Изучите способы обработки поверхности с ЧПУ:типы, преимущества и руководство по выбору

Какая обработка поверхности доступна для обработки на станках с ЧПУ? Постобработка и обработка поверхности улучшают шероховатость поверхности, внешний вид и износостойкость металлических деталей. В этом руководстве рассматриваются наиболее распространенные виды обработки поверхности металлических деталей, обработанных на станках с ЧПУ, а также способы выбора правильного варианта для инженерных компонентов.

Обработка на станках с ЧПУ позволяет производить детали с жесткими допусками и мелкими деталями из широкого спектра металлов и пластмасс. Поскольку материал удаляется, а не добавляется, на обработанных деталях часто остаются видимые следы инструмента. Обработка поверхности уменьшает следы от инструментов, улучшает функциональность и улучшает внешний вид. 

При отделке поверхности применяется постобработка для улучшения шероховатости поверхности, внешнего вида и износостойкости металлических деталей, обработанных на станках с ЧПУ. Когда отделка соответствует назначению, она улучшает как функциональность, так и эстетику.  

В этой статье описываются наиболее распространенные виды обработки поверхности металлических деталей с ЧПУ, чтобы помочь инженерам выбрать лучший вариант для аутсорсингового производства. 

Какую обработку поверхности на станках с ЧПУ мы предлагаем?

Ниже приведены наиболее распространенные варианты отделки поверхности металлических деталей, доступные на нашей платформе. 

Как обработано На обработанных деталях имеются незначительные видимые следы инструмента. Стандартная шероховатость поверхности (Ra) составляет 3,2 мкм, доступны более жесткие варианты:1,6, 0,8 и 0,4 мкм. Дробеструйная обработка Детали, подвергнутые дробеструйной обработке, имеют матовую поверхность с мелкой текстурой. Эта отделка в основном используется для улучшения внешнего вида детали. Анодирование типа II (прозрачное или цветное) Анодирование типа II создает на поверхности детали устойчивый к коррозии оксидный слой. Эта отделка доступна для алюминия и титана и может быть окрашена в различные цвета. Анодирование типа III (твердое покрытие) Анодирование типа III создает более толстый, устойчивый к износу и коррозии оксидный слой, который обеспечивает большую защиту, чем тип II. Эта отделка доступна для алюминия и титана, а также может быть окрашена в различные цвета. Порошковая покраска Анодирование типа III создает более толстый, устойчивый к износу и коррозии оксидный слой, который обеспечивает большую защиту, чем тип II. Эта отделка доступна для алюминия и титана, а также может быть окрашена в различные цвета.

Технический обзор: Ознакомьтесь с полным списком отделок, доступных в сети Protolabs. Металлические и пластиковые детали могут быть обработаны на станке с ЧПУ и обработаны всего за пять дней.

Описание обработки поверхности:после обработки

На всех деталях, обработанных на станках с ЧПУ, имеются метки, соответствующие траектории режущего инструмента. Качество поверхности выражается как средняя шероховатость поверхности Ra, которая измеряет среднее отклонение обработанного профиля от идеальной поверхности. 

Стандартный Ra после обработки составляет 3,2 мкм (125 мкдюйм). Чистовой проход может уменьшить Ra до 1,6, 0,8 или 0,4 мкм (63, 32 или 16 мкдюйма). Более жесткие значения Ra увеличивают стоимость деталей, поскольку требуют дополнительных этапов обработки и более строгого контроля качества. 

Сглаживание или полировка могут улучшить внешний вид за счет снижения Ra, но эти процессы удаляют материал и могут повлиять на допуски на размеры. 

Плюсы

Самые жесткие допуски на размеры

Никаких дополнительных затрат на стандартную отделку

Минусы

Видимые следы инструмента

Готово ★ ★ ☆ ☆ ☆ Допуски ★ ★ ★ ★ ★ Защита ★ ☆ ☆ ☆ ☆ Стоимость $ Подходит для Любой материал. На верхней поверхности обработанной алюминиевой детали видны незначительные следы инструментов.

