Quando si progetta il prossimo prototipo o pezzo, è importante sapere come selezionare il materiale CNC giusto.
La lavorazione CNC impiega un'ampia varietà di materiali metallici e plastici. Anche se è bello avere a disposizione molte opzioni di materiali diversi, cercare di determinare quale sia il migliore per il vostro pezzo unico o prototipo può essere un po' scoraggiante.
Nell'articolo di oggi, esaminiamo più da vicino i materiali CNC più comuni, le loro proprietà di base e i tipi di utilizzo più comuni per questi materiali nella lavorazione CNC.
Fase 1
Determinare i requisiti dei materiali. Alcuni dei tipi di requisiti più comuni sono quelli termici, di finitura superficiale, meccanici e di costo. È inoltre molto importante tenere conto dell'ambiente in cui il pezzo funzionerà e di tutti gli altri componenti con cui dovrà lavorare.
Fase 2
Fate un breve elenco dei materiali più desiderabili per il vostro pezzo o prototipo. È possibile stilare questo elenco identificando i materiali che soddisfano la maggior parte, se non la totalità, dei requisiti indicati nella fase 1.
Fase 3
È il momento di decidere quale materiale CNC è più adatto alla vostra applicazione. In alcuni casi, potrebbe essere necessario rinunciare a una o più preferenze per scegliere il materiale più adatto da un punto di vista generale.
Quando si affronta il processo di selezione dei materiali CNC, ci sono alcune linee guida di base da tenere a mente. Le parti che richiedono maggiore durezza, forza e resistenza termica utilizzano i metalli. Le materie plastiche, invece, sono più leggere e presentano numerose variazioni in termini di proprietà fisiche. Il più delle volte, il materiale CNC in plastica è preferito quando si tratta di isolamento elettrico e resistenza chimica.
L'alluminio 6061 è di gran lunga il materiale più comunemente utilizzato per la lavorazione CNC e ha un costo accessibile rispetto ad altri metalli. Dal punto di vista della plastica, il POM (Delrin) è il più conveniente e offre un'ottima lavorabilità. Per gli ingegneri che attribuiscono grande importanza alla durezza, alla forza e alla resistenza alle temperature, le leghe metalliche possono essere la scelta migliore.
Le leghe di alluminio hanno un'ottima lavorabilità e sono molto convenienti rispetto ad altri metalli. Per questi motivi, le leghe di alluminio sono ottime per la prototipazione e la produzione di pezzi. È anche utile notare che le leghe di alluminio hanno un alto livello di conducibilità elettrica e termica. Le leghe di alluminio hanno un ottimo rapporto forza-peso e offrono anche resistenza alla corrosione. Sebbene le leghe di alluminio siano più deboli e non dure come l'acciaio, è possibile applicare l'anodizzazione per conferire all'alluminio uno strato superficiale duro.
Ecco alcune leghe di alluminio per materiali CNC:
Le leghe di acciaio inossidabile, a seconda della loro composizione specifica, possono essere magnetiche o non magnetiche. Queste leghe offrono alti livelli di duttilità, forza e resistenza alla corrosione. Inoltre, le leghe di acciaio inossidabile hanno una grande lavorabilità. Possono anche essere saldate e lucidate.
Ecco alcune leghe di acciaio inossidabile per materiali CNC:
Gli acciai a basso tenore di carbonio, comunemente chiamati "acciai dolci", offrono un'eccellente lavorabilità, oltre a buone proprietà meccaniche e di saldabilità. Gli acciai dolci sono anche molto convenienti. Tuttavia, è importante sapere che gli acciai dolci sono vulnerabili ai danni causati dagli agenti chimici e dalla corrosione.
Ecco alcuni acciai dolci per materiali CNC:
Gli acciai legati sono degni di nota perché presentano più elementi di lega oltre al carbonio. Questi elementi aggiuntivi aumentano la durata e la durezza della lega. È inoltre importante sapere che gli acciai legati non sono resistenti agli agenti chimici o alla corrosione.
Ecco alcuni acciai legati utilizzati come materiale CNC:
Gli acciai per utensili sono tra le leghe metalliche più dure disponibili per la lavorazione CNC. Questi acciai offrono una durezza superiore e una resistenza termica e all'abrasione. In particolare, come suggerisce il nome, gli acciai per utensili sono utilizzati per la lavorazione CNC di strumenti di produzione come stampi, matrici e timbri. Per diventare duri e resistenti, gli acciai per utensili devono essere trattati termicamente.
Ecco alcuni acciai per utensili per materiali CNC:
L'ottone è una lega che offre una grande conduttività elettrica. L'ottone è una potenziale opzione di materiale CNC per le applicazioni che devono essere lisce e con un basso livello di attrito. L'ottone C36000 è una lega specifica che offre una grande resistenza alla trazione ed è anche molto lavorabile, il che la rende un candidato per la produzione di alti volumi.
L'ABS è un materiale termoplastico che viene spesso lavorato con macchine CNC perché ha una grande forza, un'elevata resistenza al calore e una buona lavorabilità. L'ABS è anche leggero, il che può essere utile per applicazioni sensibili al peso. Un altro uso comune del materiale ABS è la lavorazione CNC dei prototipi prima della produzione con stampaggio a iniezione.
Il poliammide, chiamato semplicemente nylon, è un materiale termoplastico con una discreta resistenza, ottime proprietà meccaniche ed elevata resistenza all'abrasione e agli agenti chimici. Un aspetto notevole del nylon è che può assorbire acqua. I materiali in nylon più frequentemente utilizzati nella lavorazione CNC sono il nylon 6 e il nylon 66.
Il policarbonato è un materiale termoplastico molto resistente che offre una buona lavorabilità. Si distingue per una resistenza agli urti superiore a quella dell'ABS.
Il POM, chiamato anche con il nome commerciale di Delrin, offre la maggiore lavorabilità di qualsiasi altro materiale termoplastico. Per questo motivo, il POM è un'ottima opzione per la lavorazione di precisione dei pezzi CNC. Il POM è molto rigido e offre una grande stabilità dimensionale alle alte temperature. Il POM ha anche un basso attrito e un basso assorbimento d'acqua.
Il PTFE, comunemente chiamato Teflon, ha il più basso coefficiente di attrito di qualsiasi altro solido conosciuto. È in grado di funzionare anche a temperature superiori a 200°C ed è un ottimo isolante elettrico.
HDPE sta per polietilene ad alta densità. L'HDPE offre una buona resistenza all'acqua e un elevato rapporto resistenza/peso. Essendo un termoplastico leggero, l'HDPE è ottimo per le tubazioni. Inoltre, come l'ABS, l'HDPE è spesso usato per creare prototipi prima della produzione con lo stampaggio a iniezione.
Il PEEK è un termoplastico che offre un'incredibile stabilità termica a diverse temperature. È inoltre resistente alla maggior parte delle sostanze chimiche. Avendo ottime proprietà meccaniche, il materiale PEEK può sostituire il materiale metallico in alcune applicazioni di componenti grazie al suo elevato rapporto forza-peso.
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