Руководство по выбору материала для ЧПУ

У вас есть проект с отличным дизайном? У вас хорошее начало, спецификации и прототип уже готовы. Теперь вы готовы приступить к созданию своего продукта. Если вы заинтересованы в использовании станка с ЧПУ для изготовления новой детали, вы не будете разочарованы своими результатами, особенно если вы выберете правильный материал.

Обработка с ЧПУ стала основным продуктом для широкого круга дисциплин, которые нуждаются в изготовлении специализированных деталей для своих проектов. Материалы ЧПУ расширились, чтобы удовлетворить потребности потребителей, инженеров, подрядчиков и других областей для создания решений для очень специфических приложений. Наличие разнообразия материалов на выбор — это роскошь, но это также может быть ошеломляющим и запутанным, если вы не проанализируете свои потребности и не зададите себе несколько вопросов, прежде чем принять решение.

Если вы хотите, чтобы ваш проект работал эффективно и производил идеально подходящие продукты, это руководство по материалам для станков с ЧПУ поможет вам в процессе принятия решений.

Это руководство проведет вас через следующие шаги, чтобы вы могли выбрать идеальный материал для ЧПУ для вашего проекта:

1. Определение того, как продукт, который вы будете производить, будет использоваться, чтобы вы могли основывать свои материальные решения на функциональности конечного результата.
2. Анализ того, будет ли ваш продукт использоваться в помещении, вдали от неблагоприятных погодных условий или на открытом воздухе, где ему могут потребоваться антикоррозионные свойства.
3. Определение необходимой нагрузки материала и допусков на размеры, чтобы вы могли создать надежный продукт на основе его предполагаемого использования.
4. Учитывая, потребуются ли для вашей детали совместимые крепежные детали или будут ли они обладать износостойкими свойствами, чтобы она сама могла быть крепежной деталью.
5. Знание идеальных рабочих температур продукта, чтобы вы могли выбрать материал, способный выдерживать необходимые температурные перепады.
6. Измерение веса вашего продукта и способности выдерживать нагрузку, чтобы выбрать материал, который позволит вашей детали функционировать должным образом
7. Расчет затрат по проекту, чтобы убедиться, что выбранный вами материал выгоден.

Основные вопросы по выбору подходящего материала для ЧПУ

Выбор правильных материалов для вашей части - это разница между посредственными результатами и оптимальными результатами. Эти важные вопросы — лучшее место для начала. Чем больше вы сможете сузить список материалов для станков с ЧПУ, которые лучше всего подходят для вашей детали, тем легче будет выбрать материал, который будет соответствовать вашим потребностям и будет экономически эффективным. Вот некоторые вещи, которые вы должны учитывать.

Как будет использоваться деталь?

Поскольку обработка с ЧПУ с годами расширилась, то же самое произошло и с компонентами станков с ЧПУ. Подобные типы материалов могут использоваться для различных продуктов, что приводит к различным возможностям. Изоляция — отличный пример. Материалы, используемые для изоляции алкотестера, могут отличаться от материалов, которые обеспечивают изоляцию камеры. Они оба используются для одной и той же цели, но по-разному или для одного и того же результата. С другой стороны, материалы для звукоизоляции стен имеют разные характеристики и области применения. Начните поиск материалов с рассмотрения результатов вашего продукта.

Будет ли деталь использоваться внутри или снаружи помещений?

Среда на открытом воздухе и в помещении очень разные:одна полностью зависит от погоды, тогда как другая обычно является гораздо более контролируемой средой. Например, на открытом воздухе вам необходимо учитывать влажность. Ваш материал должен быть в состоянии противостоять воздействию коррозии, такой как ржавление, чтобы сохранить свою целостность с течением времени. Жесткий пенопласт представляет собой отличный пример материала, который устойчив к влаге и ржавчине, сохраняя при этом структурную целостность.

Экстремальные температуры, как высокие, так и низкие, также исключат некоторые материалы как лучший вариант. Вам также может потребоваться соответствие коду для спецификаций, регулируемых FDA. Где ваши продукты будут использоваться или храниться, а также то, как они реагируют на влажность и экстремальные перепады температуры, становится краеугольным камнем при принятии решения о том, какой материал использовать.

