CNC (počítačová numerická kontrola) obrábění revolucionizuje moderní výrobu prostřednictvím přesné výroby součástí. Při výběru mezi kovovým a plastovým obráběním CNC musí výrobci zvážit různé faktory ovlivňující jejich výsledky projektu. V tomto blogu prozkoumejme svět kovů a plastů Obrábění CNC , porovnání jejich charakteristik, aplikací a faktorů, které je třeba zvážit při výběru.
Co je kovové obrábění CNC?
Obráběcí kovy pomocí počítačových číselných ovládacích strojů (CNC) jsou klasifikovány podle subtraktivní výroby, kde jsou různé tvary dosaženy odříznutím částí kovových obrobků. Některé techniky se provádějí pomocí řady strojních strojů, jmenovitě cvičení, mlýnů a soustruhů, které odstraňují materiál podle programovaných pokynů.
Kovové obrábění CNC: Výhody a úvahy
Primární výhody
Obrobené kovové díly vynikají následujícími způsoby:
Nejsilnější materiály vydrží nejintenzivnější činnosti
Odolnost vůči extrémním teplotním podmínkám
Výjimečná elektrická a tepelná vodivost
Produkty, které vydrží opotřebení po delší dobu
Omezení k zohlednění
Povaha kovového obrábění přináší určitá omezení:
Jsou dražší než plastové protějšky
Kde jsou zapojeny dlouhé obráběcí procesy, aby se získaly přesné rozměry
Aplikace s omezeními hmotnosti, jako například v případě leteckého a automobilového průmyslu
Společné materiály pro přesné kovové části CNC
Výroba kovů CNC využívá různé materiály a zaměřuje se hlavně na specifickou sílu, hmotnost a schopnost pracovat s materiálem. Následující jsou příklady nejpoužívanějších přesných kovů a jejich charakteristik:
Hliník
Obrábění hliníku na přesné tolerance je lehké a podporuje dobré pracovní podmínky za machinability. Pokud jde o díly, které vyžadují řezání a utahování komponent, jako jsou části přesné automobilové, vydrží to odolnost vůči vysoké rychlosti a nízké opotřebení nástroje.
Ocel
Ocel má pozoruhodnou pevnost v tahu, tvrdost a odolnost proti opotřebení, proto může nést extrémní zatížení a vlastnosti. S pomocí různých stupňů a tepelných ošetření může mnoho aplikací, jako jsou ozubená kola, ložiska a řezací nástroje, mít ocel na míru.
Mosaz
Mosaz je slitina složená z mědi a zinku, která umožňuje přesnost machinability při řezání bez koroze. Díky přitažlivé zlaté barvě je nejvýhodnější pro výrobu okrasných částí a částí, které jsou náchylné k vlhkosti.
Titan
Titan je bezpochyby kovem, který má jít kvůli síle, kterou člověk dostane proti hmotnosti a téměř nulové korozi. Zdá se tedy také logické, že v důsledku integrace kosti spolu s korozní rezistencí titan se téměř zcela používá při výrobě implantátů a nástrojů.
Měď
Vzhledem k tomu, že je základní materiál mědi, není divu, že měď má pozoruhodnou tepelnou a elektrickou vodivost, čímž měly měděné prvky nezbytné pro elektrickou a tepelnou řízení. Vzhledem k jeho vhodnosti, která má být nakrájena na komplexní tvary spolu s poměrně těsnými tolerancemi, je vynikající pro použití v chladicích dřezech a elektrických konektorech.
Co je plastové obrábění CNC?
Když hovoříme o obráběcích plastu CNC, máme na mysli použití strojů, které jsou provozovány počítači a jsou navrženy speciálně pro řezání a vyřezávání různých druhů plastů. Mezi nejběžnější plastové materiály, které se používají v plastovém procesu obrábění CNC, patří ABS (akrylonitril butadien styren), nylon, polykarbonát a akrylové plasty. Tyto typy materiálů mají odlišné vlastnosti, které vedou k jejich použití v různých aplikacích.
