Bất kể bạn thuộc ngành nào, việc lựa chọn vật liệu phù hợp là một trong những thành phần quan trọng nhất để xác định chức năng tổng thể và giá thành của các bộ phận.Dưới đây là một số mẹo nhanh để chọn vật liệu phù hợp.
Gia công CNC có thể sản xuất các bộ phận có độ chính xác cao cho hầu hết mọi ứng dụng.Nó cho phép dung sai rất nhỏ đối với các kích thước bộ phận và các thiết kế phức tạp.Nhưng giống như bất kỳ quy trình sản xuất nào, lựa chọn vật liệu là thành phần quan trọng quyết định chức năng tổng thể và chi phí của một bộ phận: nhà thiết kế đã xác định các đặc tính vật liệu quan trọng của thiết kế - độ cứng, độ cứng, khả năng chống hóa chất, xử lý nhiệt và ổn định nhiệt.
Quá trình xử lý nhanh chóng có thể xử lý các vật liệu kim loại và nhựa khác nhau và các vật liệu tùy chỉnh khác có thể được cung cấp theo yêu cầu.
Kim loại
Nói chung, kim loại mềm hơn (chẳng hạn như nhôm và đồng thau) và nhựa dễ gia công, và mất ít thời gian hơn để loại bỏ vật liệu khỏi các bộ phận trống, do đó giảm thời gian xử lý và chi phí xử lý.Các vật liệu cứng, chẳng hạn như thép không gỉ và thép cacbon, phải được xử lý với tốc độ quay trục chính và tốc độ cấp máy chậm hơn, điều này sẽ làm tăng thời gian xử lý so với các vật liệu mềm.Nói chung, tốc độ xử lý của nhôm nhanh hơn gấp 4 lần so với thép cacbon và tốc độ xử lý của thép không gỉ bằng một nửa so với thép cacbon.
Loại kim loại là yếu tố chính trong việc xác định tổng chi phí của các bộ phận.Ví dụ, giá thành của nhôm thanh 6061 bằng khoảng một nửa giá thành của nhôm tấm;Giá thành của thanh nhôm 7075 có thể gấp 2 đến 3 lần thanh nhôm 6061;Giá thành của thép không gỉ 304 gấp khoảng 2 đến 3 lần so với nhôm 6061 và khoảng gấp đôi so với thép cacbon 1018.Tùy thuộc vào kích thước và hình dạng của bộ phận, chi phí vật liệu có thể chiếm một phần lớn trong tổng giá thành của bộ phận.Nếu thiết kế không thể đảm bảo hiệu suất của thép cacbon hoặc thép không gỉ, vui lòng xem xét sử dụng nhôm 6061 để giảm thiểu chi phí vật liệu.
Nhựa
Nếu thiết kế không yêu cầu độ cứng của kim loại, vật liệu nhựa có thể trở thành sản phẩm thay thế rẻ hơn cho kim loại.Polyethylene rất dễ gia công và giá thành chỉ bằng 1/3 nhôm 6061.Giá thành của ABS thường gấp 1,5 lần acetal.Chi phí của nylon và polycarbonate gấp khoảng ba lần so với acetal.Mặc dù nhựa có thể là một thay thế hiệu quả về chi phí cho vật liệu, nhưng hãy nhớ rằng tùy thuộc vào hình học, nhựa có thể khó đạt được dung sai chặt chẽ và các bộ phận có thể bị cong vênh sau khi xử lý do ứng suất tạo ra khi loại bỏ vật liệu.
Khi chọn kim loại hoặc nhựa phù hợp cho các bộ phận của bạn, bạn cần xem xét các vấn đề sau:
Các bộ phận của bạn sẽ được sử dụng để làm gì?
Việc sử dụng cuối cùng của bộ phận được gia công bằng CNC sẽ có tác động đáng kể nhất đến việc lựa chọn vật liệu.Ví dụ, nếu bạn sử dụng các bộ phận ở ngoài trời hoặc trong môi trường ẩm ướt, hãy sử dụng thép không gỉ thay vì thép cacbon để các bộ phận không bị gỉ.
Các thông số kỹ thuật thiết kế như tải trọng ứng suất, khả năng chịu đựng và kiểu buộc (hàn, đinh tán) cũng sẽ ảnh hưởng đến sự lựa chọn vật liệu của bạn.Các thông số kỹ thuật như các thành phần quân sự và hàng không vũ trụ hoặc môi trường quản lý của FDA cũng sẽ ảnh hưởng đến sự lựa chọn vật liệu của bạn.
Trọng lượng của bộ phận có quan trọng không?
Nói chung, nếu cần kim loại, các hợp kim nhôm tiêu chuẩn như 6061 là lựa chọn có mật độ thấp tốt, có thể giảm trọng lượng.Nếu sức mạnh có thể được cân, nhựa như ABS có thể giúp giảm trọng lượng hơn nữa.
Sức mạnh và khả năng chịu nhiệt
Có nhiều phương pháp khác nhau để đo độ bền của vật liệu, bao gồm độ bền kéo, độ cứng của vật liệu và khả năng chống mài mòn.Lựa chọn vật liệu thuộc nhiều loại và độ bền khác nhau kết hợp các yêu cầu thiết kế của bạn sẽ cho phép bạn chọn vật liệu tốt nhất cho các bộ phận của mình.
Ngoài ra, nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao sẽ hạn chế việc bạn sử dụng một số vật liệu nhất định.Môi trường có sự dao động nhiệt độ lớn là đặc biệt quan trọng vì một số vật liệu có thể giãn nở hoặc co lại đáng kể ngay cả khi có sự thay đổi nhiệt độ nhỏ.