Какова стрессовая нагрузка материала?

Высокие нагрузки могут вызвать деформацию или даже поломку некоторых материалов. Когда вы решаете, какой материал использовать для своей детали, убедитесь, что вы учли стрессовую нагрузку. Если ваша деталь будет подвергаться высоким нагрузкам, материалу, из которого она изготовлена, потребуется способность противостоять нагрузкам и предотвращать деформацию.

Каков размерный допуск материала?

Когда вы рассматриваете компоненты, обработанные на станках с ЧПУ, обратите особое внимание на допуски на размеры. Помимо влияния на успех вашего производственного процесса, допуск на размеры также влияет на вашу прибыль, детали и инструменты, которые вы выбираете, их сборки и методы резки.

Вы должны знать допуск, требуемый для вашей части. Если вы работаете со старым дизайном детали или эскизом, рекомендуется убедиться, что допуск правильный. В документации легко могут быть опечатки. Даже если информация верна, если вы можете внести коррективы, чтобы ослабить допуск и при этом позволить детали работать в полную силу, вы можете сэкономить деньги, повторно оценив допуск. Более жесткие допуски часто обходятся дороже.

Некоторые инструменты для обработки используют стандартный допуск на размер по умолчанию, но если вы не укажете допуск или обнаружите, что ваши числа неверны, вы в конечном итоге закажете деталь, которая может не подойти или вообще не работать. Хотя вы можете исправить это, в вашем проекте потребуется больше времени, чтобы изменить размер или порядок детали, и в конечном итоге это будет стоить вам больше, чем если бы вы заранее определили правильный допуск. Этот простой начальный шаг может помочь вам сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

Если вы не уверены, каков точный допуск для нужной вам детали, не рискуйте предположить, позвольте компании, производящей станки с ЧПУ, такой как American Micro Industries, помочь вам выяснить это.

Какое крепление требуется?

Если компоненты, изготовленные на станке с ЧПУ, которые вам нужны, будут использоваться в качестве крепежных элементов, учитывайте это при выборе материала. Материалы влияют на то, насколько надежно крепежные детали будут соединяться друг с другом. Разные материалы обладают разными свойствами, например прочностью, коррозионной стойкостью, хрупкостью и гальванической коррозией, поэтому следует выбирать материал, отражающий те свойства, которые должны быть у ваших крепежных изделий. Самый распространенный материал для крепежа – сталь, но можно создавать качественные крепежи и из других материалов.

Если вы ищете новую деталь для крепления, она должна идеально подходить. Если при выборе материала вы не учтете тип крепления , который вам понадобится , ваш механизм может работать неправильно.

Каковы рабочие температуры?

Учитывайте рабочую температуру, которую деталь должна выдерживать, когда она находится на месте в рамках вашего производственного процесса. Вы хотите быть уверены, что температура плавления выбранного вами материала ниже, чем рабочая температура. Вы также хотите убедиться, что материал выдерживает колебания рабочей температуры. Хотя некоторые из наиболее прочных материалов созданы, чтобы противостоять этим изменениям, многие из них со временем проявят признаки деформации, расширения или разрушения. Экстремальные температуры также могут отрицательно сказаться на долговечности некоторых материалов.

Не менее важно знать рабочую температуру, когда вы обрабатываете материалы с ЧПУ, поэтому вы можете быть уверены, что температуры, возникающие в результате резки и формовки детали, не исказят ее. Связь между рабочей температурой и используемым материалом необходима для успешного проектирования и производства.

Высокие температуры и их влияние на материалы

Высокие температуры играют решающую роль при выборе материалов для использования, так как многие материалы портятся при экстремальных температурах. Популярным пластиком, который теряет прочность при высоких температурах, является поливинилхлорид или ПВХ. Несмотря на то, что он обладает хорошей огнестойкостью, его рабочая температура составляет около 176 °F. Стабильность теряется при температуре около 280 °F, что делает его непригодным для некоторых проектов.