Plastové obrábění CNC: Výhody a omezení
Výhody nákladů a výroby
Plastové obrobené díly poskytují významnou ekonomickou hodnotu prostřednictvím:
Nižší náklady na materiál ve srovnání s alternativami kovů
Zkrácená doba výroby v důsledku snazší oschodovatelnosti
Snížené náklady na přepravu z lehčí hmotnosti
Nákladově efektivní škálování pro výrobu s vysokým objemem
Silné stránky aplikace
Vlastnosti materiálu zvláště vynikají v:
Vynikající elektrická izolační výkon
Ideální vlastnosti pro elektronické pouzdra
Všestranné možnosti ochranných krytů
Kompatibilní s přesnými elektronickými komponenty
Omezení výkonu
Klíčové úvahy při výběru plastového obrábění zahrnují:
Omezená pevnost ve srovnání s komponenty kovů
Snížená tepelná odolnost v extrémním prostředí
Potenciální deformace expozice vlhkosti
Omezené použití ve vysoce stresových aplikacích
Společné inženýrské plasty pro obrábění CNC
Procesy zapojené do plastového obrábění CNC používají rozmanité materiály hlavně proto, že jsou ekonomické, jednoduché v designu a provádějí určité funkce:
ABS (akrylonitril butadienský styren)
Také známý jako akrylonitril butadien styren, jeho hlavním přínosem je odpor k rozbití a síle materiálu. Jemné řezání a hladký povrch je možné kvůli přesnému obrábění ABS PLAST , který umožňuje jejich aplikaci ve výrobě, jako je automobilový průmysl a spotřební zboží, které vyžadují absorpci šoků.
Nylon
Pokud jde o pohyblivé části nebo aplikace zahrnující tření, nylon je díky svému opotřebení a samozvy o sobě nepřekonatelný. Vzhledem k jeho chemické odolnosti a schopnosti odolat opakovanému napětí je také nejlepším materiálem pro převody, ložiska a další mechanické komponenty.
Zobrazit více podrobností o Rozdíl mezi polyamidem a nylonem.
Polykarbonát
Polykarbonát je vysoce výkonný inženýrský termoplastický, který kromě vysoké transparentnosti má extrémní sílu nárazu. Takový důraz na jasnost a jejich schopnost udržovat rozměry je způsobuje vhodným pro použití v čočkách, oknech a dalších ochranných krytech napříč průmyslovými odvětvími.
Akryl (PMMA)
Akryl přichází s krystalovou čistotou a stabilitou UV, což v dlouhodobém horizontu zabraňuje žloutnutí. Schopnost PMMA být snadno zpracovávána způsobuje, že se široce používá v pouzdru pro zobrazovací prvky, lehké trubky a optické čočky, kde se vyhledává čistota vidění.
Peek (polyether ether keton)
Jedná se o high-tech plast charakterizovaný pevností v území, stabilitou tepla a chemickou odolností. Díky jeho schopnosti zachovat takové vlastnosti při vysokých teplotách je také zcela nezbytná pro kritická použití v leteckých, automobilových a lékařských aplikacích.
Více podrobností o Nahlédněte na plast.
Pokročilé srovnání: kovové vs plastové obrábění CNC
Dynamika výrobních procesů
Kovové obrábění CNC znamená implementaci tuhých a výkonných vřetenových strojů a příslušenství pro řezání procesů. Takové operace obvykle zahrnují kontinuální infiltraci kapalin chladicí kapaliny a několik kroků řezání k dosažení konečných údajů. Náklady na nástroje jsou jedním z nejvyšších faktorů produktivity, protože karbidové nástroje vydržely pouze broušení energie po dobu 2 až 4 hodin na • 14 řezání.
Plastová výroba CNC splňuje konvenční rozložení zařízení a často ani nepoužívá chladicí prostředky. Obecně platí, že operace menší než jeden řezací průsmyk jsou všudypřítomné a některé bity PCD mají tendenci nabízet denně 8-12 hodin vystřihnutí. Chlazení se nicméně stává kritickým, vzhledem k tomu, že termoplastika nejsou příliš vodivé, a proto se neomamí teplo účinně.
Výkonné charakteristiky
Kovové části umožňují ošetření extrémními leštěnými povrchy pro hodnoty drsnosti povrchu na RA 0,2 um kategorizované jako nepotažené otáčení. Mají stabilní vnitřní geometrie od -40 do 800 stupňů Celsia a jsou schopny odolat i 85% sílu zapojení vlákna kvůli jejich závitovém návrhům. Většina kovů, včetně ocelí, může být vyrobena s tloušťkou stěny asi 0,3 mm.
Plastové díly mohou ve většině případů poskytnout povrch RA 0,4 um a udržet si svůj tvar a velikost v rozmezí 20 ° C až 150 ° C pro inženýrské plasty. Síla plastových nití obvykle dosahuje 40% síly jejich kovových protějšků a tloušťka stěny není menší než 1,0 mm, aby se zabránilo deformaci části. V aplikacích vyžadují velmi dobře, které vyžadují nepropustnost vlhkosti a elektrické izolaci.
