Je odolný proti korozi, robustní a lehký. Je elektricky, tepelně a nárazuvzdorná. Hliník 7075-T5 je chemicky odolný vůči plynnému chlóru nebo slané vodě a povětrnostním vlivům. Aplikace zahrnují lodní hřídele lodních šroubů, převodovky a pouzdra hnacích hřídelí, automobilové hnací hřídele/nápravy nebo součásti řízení/přední závěsné články, konstrukční materiály pro mosty a budovy, důlní zařízení, jako jsou vrtačky a čerpadla, sportovní zboží, jako jsou tenisové rakety a golfové hole, lékařské nástroje (jako endoskopy), zakázková výroba (jako nábytek) atd.

Hliník 6063-T6

Hliník 6063-T6 je slitina pro tepelné zpracování používaná pro výrobu slitin hliníku. Má vynikající odolnost proti korozi, vysokou tvrdost a nízkou hustotu. Materiál je dostupný ve formě tyčí nebo plechů a může být dále odléván do ingotů

Hliník 6061-T6

Hliník 6061-T6 je hliníková slitina s vysokou pevností, nízkou hmotností a odolností proti korozi, která má vynikající obrobitelnost. Má dobrou svařitelnost, tvarovatelnost a průvar svaru. Tento materiál je vhodný pro použití v průmyslových aplikacích, jako jsou stroje, součásti letadel a elektrická zařízení.

Mosaz

Mosaz je kovová slitina mědi a zinku, jejíž podíly jsou určeny teplotou tání a kyselostí. Mosazná CNC obrábění frézuje kov pomocí počítačem řízeného stroje. Rotující vrtačky, stroje nebo pily řežou kov. Je to oblíbená technika obrábění kovů. Mosaz je měkká a snadno obrobitelná do tenkých plechů. Používá se pro šperky, architekturu a mosty.

Mosaz C260

Brass C260 je vysoce výkonný rotačně nesený stroj s funkcí pohybu ve třech osách. Pracuje rychlostí až 6000 ot./min a má přesnost 0,001 mm na osu. Stroj lze použít pro práce malého i velkého průměru s kapacitou pracovního prostoru 800 x 400 mm a lze jej osadit různými nástroji v závislosti na velikosti prováděné práce.

Tato třída je někdy označována jako nábojová mosaz díky své historii použití v nábojích munice. Mezi další běžné aplikace patří nýty, závěsy a jádra chladičů.

Mosaz C360

Brass C360 je další těžký rotační stroj s funkcí pohybu ve třech osách. Pracuje rychlostí až 6000 ot./min a má přesnost 0,001 mm na osu. Stroj lze použít pro práce malého i velkého průměru s kapacitou pracovního prostoru 800 x 400 mm.

Měď C101

Měď C101 je typ slitiny mědi, kde bylo chemické složení mědi změněno tak, aby obsahovalo jeden nebo více dalších prvků. Nejběžnější přísady jsou cín a zinek, ale mohou být přidány i jiné. Měď C101 se používá v celé řadě aplikací, včetně elektrického vedení, instalatérství a výměníků tepla.

Měď C101 je tekutý kov s vysokou odolností proti korozi a vynikající elektrickou vodivostí. Má dobré mechanické vlastnosti a snadno se s ním pracuje. Copper C101 lze použít v různých oblastech, jako je elektronika, elektromotory, magnetické motory, osvětlovací zařízení a další obory.

Ocel

Ocel je nástrojová ocel s vysokým obsahem uhlíku, která nabízí dobrou odolnost proti opotřebení. Používá se pro řezné nástroje, vrtáky a další předměty vyžadující vysokou pevnost, dobrou houževnatost a vynikající odolnost proti opotřebení. Struktura zrna tohoto materiálu je podobná struktuře mnoha ocelí. To znamená, že jej lze obrábět řeznými nástroji, které mají podobný povrch. Má také dobré vlastnosti obrobitelnosti, což znamená, že se nebude tepelně zpracovávat tak snadno jako jiné oceli.

Steel 1008 je k dispozici ve formě plechů válcovaných za tepla a za studena. Horká forma se před obráběním žíhá, zatímco plech válcovaný za studena se nežíhá. To ovlivňuje povrchovou úpravu oceli a to, jak dobře bude držet ostří, když je dokončena honovacím nástrojem nebo brusným kamenem.

Ocel 1018 je nízkolegovaná ocel s dobrou odolností proti opotřebení a únavovou životností. Má dobrou odolnost proti korozi a ostré řezné vlastnosti.