Некоторые материалы эластичны и долговечны в условиях высокой температуры. Например, полиизоцианурат обладает свойствами, не позволяющими ему плавиться или замерзать. Термореактивный пластик сначала обрабатывается как вязкий материал, что позволяет ему формировать различные формы. После отверждения он становится жестким и исключительно стабильным. Если вам интересно, какие материалы можно использовать в станке с ЧПУ для создания нужной вам детали, убедитесь, что вы учитываете, как материал выдерживает высокие температуры.

Что такое вес и стрессоустойчивость?

В зависимости от того, что вы хотите делать с компонентами, изготовленными на станке с ЧПУ, вам следует учитывать вес ваших материалов. Больше не всегда лучше, а меньше не всегда значит больше, особенно когда речь идет о стоимости.

Тяжелые материалы поглощают большие нагрузки. Для проектов, требующих чрезмерной несущей способности и устойчивости к высоким нагрузкам, вы можете рассмотреть тяжелые материалы. Однако, если вы работаете над проектами, чувствительными к весу, вы можете избегать использования тяжелых материалов.

Легкие материалы популярны для проектов, чувствительных к весу. Хотя они не такие тяжелые, как тяжелые материалы, они все же прочны и способны выдерживать значительные нагрузки. К сожалению, они не очень рентабельны, поскольку обычно не включают в себя все функции материала, необходимые для вашего проекта. Легкие материалы идеально подходят для ряда продуктов, но если важным фактором является стоимость, они могут не подойти.

Выбор между тяжелыми и легкими материалами — это лишь одна из причин, по которой важно расставить приоритеты для наиболее важных характеристик детали, обработанной на станке с ЧПУ. Таким образом, вы можете указать, какие элементы имеют решающее значение для вашей части, чтобы она функционировала должным образом, исключить материалы, которые не соответствуют этим стандартам, а затем сравнить затраты.

Сила не обязательно означает, какой вес объект может выдержать. Возможно, потребуется изучить и другие компоненты, например:

• Прочность на растяжение: Сопротивление объекта разрушению под напряжением.
• Выносливость: Общая способность объекта поглощать напряжение.
• Износостойкость: Способность объекта справляться с трением или быть самосмазывающимся. Хорошим примером этого является полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMW. Это продукт, аналогичный Teflon®, но более устойчивый к истиранию.
• Твердость: Способность объекта выдерживать точечные поверхностные нагрузки. Твердость обычно обозначается числом твердости по Бринеллю или Роквеллу.

Какова общая стоимость проекта?

Самыми дорогими материалами обычно являются высокопрочные, легкие материалы. Лучший способ выбрать экономичный компонент – это выбрать тот, который соответствует вашему профилю прочности, температурным ограничениям и требованиям к установке. Чем более важные требования или ограничения вы предъявляете к своим материалам, тем легче будет сосредоточиться на этих ключевых элементах.

Поиск отрасли, которая предоставляет бесплатные расценки и не требует минимума для ваших материалов, поможет сразу же сократить расходы. Уточнив детали, вы сможете выбрать более экономичный материал, отвечающий большинству ваших потребностей.

Какие материалы можно использовать в станке с ЧПУ?

На самом деле лучше спросить, какие материалы нельзя использовать. Станки с ЧПУ режут практически любой материал, о котором вы только можете подумать. Хотя на станке с ЧПУ можно использовать широкий спектр материалов, чаще всего используются следующие материалы:

• Металлы: Например алюминий, латунь или сталь
• Пластик: Например, ацеталь (ПОМ), акрил (ПММА), поликарбонат (ПК) и полипропилен (ПП)
• Дерево: Например, лиственных пород, фанеры или хвойных пород 
• Пена: Например, пена для резьбы и жесткая пена, которые, как правило, более легкие, но прочные.

Какой тип материала стоит попробовать?

Какой тип материала стоит попробовать?