Analýza ekonomického dopadu
Náklady na materiál pro kovy v průměru 3-5krát vyšší než technické plasty, zatímco doba obrábění trvá 2-3krát déle. Kovové komponenty však nabízejí významné výhody v intervalech životnosti a údržby. Plastové komponenty poskytují 60-70% snižování hmotnosti ve srovnání s ekvivalenty kovů, což podstatně ovlivňuje náklady na přepravu a manipulaci ve výrobě s vysokým objemem.
Faktory, které je třeba zvážit při výběru mezi kovem a plastem pro obrábění CNC
Protože jeden plánuje na jakékoli obráběcí práce CNC, lze jako vhodné materiály vybrat kov nebo plast; Existuje však několik úvah.
Požadavky na sílu a trvanlivost : Obecně, pokud je síla a trvanlivost vyžadována z částí, byly by vyrobeny z kovu. Důvodem je skutečnost, že kovové části na rozdíl od plastových částí by nesly vyšší zatížení, trpěly dopady a dokonce i opotřebení.
Tepelná odolnost : V případech, kdy má být složka používána při vysokých teplotách, se často lépe hodí kovy kvůli jejich tepelné odolnosti na rozdíl od plastů. Je to proto, že s nadměrným teplem mohou plastové komponenty změnit tvar nebo dokonce roztavit.
Elektrická vodivost nebo izolace : Pokud jde o úkoly, kde musí elektřina procházet materiálem, jak je vidět v elektronickém poli, pak se většinou používají kovové materiály. Naopak, když chtějí udržovat izolaci, používají plastové materiály.
Rozpočet : To se týká materiálu dostupného pro použití a procesu obrábění. Vzhledem k povaze výrobních procesů přichází kovové obrábění CNC s vysokou cenou ve srovnání s plastem, zejména pro hromadnou výrobu.
Hmotnost : Za okolností, že váha je velmi důležitá, například letecký a automobilový průmysl je snazší vytvářet plastové díly, protože mají velkou výhodu, že jsou velmi lehké. Přestože jsou však kovové části silnější, přispějí k nadměrné hmotnosti celkového produktu.
Aplikace kovového CNC obrábění
Kovové obrábění CNC je proces aplikovaný v mnoha průmyslových odvětvích. Z těchto průmyslových odvětví jsou následující, kde jsou společné součásti kovové komponenty CNC:
Aerospace : Techniky obrábění kovové vložky mají velký význam při výrobě různých komponent motoru, struktur draku a přistávacích kol. Hliník, titan a dokonce i nerezová ocel se běžně používají, protože jsou silné, odolné proti opotřebení a vydrží vysoké teploty.
Automobilový průmysl : Kovové obrábění CNC je zásadní při výrobě automobilových dílů mimo jiné při výrobě dílů motorů, přenosových a odpružení. Tyto oblasti jsou navrženy pomocí kovů, které poskytují sílu a spolehlivost vyžadovanou v tak vysoce stresovaných aplikacích.
Lékařské vybavení : Kovové obrábění CNC umožňuje rychlé a čisté tání a výrobu drobných detailních lékařských zařízení na zařízení a AIDS používané v provozních zobrazovacích zařízeních. Nerezová ocel a titan jsou dva kovy, které byly prospěšné při použití korozních a implantovatelných materiálů.
Několik konkrétních instancí kovových komponent CNC je:
Držáky a držáky pro letadlové motory.
Bloky motoru a hlavy válců obrobené pro automobily.
Nůžky a kleště používané v chirurgických zákrocích
Implantáty a mosty používané pro stomatologii
Aplikace plastového obrábění CNC
Dokonce i v průmyslovém světě má plastové obrábění CNC své místo. Některé z odvětví, kde jsou plastové části obrobené CNC rozsáhle přijaty, jsou:
Spotřebitelská elektronika : Spotřebitelský elektronický segment je jedním z hlavních průmyslových odvětví, která používají plastové obrábění CNC k výrobě produktů, jako jsou vnější povrchy, vnitřní komponenty, kryty a ochranné kryty. Termoplastika, jako je ABS a polykarbonát, jsou obzvláště preferovány, protože jsou lehké, ale silné a mají dobré dielektrické vlastnosti.
