איך בוחרים את החומרים הנכונים לעיבוד CNC?

מדריך מקיף זה משווה בין 25 החומרים הנפוצים ביותר בשימוש בעיבוד שבבי CNC ועוזר לך לבחור את החומר המתאים ליישום שלך.

עיבוד CNC יכול לייצר חלקים כמעט מכל מתכת או פלסטיק.מכיוון שכך, יש מגוון עצום של חומרים זמינים עבור חלקים המיוצרים באמצעות כרסום וחריטה CNC.הבחירה הנכונה עבור היישום שלך יכולה להיות אתגר לא קטן, והבנת היתרונות והשימושים הטובים ביותר של כל חומר זמין יכולה להיות חיונית.

במאמר זה, אנו משווים בין חומרי ה-CNC הנפוצים ביותר, מבחינת תכונות מכניות ותרמיות, עלות ויישומים אופייניים (ואופטימליים).

איך בוחרים את חומרי ה-CNC הנכונים?

כאשר אתם מתכננים חלק לעיבוד CNC, בחירת החומרים הנכונים היא חיונית.להלן השלבים הבסיסיים שאנו ממליצים לבצע כדי לבחור את החומרים הנכונים עבור החלקים המותאמים אישית שלך.

הגדר את דרישות החומר: אלה יכולות לכלול דרישות מכניות, תרמיות או אחרות של חומרים, כמו גם עלות וגימור פני השטח.שקול כיצד תשתמש בחלקים שלך ובאיזו סביבה הם יהיו.

זיהוי חומרים מועמדים: הצמד כמה חומרים מועמדים העונים על כל (או רוב) דרישות העיצוב שלך.

בחר את החומר המתאים ביותר: בדרך כלל נדרשת כאן פשרה בין שתיים או יותר מדרישות התכנון (לדוגמה, ביצועים מכניים ועלות).

במאמר זה נתמקד בשלב השני.באמצעות המידע המוצג להלן, תוכל לזהות את החומרים המתאימים ביותר ליישום שלך, תוך שמירה על תקציב הפרויקט שלך.

מהן ההנחיות של Hubs לבחירת חומרים ל-CNC?

בטבלאות להלן, אנו מסכמים את המאפיינים הרלוונטיים של חומרי ה-CNC הנפוצים ביותר, שנאספו על ידי בחינת גליונות הנתונים המסופקים על ידי יצרני החומרים.אנו מחלקים מתכות ופלסטיק לשתי קטגוריות נפרדות.

מתכות משמשות בעיקר ביישומים הדורשים חוזק גבוה, קשיות ועמידות תרמית.פלסטיק הם חומרים קלים בעלי מגוון רחב של תכונות פיזיקליות, המשמשים לרוב בשל העמידות הכימית שלהם ויכולות הבידוד החשמלי שלהם.

בהשוואה שלנו בין חומרי CNC, אנו מתמקדים בחוזק מכני (מתבטא בחוזק תפוקה מתיחה), יכולת עיבוד (קלות העיבוד משפיעה על תמחור CNC), עלות, קשיות (בעיקר למתכות) ועמידות בטמפרטורה (בעיקר לפלסטיק).

להלן אינפוגרפיקה שתוכל להשתמש בה כהפניה מהירה לזיהוי מהיר של חומרי CNC המתאימים לצרכים הנדסיים ספציפיים:

מה זה אלומיניום?הסגסוגת החזקה והחסכונית

רכיב עשוי אלומיניום 6061

לסגסוגות אלומיניום יחס חוזק למשקל מצוין, מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה והגנה טבעית מפני קורוזיה.הם קלים לעיבוד וחסכוניים בתפזורת, מה שהופך אותם לרוב לאופציה החסכונית ביותר לייצור אבות טיפוס וסוגים אחרים של חלקים.

אמנם לסגסוגות אלומיניום יש בדרך כלל חוזק וקשיות נמוכים יותר מאשר פלדות, אך ניתן לאלגון אותן, וליצור שכבת הגנה קשה על פני השטח שלהן.

בואו לפרק את הסוגים השונים של סגסוגות אלומיניום.

❖ אלומיניום 6061 הוא סגסוגת האלומיניום הנפוצה ביותר לשימוש כללי, עם יחס חוזק למשקל טוב ויכולת עיבוד מצוינת.

