Cuando diseñe su próximo prototipo o pieza, es importante saber cómo seleccionar el material CNC adecuado.
El mecanizado CNC emplea una gran variedad de materiales metálicos y plásticos. Si bien es bueno tener muchas opciones de materiales diferentes, tratar de determinar cuál es el mejor para su pieza única o prototipo puede ser un poco desalentador.
En el artículo de hoy, echamos un vistazo a los materiales CNC más comunes, cuáles son sus propiedades básicas y los tipos de usos más comunes de estos materiales en el mecanizado CNC.
Determine sus requisitos de material. Algunos de los tipos de requisitos más comunes son los térmicos, los de acabado superficial, los mecánicos y los de coste. También es muy importante que tenga en cuenta el entorno en el que funcionará su pieza, así como cualquier otra pieza con la que deba trabajar.
Haga una lista corta de los materiales más deseables para su pieza o prototipo. Puede hacer esta lista identificando los materiales que satisfacen la mayoría, si no todos, los requisitos del paso 1.
Es el momento de decidir qué material CNC es el adecuado para su aplicación. En algunos casos, puede que tenga que renunciar a una o más de sus preferencias para elegir el material que mejor se adapte desde una perspectiva global.
Al abordar el proceso de selección de materiales para el CNC, hay que tener en cuenta algunas directrices básicas. Las piezas que requieren más dureza, fuerza y resistencia térmica utilizan metales. Los plásticos, en cambio, son más ligeros y presentan muchas variaciones en cuanto a propiedades físicas. En la mayoría de los casos, se prefiere el material CNC de plástico cuando se trata de aislamiento eléctrico y resistencia química.
El aluminio 6061 es, con diferencia, el material de mecanizado CNC más empleado, y tiene un coste asequible en comparación con otros metales. Desde el punto de vista de los plásticos, el POM (Delrin) es el más asequible y ofrece una gran maquinabilidad. Para los ingenieros que dan prioridad a la dureza, la fuerza y la resistencia a la temperatura, las aleaciones metálicas pueden ser su mejor opción.
Las aleaciones de aluminio tienen una gran maquinabilidad y son muy asequibles en comparación con otros metales. Por estas razones, las aleaciones de aluminio son excelentes para la creación de prototipos y la producción de piezas. También es útil tener en cuenta que las aleaciones de aluminio tienen un alto nivel de conductividad eléctrica y térmica. Las aleaciones de aluminio tienen una relación fuerza-peso deseable y también ofrecen resistencia a la corrosión. Aunque las aleaciones de aluminio son más débiles y no tan duras como el acero, se puede aplicar la anodización para dar al aluminio una capa superficial dura.
Estas son algunas aleaciones de aluminio para material CNC:
Las aleaciones de acero inoxidable -dependiendo de su composición específica- pueden ser magnéticas o no magnéticas. Estas aleaciones ofrecen altos grados de ductilidad, fuerza y resistencia a la corrosión. Además, las aleaciones de acero inoxidable tienen una gran capacidad de mecanización. También pueden soldarse y pulirse.
Estas son algunas aleaciones de acero inoxidable para material CNC:
Los aceros de bajo carbono, comúnmente llamados "aceros suaves", ofrecen una excelente maquinabilidad, así como buenas propiedades mecánicas y de soldadura. Los aceros suaves son también muy asequibles. Sin embargo, es importante saber que los aceros dulces son vulnerables a los daños causados por los productos químicos y la corrosión.
Estos son algunos de los aceros dulces para material CNC:
Los aceros aleados destacan por tener más elementos de aleación además del carbono. Estos elementos adicionales aumentan la durabilidad y la dureza de la aleación. También es importante saber que los aceros aleados no son resistentes a los productos químicos ni a la corrosión.
Estos son algunos de los aceros aleados que se utilizan como material CNC:
Los aceros para herramientas son algunas de las aleaciones metálicas más resistentes disponibles para el mecanizado CNC. Estos aceros ofrecen una dureza superior, así como resistencia térmica y a la abrasión. En concreto, como su nombre indica, los aceros para herramientas se utilizan para el mecanizado CNC de herramientas de fabricación como moldes, matrices y estampados. Para que sean duros y duraderos, los aceros para herramientas deben ser tratados térmicamente.
Estos son algunos de los aceros para herramientas para material CNC:
El latón es una aleación que ofrece una gran conductividad eléctrica. El latón es una opción potencial de material CNC para aplicaciones que necesitan ser suaves y tener una baja cantidad de fricción. El latón C36000 es una aleación específica que ofrece mucha resistencia a la tracción y también es muy mecanizable, lo que lo convierte en un candidato para la producción de gran volumen.
El ABS es un material termoplástico que se mecaniza con frecuencia por CNC porque tiene una gran fuerza, alta resistencia al calor y buena maquinabilidad. El ABS también es ligero, lo que puede ser útil para aplicaciones sensibles al peso. Otro uso común del material ABS es el mecanizado CNC de prototipos antes de la producción con moldeo por inyección.
La poliamida -llamada comúnmente nylon- es un termoplástico con una fuerza decente, grandes propiedades mecánicas y alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos. Un aspecto notable del nylon es que puede absorber agua. El material de nylon más utilizado en el mecanizado CNC es el nylon 6 y el nylon 66.
El policarbonato es un termoplástico muy duradero que proporciona una buena maquinabilidad. Destaca por tener una resistencia al impacto superior a la del ABS.
El POM -también llamado por su nombre comercial Delrin- ofrece la mayor maquinabilidad de todos los termoplásticos. Por esta razón, el POM es una gran opción para el mecanizado de piezas de precisión por CNC. El POM es muy rígido y ofrece una gran estabilidad dimensional a altas temperaturas. El POM también tiene una baja fricción y una baja absorción de agua.
El PTFE -comúnmente llamado teflón- tiene el menor coeficiente de fricción de todos los sólidos conocidos. También puede mantener su funcionamiento a temperaturas superiores a los 200°C y es un gran aislante eléctrico.
HDPE significa polietileno de alta densidad. El HDPE ofrece una buena resistencia al agua y una elevada relación resistencia-peso. Como termoplástico ligero, el HDPE es ideal para las tuberías. Además, al igual que el ABS, el HDPE se utiliza con frecuencia para crear prototipos antes de la producción con moldeo por inyección.
El PEEK es un termoplástico que ofrece una increíble estabilidad térmica a distintas temperaturas. También es resistente a la mayoría de los productos químicos. Al tener grandes propiedades mecánicas, el material PEEK puede sustituir al material metálico en algunas aplicaciones de piezas debido a su alta relación resistencia-peso.
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