Come scegliere i materiali giusti per le tue parti lavorate CNC personalizzate

La versatilità è uno dei principali vantaggi della lavorazione CNC. Questo perché la fresatura e la tornitura CNC di precisione possono generare con successo prodotti finiti da un'ampia gamma di materie prime. Ciò offre ai progettisti numerose possibilità per lo sviluppo di prototipi e beni commerciali.

La maggior parte delle parti tornite e fresate CNC sono composte da metallo. Grazie alla sua forza e rigidità, il metallo può sopportare la rapida rimozione di materiale indotta dagli strumenti contemporanei. Iniziamo esplorando i metalli più diffusi utilizzati per le lavorazioni CNC.

Considerazioni sui materiali di lavorazione CNC

Umidità

Alcuni metalli sono naturalmente resistenti alla corrosione, mentre altri necessitano di verniciatura, placcatura o anodizzazione.

Forza

Gli ingegneri di prodotto si preoccupano di:

Resistenza alla trazione: quanto bene il materiale resiste a una forza di trazione?

⢠Compressione o portanza: quanto bene il materiale resiste a un carico costante?

⢠Tenacità: quanto è resistente il materiale?

⢠Elasticità: quanto velocemente il materiale ritorna alla sua forma originale?

Tutti i materiali hanno diversi punti di forza, quindi è importante conoscere i propri limiti di tolleranza e scegliere un materiale con un elevato fattore di sicurezza.

Calore

I materiali riscaldati si espandono e si contraggono. Se la tua parte subirà più cicli di riscaldamento e raffreddamento, ciò potrebbe influire su di essa. Prima della fusione, le parti riscaldate diventano più morbide e flessibili. Per prevenire il cedimento delle parti cruciali, utilizzare sempre un materiale termicamente stabile molto al di sopra delle temperature di esercizio previste.

Anti corrosivo

La corrosione non è solo l'esposizione all'acqua. Qualsiasi sostanza chimica esterna potrebbe causare il guasto della parte. Oli, reagenti, acidi, sali, alcoli, detergenti, ecc. Controlla la resistenza chimica del tuo metallo.

lavorabilità

Alcuni metalli e fibre di carbonio sono difficili da lavorare. I materiali estremamente resistenti danneggiano rapidamente gli utensili da taglio. Altri devono gestire la velocità di taglio e le velocità di avanzamento. Alcuni materiali sono più veloci da elaborare. L'utilizzo di un metallo a lavorazione rapida per cicli di produzione più lunghi può far risparmiare tempo e denaro

Tutte le materie prime hanno dei costi. Scegli il materiale più funzionale e conveniente. Ciò garantisce la durata del pezzo finito.

Metalli ampiamente utilizzati per la lavorazione CNC presso DS

In questa sezione imparerai i vari metalli comunemente usati nella lavorazione CNC. Questi materiali sono elencati di seguito.

La lavorazione dell'alluminio è un processo molto versatile e può essere utilizzato per una varietà di applicazioni. Viene utilizzato nell'industria dell'imballaggio alimentare, dei materiali da costruzione, automobilistica, aerospaziale, della difesa e degli elettrodomestici, nonché nella produzione di beni di consumo come mobili e stoviglie, persino giocattoli.

Alluminio 7075-T5

L'alluminio 7075-T5 viene utilizzato per il trattamento termico delle leghe di alluminio. È resistente alla corrosione, robusto e leggero. È elettricamente, termicamente e resistente agli urti. L'alluminio 7075-T5 è chimicamente resistente al cloro gassoso o all'acqua salata e agli agenti atmosferici. Le applicazioni includono alberi di trasmissione marini, scatole del cambio e alloggiamenti dell'albero di trasmissione, alberi di trasmissione/assali automobilistici o componenti dello sterzo/collegamenti delle sospensioni anteriori, materiali da costruzione per ponti ed edifici, attrezzature minerarie come trapani e pompe, articoli sportivi come racchette da tennis e mazze da golf, attrezzature mediche strumenti (come endoscopi), industrie manifatturiere personalizzate (come mobili), ecc.