❖ אלומיניום 6082 בעל הרכב ותכונות חומר דומים ל-6061. הוא נפוץ יותר באירופה (כיוון שהוא תואם לתקנים הבריטיים).

❖ אלומיניום 7075 היא הסגסוגת הנפוצה ביותר ביישומי תעופה וחלל שבהם הפחתת משקל היא קריטית.יש לו תכונות עייפות מצוינות וניתן לטפל בו בחום לחוזק וקשיות גבוהים, מה שהופך אותו להשוואה לפלדות.

❖ אלומיניום 5083 בעל חוזק גבוה יותר מרוב סגסוגות האלומיניום האחרות ועמידות יוצאת דופן למי ים.זה הופך אותו לאופטימלי עבור בנייה ויישומים ימיים.זו גם בחירה מצוינת לריתוך.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית של סגסוגות אלומיניום: 2.65-2.80 גרם/סמ"ק

❖ ניתן לאנודייז

❖ לא מגנטי

מה זה נירוסטה?הסגסוגת החזקה והעמידה

חלק עשוי מפלדת אל חלד 304

סגסוגות נירוסטה בעלות חוזק גבוה, משיכות גבוהה, עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה וניתנות לריתוך, עיבוד וליטוש בקלות.בהתאם להרכב שלהם, הם יכולים להיות (בעצם) לא מגנטיים או מגנטיים.

בואו לפרק את סוגי הנירוסטה שאנו מציעים בפלטפורמה.

❖ נירוסטה 304 היא סגסוגת הנירוסטה הנפוצה ביותר.יש לו תכונות מכניות מצוינות ויכולת עיבוד טובה.זה עמיד לרוב תנאי הסביבה וחומרי חומר קורוזיביים.

❖ נירוסטה 316 היא עוד סגסוגת נירוסטה נפוצה עם תכונות מכניות דומות ל-304. עם זאת, יש לה עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה ועמידות כימית, במיוחד לתמיסות מלוחות (למשל מי ים), כך שלעתים קרובות היא טובה יותר להתמודדות עם סביבות קשות יותר.

❖ פלדת אל חלד 2205 דופלקס בעלת החוזק הגבוה ביותר (פי שניים מסגסוגות נירוסטה נפוצות) ועמידות מצוינת בפני קורוזיה.הוא משמש בסביבות קיצוניות, עם יישומים רבים בנפט וגז.

❖ נירוסטה 303 בעלת קשיחות מעולה, אך עמידות נמוכה יותר בפני קורוזיה בהשוואה ל-304. בשל יכולת העיבוד המצוינת שלה, היא משמשת לעתים קרובות ביישומים בנפח גבוה, כגון ייצור ברגים וברגים לתעופה וחלל.

❖ נירוסטה 17-4 (דרגת SAE 630) בעלת תכונות מכניות דומות ל-304. ניתן להקשיח אותה בדרגה גבוהה מאוד (בהשוואה לפלדות כלי עבודה) ובעלת עמידות כימית מעולה, מה שהופך אותה למתאים ליישומים בעלי ביצועים גבוהים מאוד, כגון ייצור להבים עבור טורבינות רוח.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 7.7-8.0 גרם/סמ"ק

❖ סגסוגות נירוסטה לא מגנטיות: 304, 316, 303

❖ סגסוגות נירוסטה מגנטיות: 2205 דופלקס, 17-4

מהי פלדה עדינה?סגסוגת לשימוש כללי

חלק עשוי מפלדה עדינה 1018

פלדות עדינותידועות גם כפלדות דלת פחמן ובעלות תכונות מכניות טובות, יכולת עיבוד מצוינת ויכולת ריתוך טובה.מכיוון שהם בעלות נמוכה יחסית, היצרנים משתמשים בהם עבור יישומים רבים למטרות כלליות, כמו ג'יגים ומתקנים.פלדות עדינות רגישות לקורוזיה ולנזקים כימיים.

בואו לפרק את סוגי הפלדות הקלות הזמינות בפלטפורמה.

❖ פלדה עדינה 1018 היא סגסוגת לשימוש כללי עם יכולת עיבוד וריתוך טובים וקשיחות, חוזק וקשיות מצוינים.זוהי סגסוגת הפלדה העדינה הנפוצה ביותר.