Описание обработки поверхности:дробеструйная обработка

Дробеструйная обработка обеспечивает равномерную матовую или сатиновую поверхность и уменьшает видимые следы от инструментов. В этом процессе используется поток стеклянных шариков, приводимый в движение сжатым воздухом, для удаления небольшого количества материала и выравнивания поверхности детали. Критические элементы, такие как отверстия, можно замаскировать, чтобы предотвратить изменение размеров. 

Дробеструйная очистка используется в первую очередь для эстетики. Это ручная операция, поэтому окончательный внешний вид частично зависит от навыков оператора. Основными переменными процесса являются давление воздуха и размер шариков. Стеклянные бусины варьируются от грубых до очень мелких, похожих на наждачную бумагу. Сеть Protolabs обычно использует зернистость № 120 для дробеструйной обработки. 

Плюсы

Равномерное матовое или сатиновое покрытие

Недорогая обработка поверхности

Минусы

Может повлиять на критические размеры и шероховатость поверхности.

Готово ★ ★ ★ ☆ ☆ Допуски ★ ★ ★ ☆ ☆ Защита ★ ☆ ☆ ☆ ☆ Стоимость $$ Подходит для Любой материал. Дробеструйная очистка алюминиевых деталей придаст им равномерный матовый оттенок.

Описание обработки поверхности:анодирование (тип II и тип III)

Анодирование образует тонкий слой оксида керамики на металлических деталях для защиты от коррозии и износа. Анодное покрытие не проводит ток, а тип III образует более толстый и твердый слой, чем тип II. Анодирование совместимо только с алюминием и титаном. Покрытия можно красить в цвет. 

При анодировании типа II и типа III деталь погружают в разбавленный раствор серной кислоты и между деталью и катодом прикладывают напряжение. Электрохимическая реакция превращает материал открытой поверхности в твердый оксид алюминия или титана. Области, требующие узких размеров или электропроводности, например резьбовые отверстия, можно замаскировать, чтобы предотвратить анодирование. Окрашивание производится перед запечатыванием для придания цвета. 

Изменяя ток, время анодирования, концентрацию раствора и температуру, производители контролируют толщину и плотность покрытия в соответствии с техническими требованиями. 

Что такое анодирование типа II (прозрачное или цветное)?

Анодирование типа II, также называемое стандартным или декоративным анодированием, приводит к образованию оксидных покрытий обычно в диапазоне 4–12 мкм в зависимости от цвета. Детали, окрашенные в черный цвет, обычно имеют толщину 8–12 мкм, тогда как прозрачные (неокрашенные) покрытия обычно имеют толщину 4–8 мкм.  

Тип II улучшает гладкость поверхности и обеспечивает хорошую коррозионную стойкость при ограниченной износостойкости. 

Что такое анодирование типа III (твердое покрытие)?

Анодирование типа III, также называемое анодированием твердого покрытия, позволяет получить гораздо более толстые слои оксида керамики. Типичная толщина твердого покрытия составляет около 50 мкм, если не указана другая толщина, и покрытия могут быть изготовлены толщиной до 125 мкм.  

Тип III обеспечивает высокую плотность и превосходную устойчивость к коррозии и износу для функционального применения. Он требует более жесткого контроля процесса, чем тип II, включая более высокую плотность тока и поддержание температуры раствора около 0 ° C, что увеличивает стоимость процесса. 

Совет по анодированию

Анодное покрытие растет наружу и внутрь от исходной поверхности. Например, покрытие толщиной 50 мкм будет выступать примерно на 25 мкм над исходной поверхностью и удаляться примерно на 25 мкм под ней. Цилиндр диаметром 1,00 мм до анодирования будет иметь диаметр около 1,05 мм после покрытия толщиной 50 мкм. Подробные характеристики см. в MIL-A-8625. 

Плюсы

Прочное косметическое покрытие

Покрытие с высокой износостойкостью для высокотехнологичного машиностроительного применения (тип III)

Подходит для внутренних полостей и мелких деталей

Хороший контроль размеров

Минусы

Совместим только с алюминиевыми и титановыми сплавами

Относительно хрупкий по сравнению с порошковым покрытием.