Steel 1020 je vysoce pevná nízkolegovaná ocel s dobrou odolností proti korozi a vynikajícími vlastnostmi pro tváření za tepla. Lze jej snadno obrábět ručními nástroji a lze jej také dále zpracovávat na vysokopevnostní nízkolegované oceli nebo nerezové oceli nebo uhlíkové oceli.

Ocel 1045 je středně vysoce pevná nízkolegovaná ocel s dobrými vlastnostmi tváření za tepla a dobrou odolností proti korozi. Má vynikající houževnatost při pokojové teplotě a lze jej snadno obrábět ručními nástroji, ale když se zahřeje, zkřehne.

Ocel 430F

Ocel 430F je středně uhlíková ocel, která nabízí vynikající pevnost a odolnost proti opotřebení. Má dobrou obrobitelnost, svařitelnost a odolnost proti korozi. Ocel 430F lze použít pro různé aplikace včetně: nástrojů, řezných nástrojů, nožů, vrtáků, ozubených kol a zápustek.

Ocel 4130

4130 je slitina chrómu (50 %) a molybdenu (20 %). Používá se ve vysokopevnostních nízkolegovaných ocelích, které mají vysokou pevnost v tahu, nízkou tažnost a vynikající houževnatost.

Ocel 4140

4140 je slitina niklu (35 %), chrómu (17 %), manganu (10 %) a niklu (10 %). Má dobrou obrobitelnost, svařitelnost a odolnost proti korozi. Vlastnosti této slitiny ji předurčují pro použití ve strojních částech, jako jsou hřídele a ozubená kola s vyšším zatížením.

Ocel 40CrMo

40CrMo je slitina chrómu (40 %), uhlíku (10 %) a molybdenu (10 %). Tento materiál má vynikající mechanické vlastnosti díky kombinaci vysoké tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a houževnatosti spolu s vysokou pevností v tahu, díky čemuž je ideální pro ozubená kola.

42CrMo je také druh vysoce pevného materiálu. Tento produkt se používá především při konstrukci vysokorychlostních vlaků, letadel, automobilů a dalších průmyslových odvětvích a také při výrobě různých přesných dílů.

Ocel 12L14 je nízkolegovaná ocel obsahující mangan, křemík a molybden. Je široce používán pro výrobu forem pro tlakové lití a pro jiné účely. Fyzikální vlastnosti se liší v závislosti na chemickém složení.

Ocel 12L15 je nízkolegovaná ocel obsahující chrom a molybden. Je široce používán pro tlakové lití a další aplikace vyžadující vysokou pevnost a houževnatost při zvýšených teplotách. Fyzikální vlastnosti se liší v závislosti na chemickém složení.

Nerezová ocel 304

Nerezová ocel 304 je jednou z nejuniverzálnějších a nejrozšířenějších nerezových ocelí. Má dobrou odolnost proti korozi vůči mnoha médiím, včetně sladké a slané vody, většině průmyslových chemikálií a potravinářských produktů. Má dobré mechanické vlastnosti, ale není tak pevná jako některé jiné druhy nerezové oceli.

Nerezová ocel 304L je nízkouhlíkovou verzí nerezové oceli 304 s menším obsahem uhlíku než běžná třída 304. To usnadňuje výrobu, svařování a leštění než běžná třída 304, aniž by došlo ke ztrátě pevnosti nebo odolnosti proti korozi. Může být také použit v aplikacích, kde se očekávají vysoké teploty, jako jsou šrouby výfukového potrubí, šrouby turbodmychadla a čepy lopatek turbíny.

Nerezová ocel 304F je austenitická chromniklová nerezová ocel, která kombinuje korozní odolnost austenitických chromniklových slitin s pevností slitin na bázi feritického železa. Díky tomu je velmi atraktivní pro aplikace, kde je vyžadována vysoká pevnost při zvýšených teplotách, jako jsou části pecí, trubky výměníků tepla, trubky parních generátorů a tlakové nádoby jaderných reaktorů.

Nerezová ocel 316

Nerezová ocel 316 je austenitická slitina odolná proti korozi, jejíž primární složkou je chrom. Má vynikající kombinaci tvárnosti, pevnosti a houževnatosti. Označení 15-5-3 označuje složení 15 % chrómu, 5 % molybdenu a 3 % niklu. Tento materiál má vynikající odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi v chloridových roztocích. Používá se také v náročných prostředích, kde je vyžadována vysoká pevnost spojená s dobrou odolností proti korozi.