Alluminio 6063-T6

L'alluminio 6063-T6 è una lega per il trattamento termico utilizzata per la produzione di leghe di alluminio. Ha un'eccellente resistenza alla corrosione, elevata durezza e bassa densità. Il materiale è disponibile sotto forma di barre o fogli e può essere ulteriormente colato in lingotti

Alluminio 6061-T6

L'alluminio 6061-T6 è una lega di alluminio ad alta resistenza, peso ridotto e resistente alla corrosione con un'eccellente lavorabilità. Ha buona saldabilità, formabilità e penetrazione della saldatura. Questo materiale è adatto per l'uso in applicazioni industriali come macchinari, parti di aeromobili e apparecchiature elettriche.

Ottone

L'ottone è una lega metallica di rame e zinco, le cui proporzioni sono determinate dal punto di fusione e dall'acidità. La lavorazione CNC dell'ottone fresa il metallo con una macchina controllata da computer. Trapani rotanti, macchine o seghe tagliano il metallo. È una tecnica popolare per la lavorazione dei metalli. L'ottone è morbido e facilmente lavorabile in fogli sottili. È usato per gioielli, architettura e ponti.

Ottone C260

La Brass C260 è una macchina rotante per impieghi gravosi con funzioni di movimento a tre assi. Funziona a velocità fino a 6000 giri/min e ha una precisione di 0,001 mm per asse. La macchina può essere utilizzata per lavori di piccolo e grande diametro con una capacità di spazio di lavoro di 800 x 400 mm e può essere dotata di vari strumenti a seconda delle dimensioni del lavoro da eseguire.

Questo grado viene talvolta definito ottone per cartucce grazie alla sua storia di utilizzo nelle cartucce di munizioni. Altre applicazioni comuni includono rivetti, cerniere e nuclei del radiatore.

Ottone C360

La Brass C360 è un'altra macchina rotante per impieghi gravosi con funzioni di movimento a tre assi. Funziona a velocità fino a 6000 giri/min e ha una precisione di 0,001 mm per asse. La macchina può essere utilizzata per lavori di piccolo e grande diametro con una capacità di spazio di lavoro di 800 x 400 mm.

Rame C101

Il rame C101 è un tipo di lega di rame in cui la composizione chimica del rame è stata modificata per includere uno o più elementi aggiuntivi. Gli additivi più comuni sono stagno e zinco, ma se ne possono aggiungere anche altri. Il rame C101 viene utilizzato in un'ampia varietà di applicazioni, inclusi cavi elettrici, impianti idraulici e scambiatori di calore.

Il rame C101 è un metallo liquido con un'elevata resistenza alla corrosione e un'eccellente conduttività elettrica. Ha buone proprietà meccaniche ed è facile da lavorare. Il rame C101 può essere utilizzato in vari campi, come elettronica, motori elettrici, motori magnetici, apparecchiature di illuminazione e altri campi.

Acciaio

L'acciaio è un acciaio per utensili ad alto tenore di carbonio che offre una buona resistenza all'usura. Viene utilizzato per utensili da taglio, punte da trapano e altri articoli che richiedono elevata resistenza, buona tenacità ed eccellente resistenza all'usura. La struttura del grano di questo materiale è simile a quella che si trova in molti acciai. Ciò significa che può essere lavorato con utensili da taglio che hanno una finitura simile. Ha anche buone caratteristiche di lavorabilità, il che significa che non sarà trattato termicamente facilmente come altri acciai.

Steel 1008 è disponibile in forma a caldo e in lamiera laminata a freddo. La forma a caldo viene ricotta prima della lavorazione mentre la lamiera laminata a freddo non viene ricottura. Ciò influisce sulla finitura superficiale dell'acciaio e su quanto bene manterrà un bordo una volta rifinito con uno strumento di levigatura o una pietra per affilare.

L'acciaio 1018 è un acciaio bassolegato con una buona resistenza all'usura e alla fatica. Ha una buona resistenza alla corrosione e proprietà di taglio affilate.

L'acciaio 1020 è un acciaio bassolegato ad alta resistenza con buona resistenza alla corrosione ed eccellenti proprietà di formatura a caldo. Può essere lavorato facilmente con utensili manuali e può anche essere ulteriormente lavorato in acciai bassolegati ad alta resistenza o acciai inossidabili o acciai al carbonio.