Тип III — самая дорогая отделка, обсуждаемая здесь

Готово ★ ★ ★ ★ ★ Допуски ★ ★ ★ ★ ☆ Защита ★ ★ ★ ☆ ☆ (Тип II); ★ ★ ★ ★ ☆ (Тип III) Стоимость $$$ (Тип II); $$$$ (Тип III) Подходит для Алюминий и титан. Деталь из анодированного алюминия (тип II), окрашенная в красный цвет, с серебряными участками, скрытыми во время анодирования и хромирования. Крупный план небольшой алюминиевой детали (шириной примерно 10 мм), анодированной (тип II) и окрашенной в черный цвет.

Описание обработки поверхности:порошковое покрытие

Порошковое покрытие образует на поверхности деталей тонкий защитный полимерный слой. Это прочное, устойчивое к износу и коррозии покрытие, которое можно наносить на любой металл и которое часто сочетают с дробеструйной обработкой для получения однородного и гладкого внешнего вида. 

Процесс порошковой окраски аналогичен окраске распылением, но вместо жидкости используется сухой порошок. Детали могут быть дополнительно покрыты фосфатной или хроматной грунтовкой для повышения коррозионной стойкости. Сухой порошок наносится электростатическим распылителем, а детали отверждаются в печи, обычно при температуре около 200 градусов по Цельсию.  

Для увеличения толщины покрытия можно наносить несколько слоев. Типичная толщина находится в диапазоне примерно от 18 мкм до 72 мкм. Доступен широкий спектр цветов. 

Плюсы

Прочное, износостойкое и коррозионностойкое покрытие для функционального применения.

Более высокая ударопрочность, чем при анодировании.

Совместим со всеми металлами

Широкий выбор цветов

Минусы

Трудно наносится на внутренние поверхности.

Меньший контроль размеров, чем при анодировании.

Меньший контроль размеров, чем при анодировании.

Готово ★ ★ ★ ★ ★ Допуски ★ ★ ★ ☆ ☆ Защита ★ ★ ★ ☆ ☆ Стоимость $$$ Подходит для Любой материал, который выдерживает процесс термического отверждения. Алюминиевая деталь с порошковым покрытием.

Каковы основные советы и рекомендации сети Protolabs Network по выбору отделки поверхности для обработки на станках с ЧПУ? 

Выбор подходящей отделки поверхности зависит от того, насколько свойства отделки соответствуют требованиям и применению детали. У каждой отделки есть свои недостатки, поэтому решения должны основываться на функциях и внешнем виде, а не только на предпочтениях. 

Функциональные и эстетические требования следует определять отдельно. Поверхности, которые должны противостоять износу, коррозии или пропускать электрический ток, обычно требуют другой обработки, чем косметические поверхности. Подумайте, как готовая деталь будет сопрягаться с прилегающими компонентами и требуются ли герметизация, проводимость или жесткие допуски. 

Трение и износ являются ключевыми факторами. Детали, подвергающиеся многократному контакту, скольжению или истиранию, обычно требуют более твердых и толстых покрытий. Косметическая обработка, такая как дробеструйная обработка, может улучшить внешний вид, но обеспечивает ограниченную защиту, если не сочетается с анодированием или покрытием. 

Условия эксплуатации влияют на выбор отделки. Воздействие на открытом воздухе, соляные брызги, высокая температура и ультрафиолетовое излучение могут потребовать более прочной отделки, чем использование внутри помещения. Изменение размеров из-за покрытий и необходимость маскировки критически важных элементов следует учитывать при проектировании и указывать на чертежах. 

Рекомендации по качеству поверхности

<ли>

Дробеструйная обработка : подходит, когда размерные допуски не являются критическими. Обеспечивает однородную матовую текстуру для улучшения внешнего вида. 

<ли>

Анодирование (тип II) : подходит для алюминия и титана, когда требуется устойчивость к коррозии и косметическая отделка. Доступен прозрачный или окрашенный. 

<ли>

Анодирование (тип III): подходит для функциональных деталей, требующих высокой износостойкости и твердости поверхности. Используется там, где долговечность является приоритетом. 

<ли>

Порошковая покраска : рекомендуется для применений, требующих высокой ударопрочности и широкой цветовой гаммы. Применимо к большинству металлов и является альтернативой, когда анодирование не подходит. 

Часто задаваемые вопросы

Что такое отделка поверхности?