После того, как вы рассмотрите все факторы, перечисленные выше, скорее всего, вы сможете определить, какой материал лучше всего подходит для вашей детали. Чтобы найти точный выбор, может потребоваться некоторый уровень настройки и экспериментов. Вот обзор четырех популярных материалов, используемых в компонентах, изготовленных на станках с ЧПУ:

• Жесткая пена: По методам проводимости жесткая пена является пеной с наивысшей изоляционной способностью. Он может работать при температурах от -100 ° F до 200 ° F. Жесткий пенопласт также имеет более высокое значение R, что делает его лучшим выбором для полов, стен и других структурных продуктов, которые должны выдерживать влаги.
• Пена для резьбы: Пена для резьбы может принимать практически любую форму. Обычно он используется в качестве модели для пресс-форм из-за его гибкости, но также используется в таких компонентах, как прокладки и уплотнения. Пена для резьбы содержит полиизоцианурат, который является плотным и устойчивым к экстремальным температурам.
• Фенолы: Если вам необходимо соответствовать спецификациям военного уровня, таким как MIL-I-24768, фенольные смолы могут удовлетворить это требование. Есть несколько вариантов на выбор, например CE, LE, G10, G10/FR4, G9, G11 и G7. У каждого свой набор сильных сторон. Например, тонкое переплетение фенольного полотна обеспечивает хорошие механические свойства, стабильность размеров и лучшую отделку обработанных деталей, чем материал CE. Тем не менее, фенольное полотно не рекомендуется для первичной электрической изоляции. Фенольные смолы LE соответствуют требованиям Mil-I-24768/13 FBE, а фенольные смолы CE соответствуют требованиям Mil-I-24768/14 FBG.
• Пластик: Пластмассы бывают разных типов, и большинство из них используются для втулок, подшипников или электроизоляции. Тем не менее, существует рынок для более популярных видов пластика. Область применения пластика широка и приносит пользу многим отраслям, таким как аэрокосмическая, автомобильная, медицинская и электронная.

Общие советы по обработке некоторых материалов с ЧПУ

Решение о том, какой из материалов для обработки с ЧПУ использовать для вашей детали, в конечном итоге зависит от того, что вы хотите создать, но вот несколько общих советов, которые можно использовать в качестве краткого руководства по материалам для обработки с ЧПУ:

• Используйте неметаллические материалы: Не думайте, что металлы — ваш лучший выбор. Неметаллические материалы стали популярными, потому что они легкие, но прочные — например, пенопласт, которому можно придавать различные формы. Неметаллы также сохраняют мелкие детали при резке. Если вам кажется, что использование неметаллов может принести пользу вашему проекту, существует множество вариантов, которые могут принести пользу вашему конечному продукту.
• Знайте разницу между пенами:  Помните, что жесткая пена и пена для резьбы служат разным целям. Несмотря на то, что оба они легкие, но прочные, жесткий пенопласт лучше всего подходит для деталей с упором на структурную целостность и стабильность, а пенопласт для резьбы часто используется в качестве изоляции и прототипов для форм.
• Подумайте о фенольных смолах: Фенольные смолы — отличный вариант, особенно если вам нужно соблюдать определенные правила или спецификации для проектов, связанных с военными.
• Узнайте больше о различных пластмассах: Вы можете выбрать из широкого спектра разнообразных пластиков. Ацеталь часто используется для замены втулок и подшипников. Поливинилиденфторидный полимер, или ПВДФ, используется в изоляции для электропроводки. Вы можете использовать UHMW в медицинских биоматериалах, таких как устройства для замены колена, бедра и позвоночника. These are just a few examples of the endless possibilities offered by plastics.

Contact American Micro Industries to Discuss CNC Machining Materials

Ask yourself what type of company you want to work with to machine your materials. Look for turn-key industries with strong attention to detail and ability to create hard-to-find parts. Do your research and select your company based on values, quality and efficiency as well. American Micro Industries offers the solutions you need in a timely and affordable fashion.

This guide should provide some insight and guidance to your decision-making process. Get in touch with us to discuss any additional concerns about materials or the machining process to clear up any lingering questions you may have. When you are ready to begin, we are ready to assist you.