L'acciaio 1045 è un acciaio bassolegato di resistenza medio-alta con buone proprietà di formatura a caldo e buona resistenza alla corrosione. Ha un'eccellente tenacità a temperatura ambiente e può essere facilmente lavorata con utensili manuali, ma quando si scalda diventa fragile.

Acciaio 430F

L'acciaio 430F è un acciaio al carbonio medio che offre un'eccellente resistenza e resistenza all'usura. Ha una buona lavorabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione. L'acciaio 430F può essere utilizzato per una varietà di applicazioni, tra cui: utensili, utensili da taglio, coltelli, trapani, ingranaggi e matrici.

Acciaio 4130

4130 è una lega di cromo (50%) e molibdeno (20%). Viene utilizzato negli acciai bassolegati ad alta resistenza che hanno un'elevata resistenza alla trazione, un basso allungamento e un'eccellente tenacità.

Acciaio 4140

4140 è una lega di nichel (35%), cromo (17%), manganese (10%) e nichel (10%). Ha una buona lavorabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione. Le caratteristiche di questa lega la rendono adatta all'uso in parti di macchinari come alberi e ingranaggi con carichi maggiori.

Acciaio 40CrMo

40CrMo è una lega di cromo (40%), carbonio (10%) e molibdeno (10%). Questo materiale ha eccellenti proprietà meccaniche grazie alla sua combinazione di elevata durezza, resistenza all'usura e tenacità insieme ad un'elevata resistenza alla trazione che lo rende ideale per gli ingranaggi.

42CrMo è anche una sorta di materiale ad alta resistenza. Questo prodotto è utilizzato principalmente nella costruzione di treni ad alta velocità, aerei, automobili e altre industrie, nonché nella produzione di vari componenti di precisione.

L'acciaio 12L14 è un acciaio a bassa lega, contenente manganese, silicio e molibdeno. È ampiamente utilizzato per la produzione di stampi per pressofusione e altri scopi. Le proprietà fisiche variano a seconda della composizione chimica.

L'acciaio 12L15 è un acciaio a bassa lega, contenente cromo e molibdeno. È ampiamente utilizzato per pressofusioni e altre applicazioni che richiedono elevata resistenza e tenacità a temperature elevate. Le proprietà fisiche variano a seconda della composizione chimica.

Acciaio inossidabile 304

L'acciaio inossidabile 304 è uno degli acciai inossidabili più versatili e ampiamente utilizzati. Ha una buona resistenza alla corrosione a molti fluidi, tra cui acqua dolce e salata, la maggior parte dei prodotti chimici industriali e prodotti alimentari. Ha buone proprietà meccaniche, ma non è forte come altri gradi di acciaio inossidabile.

L'acciaio inossidabile 304L è una versione a basso tenore di carbonio dell'acciaio inossidabile 304 con un contenuto di carbonio inferiore rispetto al normale grado 304. Ciò semplifica la fabbricazione, la saldatura e la lucidatura rispetto al normale grado 304 senza alcuna perdita di forza o resistenza alla corrosione. Può essere utilizzato anche in applicazioni in cui sono previste temperature elevate, come bulloni del collettore di scarico, bulloni del turbocompressore e perni delle pale delle turbine.

L'acciaio inossidabile 304F è un acciaio inossidabile austenitico al cromo-nichel che combina la resistenza alla corrosione delle leghe austenitiche al cromo-nichel con la forza delle leghe ferritiche a base di ferro. Ciò lo rende molto interessante per le applicazioni in cui è richiesta un'elevata resistenza a temperature elevate, come parti di forni, tubi di scambiatori di calore, tubi di generatori di vapore e recipienti a pressione di reattori nucleari.

Acciaio inossidabile 316

L'acciaio inossidabile 316 è una lega austenitica resistente alla corrosione con cromo come costituente principale. Ha un'eccellente combinazione di formabilità, forza e tenacità. La designazione 15-5-3 indica una composizione di 15% di cromo, 5% di molibdeno e 3% di nichel. Questo materiale ha un'eccellente resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale in soluzioni di cloruro. Viene anche utilizzato in ambienti severi in cui è richiesta un'elevata resistenza unita a una buona resistenza alla corrosione.

Acciaio inossidabile 316L

L'acciaio inossidabile 316L è simile all'acciaio inossidabile 316 ma contiene un basso contenuto di carbonio (0,030%). L'acciaio inossidabile 316L viene utilizzato quando è necessaria la saldabilità senza sacrificare la resistenza o la resistenza alla corrosione.