Обработка поверхности — это заключительный этап обработки на станке с ЧПУ, который улучшает внешний вид и производительность детали. Финишная обработка удаляет следы инструментов и мелкие дефекты, повышает устойчивость к коррозии и износу, а также позволяет регулировать электропроводность или текстуру поверхности. Отделка может повлиять на размеры и допуски, поэтому при заказе деталей указывайте критические поверхности и любые требования к маскировке. 

Какова цель отделки поверхности?

Обработка поверхности защищает детали от износа, коррозии и химического воздействия, одновременно улучшая их внешний вид. Соответствующая отделка также может улучшить функциональность за счет повышения износостойкости, контроля трения, закрытия пор или регулирования электрических свойств. Критические поверхности и допуски должны быть указаны таким образом, чтобы обработка применялась там, где это необходимо, без ущерба для прилегания или функциональности. 

Каковы различные типы отделки поверхности?

Сеть Protolabs предлагает ряд видов обработки поверхности металлических деталей, включая дробеструйную очистку, анодирование типа II и типа III, порошковое покрытие, шлифовку и электрополировку, а также чистку щеткой. В зависимости от материала и применения доступны другие варианты отделки. При заказе укажите требуемые площади и допуски, чтобы обеспечить правильную отделку ваших проектируемых деталей. 

В чем разница между отделкой поверхности и шероховатостью поверхности?

Обработка поверхности — это любая постобработка, применяемая к детали после механической обработки с целью изменения ее внешнего вида или характеристик. Шероховатость поверхности — это способ количественной оценки мелких неровностей на поверхности. Параметр Ra представляет собой среднее значение всех высот поверхности, измеренных на заданной площади поверхности. 

Какая подготовка необходима перед нанесением финишной отделки поверхности?

Часто между снятием детали со станка и обработкой поверхности есть этапы. Например, может потребоваться маскировка для защиты определенных поверхностей или отверстий, поскольку некоторые виды отделки увеличивают толщину материала. Дополнительная толщина может помешать резьбовым отверстиям и жестким допускам, поэтому перед чистовой отделкой следует определить и защитить критические зоны. 

Можно ли комбинировать несколько вариантов отделки поверхности?

Да. Несколько вариантов отделки поверхности часто комбинируются для достижения требуемого внешнего вида и функциональных свойств. Например, дробеструйная очистка перед анодированием обеспечивает однородный матовый вид, а затем повышает устойчивость к коррозии и износу. Необходимо учитывать последовательность, маскирование и припуски на размеры, чтобы конечная деталь соответствовала требованиям по допускам и производительности. 

Есть ли альтернатива анодированию материалов, отличных от алюминия и титана?

Да. Для нержавеющих и инструментальных сталей обычной альтернативой является черный оксид, который наносит на поверхность тонкий слой оксида железа. Покрытие уменьшает отражение света, а при герметизации маслом или воском повышает устойчивость к коррозии и снижает трение. Черный оксид подходит для черных металлов, анодирование которых несовместимо. 

Дополнительные ресурсы для инженеров

Обработка мелких деталей на станках с ЧПУ

Прочитать статью

Руководство по обработке акрила на станке с ЧПУ

Прочитать статью

Токарные станки с ЧПУ:как они работают и когда их использовать в производстве

Прочитать статью

Лазерная гравировка деталей конечного использования

Прочитать статью

Преимущества хроматного конверсионного покрытия для нестандартных деталей

Прочитать статью

Точная обработка на станках с ЧПУ для аэрокосмической отрасли

Прочитать статью

Для чего лучше всего подходит обработка с ЧПУ? Как инженеры используют это на практике

Прочитать статью

Преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ

Прочитать статью

Как работает сварка TIG?

Прочитать статью

Что такое химическое никелирование и как оно работает?

Прочитать статью

Что такое медиавзрыв и как он работает?

Прочитать статью

Как улучшить эстетику деталей

Прочитать статью

Обработка мелких деталей на станках с ЧПУ

Узнайте, как проектировать и производить мелкие детали на станках с ЧПУ с жесткими допусками, из подходящих материалов и с использованием надежных методов DFM.