❖ פלדה עדינה 1045 היא פלדת פחמן בינונית בעלת יכולת ריתוך טובה, יכולת עיבוד טובה וחוזק גבוה ועמידות בפני פגיעות.

❖ פלדה עדינה A36 היא פלדה מבנית נפוצה עם יכולת ריתוך טובה.זה מתאים למגוון יישומי תעשייה ובנייה.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 7.8-7.9 גרם/סמ"ק

❖ מגנטי

מהי סגסוגת פלדה?הסגסוגת הקשיחה יותר ועמידה בפני שחיקה

חלק עשוי מסגסוגת פלדה

פלדות סגסוגת מכילות אלמנטים סגסוגים נוספים בנוסף לפחמן, וכתוצאה מכך קשיות, קשיחות, עייפות ועמידות בפני שחיקה משופרים.בדומה לפלדות עדינות, פלדות סגסוגת רגישות לקורוזיה ולהתקפות של כימיקלים

❖ סגסוגת פלדה 4140 בעלת תכונות מכניות כלליות טובות, עם חוזק וקשיחות טובים.סגסוגת זו מתאימה ליישומים תעשייתיים רבים אך אינה מומלצת לריתוך.

❖ סגסוגת פלדה 4340 ניתנת לטיפול בחום לרמות גבוהות של חוזק וקשיות, תוך שמירה על הקשיחות הטובה, עמידות הבלאי וחוזק העייפות שלה.סגסוגת זו ניתנת לריתוך.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 7.8-7.9 גרם/סמ"ק

❖ מגנטי

מהי פלדת כלי עבודה?הסגסוגת הקשוחה והעמידה במיוחד

חלק מעובד מפלדת כלי

פלדות כלי עבודההן סגסוגות מתכת בעלות קשיות, קשיחות, שחיקה ועמידות תרמית גבוהים במיוחד, כל עוד הן עוברותטיפול בחום.הם משמשים ליצירת כלי ייצור (ומכאן השם) כגון מתלים, חותמות ותבניות.

בואו לפרק את פלדות הכלים שאנו מציעים ב- Hubs.

❖ פלדת כלי D2 היא סגסוגת עמידה בפני שחיקה השומרת על קשיותה לטמפרטורה של 425 מעלות צלזיוס.הוא משמש בדרך כלל לייצור כלי חיתוך ומתות.

❖ פלדת כלי A2 הינה פלדת כלי עבודה כללית מוקשה באוויר בעלת קשיחות טובה ויציבות מימדית מעולה בטמפרטורות גבוהות.זה משמש בדרך כלל לייצור מתות הזרקה.

❖ פלדת כלי O1 היא סגסוגת מוקשה בשמן עם קשיות גבוהה של 65 HRC.הוא משמש בדרך כלל עבור סכינים וכלי חיתוך.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 7.8 גרם/סמ"ק

❖ קשיות אופיינית: 45-65 HRC

מה זה פליז?הסגסוגת המוליכה והקוסמטית

חלק פליז C36000

פליזהיא סגסוגת מתכת עם יכולת עיבוד טובה ומוליכות חשמלית מצוינת, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור יישומים הדורשים חיכוך נמוך.לעתים קרובות תמצאו חלקי פליז קוסמטיים המשמשים למטרות אדריכליות (פירוט זהב).

הנה הפליז שאנו מציעים ב- Hubs.

❖ פליז C36000 הוא חומר בעל חוזק מתיחה גבוה ועמידות בפני קורוזיה טבעית.זהו אחד החומרים הניתנים לעיבוד בקלות, ולכן הוא משמש לעתים קרובות ליישומים בנפח גבוה. 

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 8.4-8.7 גרם/סמ"ק

❖ לא מגנטי

מה זה ABS?אב-טיפוס התרמופלסטי

חלק עשוי מ-ABS

שרירי בטןהוא אחד החומרים התרמופלסטיים הנפוצים ביותר המציע תכונות מכניות טובות, חוזק פגיעה מעולה, עמידות בחום גבוהה ויכולת עיבוד טובה.