Acciaio inossidabile 316F

L'acciaio inossidabile 316F è simile all'acciaio inossidabile 316 ma contiene l'1% di molibdeno anziché il 5%. Ha una migliore resistenza alla vaiolatura rispetto all'acciaio inossidabile 316 e può essere utilizzato a temperature elevate fino a 1800 gradi Fahrenheit (980 gradi Celsius).

Acciaio inossidabile 303

L'acciaio inossidabile 303 è un tipo di acciaio inossidabile 18-8. È uno dei tipi più popolari di acciaio inossidabile, grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione, all'eccellente formabilità e alle eccezionali proprietà meccaniche.

L'acciaio inossidabile 303 ha un'elevata resistenza alla trazione, una buona tenacità e un'eccellente resistenza alla tensocorrosione da cloruro. La lega ha un'elevata conduttività termica e una bassa temperatura di distorsione del calore. Il materiale è inoltre altamente resistente alla corrosione atmosferica, in particolare in atmosfere marine. La resistenza alla corrosione può essere migliorata con l'aggiunta di molibdeno e azoto.

L'acciaio inossidabile 303 non reagisce con cibi o bevande di alcun tipo.

Acciaio inossidabile PH17-4

L'acciaio inossidabile PH17-4 è un acciaio al cromo molibdeno ad alto tenore di carbonio con un limite di snervamento minimo di 110.000 psi e un carico di rottura di 140.000 psi. Viene utilizzato nell'industria aeronautica per molte applicazioni strutturali in cui sono richieste elevata resistenza, buona resistenza alla corrosione e proprietà ad alta temperatura. La lega è anche conosciuta come acciaio inossidabile P-1, P-11 o 18/8.

Superlega

La super lega è una lega superiore. Questo metallo di alta qualità viene utilizzato nella produzione di dispositivi medici, aerei e automobili. Il materiale è anche chiamato "Super Titanio".

Le proprietà della super lega la rendono popolare in molti settori, compresi quelli che richiedono materiali resistenti e leggeri.

I componenti principali della SuperLega sono il titanio, lo zirconio e l'afnio. Questi elementi sono combinati con ferro, alluminio e vanadio per creare un metallo con un alto punto di fusione e resistenza alla trazione.

La Super Alloy può essere trovata in molti diversi tipi di prodotti, tra cui:

Motori aeronautici

Navicelle spaziali

Parti automobilistiche

La super lega presenta una serie di vantaggi rispetto alle tradizionali leghe a base di ferro come la ghisa e gli acciai al carbonio. Questi includono:

Elevata resistenza alle alte temperature;

Elevata resistenza all'usura e alla corrosione;

Basso coefficiente di dilatazione termica;

Alta conducibilità elettrica;

Alto modulo di elasticità;

Buona duttilità a temperatura ambiente

Lega di titanio

La lega di titanio è una combinazione di titanio e altri metalli. L'elemento legante più comune è l'alluminio, che rappresenta fino al 60% del peso totale. Altri elementi di lega includono vanadio e molibdeno.

Le proprietà delle leghe di titanio variano ampiamente a seconda dei tipi e delle quantità di elementi di lega utilizzati. Le leghe di titanio sono generalmente più forti, più leggere e più resistenti alla corrosione del titanio puro.

SBIRCIARE

Il PEEK è una forma altamente cristallina di polietere etere chetone (PEEK). È un polimero semicristallino disponibile in lastra, tondino e tubo.

Il PEEK ha una temperatura di transizione vetrosa di circa 140°C e un punto di fusione di circa 400°C. Il PEEK ha una buona resistenza chimica alla maggior parte dei mezzi corrosivi inclusi acidi, alcali e alcoli. Ha anche una buona resistenza al calore, alla luce ultravioletta e alle radiazioni gamma.

Il PEEK ha eccellenti proprietà meccaniche tra cui alto modulo (resistenza alla trazione) a temperature elevate, basso scorrimento sotto carico, elevata resistenza alla trazione a bassa temperatura (basso coefficiente di dilatazione termica), basso assorbimento d'acqua, eccellente stabilità dimensionale ed elevata resistenza all'abrasione.