Прочитать статью

Руководство по обработке акрила на станке с ЧПУ

Узнайте все о обработке акрила на станках с ЧПУ:марки материалов, рекомендации по проектированию, обработка поверхности, области применения и факторы стоимости прецизионных деталей из ПММА.

Прочитать статью

Токарные станки с ЧПУ:как они работают и когда их использовать в производстве

Узнайте, как работают токарные станки с ЧПУ, их применение и когда лучше выбрать токарную обработку, а не фрезерную. Полное руководство по проектированию цилиндрических деталей

Прочитать статью

Лазерная гравировка деталей конечного использования

Лазерная гравировка — одна из самых популярных услуг по маркировке деталей, позволяющая добавлять серийные номера, отслеживаемость, брендинг или этикетки к производственным деталям. Независимо от того, отправляете ли вы детали в контролируемую среду (например, в чистое помещение), соблюдаете нормативные требования или просто хотите, чтобы ваш логотип прослужил долго, лазерная гравировка обеспечивает результаты, которые не выцветут, не размазываются и не стираются. В этом руководстве мы расскажем, что такое лазерная гравировка, какое место она занимает в производственных процессах и как получить четкие и последовательные отметки на деталях.

Прочитать статью

Преимущества хроматного конверсионного покрытия для нестандартных деталей

Когда вам нужна защита от коррозии, жесткие допуски и надежная проводимость, вам подойдет хроматное конверсионное покрытие, часто известное под торговой маркой Alodine. В этом руководстве объясняется, что это такое, в чем оно превосходит анодирование и как получить желаемые результаты. 

Прочитать статью

Точная обработка на станках с ЧПУ для аэрокосмической отрасли

От запуска спутников и производства автономных летательных аппаратов до точной настройки летных систем — аэрокосмическим командам нужны детали, которые работают без компромиссов. Обработка на станках с ЧПУ обеспечивает реализацию идей, готовых к реализации.

Прочитать статью

Для чего лучше всего подходит обработка с ЧПУ? Как инженеры используют это на практике

Нужна деталь, которая подходит правильно, работает надежно и на изготовление которой не уходят недели? Обработка на станке с ЧПУ делает это возможным. Инженеры полагаются на него из-за его жестких допусков, широкой совместимости материалов и быстрого выполнения работ — никаких инструментов не требуется. Независимо от того, создаете ли вы прототипы или расширяете производственные заказы, обработка с ЧПУ дает вам полный контроль над геометрией, функциональностью и качеством поверхности.

Прочитать статью

Преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ

Пятиосевая обработка с ЧПУ дает инженерам гораздо больше свободы при изготовлении сложных высокоточных деталей. Вместо того, чтобы резать в одном направлении за раз, станок может поворачивать и вращать инструмент или деталь, достигая сложных углов. Это означает меньше настроек, более гладкую поверхность и больше возможностей дизайна. В этой статье мы расскажем, как это работает, когда его использовать и как максимально эффективно использовать его в своем следующем проекте.

Прочитать статью

Как работает сварка TIG?

Сварка TIG, или сварка вольфрамом в инертном газе, — это высокоточная сварка. Все дело в чистых линиях и силе. Независимо от того, строите ли вы что-то для аэрокосмической отрасли или создаете гладкие сварные швы для автомобильных проектов, сварка TIG прекрасно справится со своей задачей. В этой статье мы расскажем, как это работает, какие преимущества и как добиться наилучших результатов.

Прочитать статью

Что такое химическое никелирование и как оно работает?

Хотите узнать о химическом никелировании? Вот руководство по использованию метода постобработки, о том, как он работает, его обычное промышленное применение и многое другое.

Прочитать статью

Что такое медиавзрыв и как он работает?

Хотите узнать о медиавзрыве? Вот руководство по использованию метода постобработки, о том, как он работает, его обычное промышленное применение и многое другое.

Прочитать статью

Как улучшить эстетику деталей

Узнайте о разнообразии видов отделки поверхности и материалов, позволяющих создавать эстетически привлекательные нестандартные детали.

Прочитать статью

Готовы преобразовать файл САПР в нестандартную деталь? Загрузите свои проекты и получите бесплатную и мгновенную расценку.

Получите мгновенную расценку