Balení : Další extrémní použití plastového obrábění CNC je v obalovém sektoru, kde průmyslová odvětví vyrábí plastové lahve, kontejnery a dokonce i čepice podle jejich specifikací. Polymerní materiály, jako je polyethylen a polypropylen, jsou tedy preferovány, protože vydrží chemické útoky a lze je snadno formovat.
Prototypování : Plastové obrábění CNC je jednou z nejpoužívanějších technologií pro vytváření prototypů různých vzorů a pro nízkou objem. Díky relativně levné ceně a rychlosti výroby je plastové obrábění ideální pro vytváření pracovních maket a testovacích dílů.
Některé případy plastových obrobených dílů CNC zahrnují:
Pouzdra na mobilní telefon a periferie
Skořápky pro zařízení pro televizi
Kontejnery používané pro make-up a drogy
Náhradní kusy, které jsou vyrobeny pro účely zkušebních účelů
Řešení pro obrábění CNC pro váš projekt
Bez ohledu na to, zda váš projekt vyžaduje robustnost nabízenou kovem nebo dostupností zaručené plasty, nabízí Team MFG přesné výrobní služby, které takové požadavky splňují v obou materiálech. S více než deseti lety zkušeností, které se účastnili více než tisíc úspěšných zavedení produktu, poskytujeme služby ODM a OEM s plným rozsahem, které zahrnují rychlý obrat na prototypech, obrábění CNC, vstřikování a odlévací služby.
Tým MFG se vždy těší na řešení příslušných možností materiálů pro vaše výrobní procesy. Pro výběr materiálu vašeho projektu, návrhů a výrobních technik je nabízena pomoc inženýrského oddělení. Pro všechny mezinárodní fáze od jednotlivých prototypů po běhy s nízkým objemem přijímáme výzvu, jak pro vaše specifikace produkovat přesné díly.
Časté dotazy o mentálním a plastovém obrábění CNC
Otázka: Jaké jsou rozdíly mezi kovovým a plastovým obráběním CNC?
Kovové obrábění CNC je nákladné, ale poskytuje přidané schopnosti odolné vůči síle a teplu. Zatímco plastové obrábění je nákladově přátelské a lehké. Mají své vlastní účely v souladu s zamýšleným rozsahem práce.
Otázka: Jaké kovy jsou ideální pro CNC přesné obrobené díly?
Hliník má dobrou machinabilitu a je lehký. Ocel je silná, zatímco titan je také silná, ale má nízkou hmotnost, proto má vysoký poměr pevnosti k hmotnosti a je odolný proti korozi.
Otázka: Jak ovlivňuje typ zvoleného materiálu různé náklady vzniklé při obrábění CNC?
To znamená, že plastové materiály jsou levnější a rychlejší pro stroj než kovy, a proto snižují obecné výrobní náklady. Na druhé straně, kovové obrábění způsobuje více nákladů, protože procesy trvají delší dobu a musí být použity drahé nástroje.
Otázka: Jsou díly vyrobeny z plastu pomocí tepelně odolných proti strojům CNC?
Většina technických plastů má své horní teplotní limity v rozmezí 200 ° C. V prostředí s vysokou teplotou je nejlepší používat specializované plasty, jako jsou místo toho nahlédnutí nebo kovové díly.
Otázka: Ve kterých odvětvích jsou plastové komponenty CNC použité na běžném základě?
Odvětví, jako je elektronika, spotřební výrobky a zdravotnické prostředky, častěji využívají plastové části CNC. Tato průmyslová odvětví oceňují vlastnosti hmotnosti a izolace materiálu.
Otázka: Který z materiálu, který je vhodný pro obrábění, je nejlepší pro prototypování
Plastové obrábění CNC je nejlepším přístupem k vytváření prototypů, protože jeho levnější a doba obratu je kratší. Umožňuje více návrhových maket a konstrukčních testů a před pokračováním s konečným materiálem.
Otázka: Jak se liší trvanlivost dílů plastů a kovů?
Kovové části jsou odolnější a odolnější vůči opotřebení v extrémně vysokých stresových podmínkách. Zatímco části PlasITC možná budou muset být ve stejné situaci neustále měněny.
Otázka: Jaká je maximální tolerance dosažitelná CNC obrábění různých materiálů?
Kovové obrábění CNC je obvykle schopné nabídnout tolerance až ± 0,025 mm, zatímco komponenty plastů jsou schopny udržovat tolerance ± 0,050 mm kvůli rozdílu ve stabilitě materiálů.