Nerezová ocel 316L

Nerezová ocel 316L je podobná nerezové oceli 316, ale obsahuje nízký obsah uhlíku (0,030 %). Nerezová ocel 316L se používá tam, kde je potřeba svařitelnost bez obětování odolnosti proti korozi nebo pevnosti.

Nerezová ocel 316F

Nerezová ocel 316F je podobná nerezové oceli 316, ale obsahuje 1 % molybdenu místo 5 %. Má lepší odolnost proti důlkové korozi než nerezová ocel 316 a lze ji použít při zvýšených teplotách až do 1800 stupňů Fahrenheita (980 stupňů Celsia).

Nerezová ocel 303

Nerezová ocel 303 je druh nerezové oceli 18-8. Jedná se o jeden z nejoblíbenějších typů nerezové oceli pro svou vysokou odolnost proti korozi, vynikající tvarovatelnost a vynikající mechanické vlastnosti.

Nerezová ocel 303 má vysokou pevnost v tahu, dobrou houževnatost a vynikající odolnost proti chloridovému koroznímu praskání. Slitina má vysokou tepelnou vodivost a nízkou teplotu tepelné deformace. Materiál je také vysoce odolný vůči atmosférické korozi, zejména v mořské atmosféře. Odolnost proti korozi lze zlepšit přidáním molybdenu a dusíku.

Nerezová ocel 303 nereaguje s potravinami ani nápoji jakéhokoli druhu.

Nerezová ocel PH17-4

Nerezová ocel PH17-4 je vysoce uhlíková chrom molybdenová ocel s minimální mezí kluzu 110 000 psi a pevností v tahu 140 000 psi. Používá se v leteckém průmyslu pro mnoho konstrukčních aplikací, kde je vyžadována vysoká pevnost, dobrá odolnost proti korozi a vysokoteplotní vlastnosti. Slitina je také známá jako nerezová ocel P-1, P-11 nebo 18/8.

Super slitina

Super Alloy je špičková slitina. Tento vysoce kvalitní kov se používá při výrobě lékařských přístrojů, letadel a automobilů. Materiál se také nazývá „Super Titanium“.

Díky svým vlastnostem je Super Alloy oblíbená v mnoha průmyslových odvětvích, včetně těch, která vyžadují pevné a lehké materiály.

Hlavními složkami Super Alloy jsou titan, zirkonium a hafnium. Tyto prvky jsou kombinovány se železem, hliníkem a vanadem a vytvářejí kov s vysokým bodem tání a pevností v tahu.

Super Alloy lze nalézt v mnoha různých typech produktů, včetně:

Letecké motory

Raketoplány

Automobilové díly

Super Alloy má řadu výhod oproti tradičním slitinám na bázi železa, jako je litina a uhlíkové oceli. Tyto zahrnují:

Vysoká pevnost při vysokých teplotách;

Vysoká odolnost proti opotřebení a korozi;

Nízký koeficient tepelné roztažnosti;

Vysoká elektrická vodivost;

Vysoký modul pružnosti;

Dobrá tažnost při okolní teplotě

Titanová slitina

Titanová slitina je kombinací titanu a dalších kovů. Nejčastějším legujícím prvkem je hliník, který tvoří až 60 % celkové hmotnosti. Mezi další legující prvky patří vanad a molybden.

Vlastnosti titanových slitin se značně liší v závislosti na typech a množství použitých legovacích prvků. Titanové slitiny jsou obecně pevnější, lehčí a odolnější vůči korozi než čistý titan.

PROHLÉDNĚTE

PEEK je vysoce krystalická forma polyetheretherketonu (PEEK). Jedná se o semikrystalický polymer dostupný ve formě desek, tyčí a trubek.

PEEK má teplotu skelného přechodu přibližně 140 °C a teplotu tání přibližně 400 °C. PEEK má dobrou chemickou odolnost vůči většině korozivních médií včetně kyselin, zásad a alkoholů. Má také dobrou odolnost vůči teplu, ultrafialovému světlu a gama záření.

PEEK má vynikající mechanické vlastnosti včetně vysokého modulu (pevnosti v tahu) při zvýšených teplotách, nízkého dotvarování při zatížení, vysoké pevnosti v tahu při nízké teplotě (nízký koeficient tepelné roztažnosti), nízké nasákavosti, vynikající rozměrové stability a vysoké odolnosti proti oděru.