ל-ABS יש צפיפות נמוכה, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור יישומים קלים.חלקי ABS בעיבוד CNC משמשים לעתים קרובות כאב טיפוס לפני ייצור המוני עם הזרקה.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 1.00-1.05 גרם/סמ"ק

מה זה ניילון?התרמופלסטי ההנדסי

חלק עשוי ניילון

ניילון(aka polyamide (PA)) הוא תרמופלסטי המשמש לעתים קרובות ליישומים הנדסיים, בשל התכונות המכניות המצוינות שלו, חוזק ההשפעה הטוב ועמידותו הגבוהה בכימיקלים ושחיקה.זה רגיש לספיגת מים ולחות.

ניילון 6 וניילון 66 הם הציונים הנפוצים ביותר בעיבוד CNC.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 1.14 גרם/סמ"ק

מה זה פוליקרבונט?התרמופלסטי עם חוזק פגיעה

חלק המיוצר מפוליקרבונט

פוליקרבונט הוא תרמופלסטי עם קשיחות גבוהה, יכולת עיבוד טובה וחוזק השפעה מעולה (טוב יותר מ-ABS).לרוב הוא שקוף, אך ניתן לצבוע אותו למגוון צבעים.גורמים אלה הופכים אותו לאידיאלי עבור מגוון רחב של יישומים, כולל התקנים נוזליים או זיגוג רכב.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 1.20-1.22 גרם/סמ"ק

מה זה POM (Delrin)?פלסטיק CNC הניתן ביותר לעיבוד

חלק עשוי מ-POM (דלרין)

POM ידוע בדרך כלל בשם המסחרי Delrin, והוא תרמופלסטי הנדסי עם יכולת העיבוד הגבוהה ביותר מבין הפלסטיקים.

POM (Delrin) היא לרוב הבחירה הטובה ביותר בעת עיבוד CNC של חלקי פלסטיק הדורשים דיוק גבוה, קשיחות גבוהה, חיכוך נמוך, יציבות מימדית מעולה בטמפרטורות גבוהות וספיגת מים נמוכה מאוד.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 1.40-1.42 גרם/סמ"ק

מהו PTFE (טפלון)?התרמופלסטי בטמפרטורה קיצונית

חלק עשוי מ-PTFE

PTFE, הידוע בכינויו טפלון, הוא תרמופלסטי הנדסי עם עמידות כימית ותרמית מעולה ומקדם החיכוך הנמוך ביותר של כל מוצק ידוע.זהו אחד הפלסטיקים הבודדים שיכולים לעמוד בטמפרטורות תפעול מעל 200 מעלות צלזיוס והוא מבודד חשמלי יוצא דופן.יש לו גם תכונות מכניות טהורות והוא משמש לעתים קרובות כבטנה או תוספת במכלול.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 2.2 גרם/סמ"ק

מה זה HDPE?התרמופלסטי החיצוני והצנרת

חלק העשוי מ-HDPE

פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE)הוא תרמופלסטי בעל יחס חוזק למשקל גבוה, חוזק השפעה גבוה ועמידות טובה במזג האוויר.HDPE קל משקל ומתאים לשימוש חיצוני ולצנרת.כמו ABS, הוא משמש לעתים קרובות ליצירת אבות טיפוס לפני הזרקה.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 0.93-0.97 גרם/סמ"ק

מה זה PEEK?הפלסטיק שיחליף מתכת

חלק המיוצר מ-PEEK

לְהָצִיץהוא תרמופלסטי הנדסי בעל ביצועים גבוהים עם תכונות מכניות מצוינות, יציבות תרמית בטווח רחב מאוד של טמפרטורות ועמידות מצוינת לרוב הכימיקלים.

PEEK משמש לעתים קרובות להחלפת חלקי מתכת בשל יחס החוזק-משקל הגבוה שלו.ציונים רפואיים זמינים גם, מה שהופך את PEEK מתאים גם ליישומים ביו-רפואיים.

מאפייני החומר:

❖ צפיפות אופיינית: 1.32 גרם/סמ"ק

שאלות נפוצות

❖ מהם היתרונות של עיבוד CNC עם מתכות?

מתכות אידיאליות לייצור יישומים הדורשים חוזק גבוה, קשיות ו/או עמידות אמינה לטמפרטורות קיצוניות.

מקור המאמר:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining