CNC (tietokoneen numeerinen ohjaus) koneistus mullistaa modernin valmistuksen tarkkuusosan tuotannon kautta. Kun valitset metallin ja muovisen CNC -koneistuksen, valmistajien on tarkasteltava erilaisia tekijöitä, jotka vaikuttavat heidän projektituloksiinsa. Tutkitaan tässä blogissa metallin ja muovin maailmaa CNC -koneistus , niiden ominaisuuksien, sovellusten ja tekijöiden vertaaminen valinnan tekemisen yhteydessä.
Mikä on metalli CNC -koneistus?
Koneistusmetallit käyttämällä tietokoneen numeerista ohjausta (CNC) -koneita luokitellaan subtraktiiviseen valmistukseen, jossa erilaiset muodot saavutetaan leikkaamalla metallityökappaleiden osat. Jotkut tekniikat suoritetaan useiden työstötyökalujen, nimittäin poran, myllyjen ja sorvien avulla, jotka poistavat materiaalin ohjelmoiduissa ohjeissa.
Metalli CNC -koneistus: Edut ja näkökohdat
Ensisijaiset edut
Koneistettu metalliosat ovat seuraavilla tavoilla:
Vahvimmat materiaalit kestävät voimakkaimman toiminnan
Äärimmäisen lämpötilan olosuhteiden kestävyys
Poikkeuksellinen sähkö- ja lämmönjohtavuus
Tuotteet, jotka kestävät kulumisen pidemmän ajanjakson ajan
Rajoitukset huomioon ottaen
Metallin koneistuksen luonne tuo tietyt rajoitukset:
Nämä ovat kalliimpia kuin muoviset vastineet
Missä mukana on pitkät koneistusprosessit tarkkojen mittojen saamiseksi
Sovellukset, joilla on painorajoituksia, kuten ilmailu- ja auto- ja autojen tapauksessa
Yleiset materiaalit tarkkuusmetallien CNC -osille
CNC -metallinvalmistus hyödyntää erilaisia materiaaleja ja keskittyy pääasiassa tiettyyn lujuuteen, painoon ja kykyyn työskennellä materiaalin kanssa. Seuraavat ovat esimerkkejä yleisimmin käytetyistä tarkkuusmetalleista ja niiden ominaisuuksista:
Alumiini
Alumiinin koneistus tarkkuustoleransseihin on kevyttä ja edistää hyviä työoloja konettavuudella. Kun kyse on osista, jotka vaativat ilmailualan luokan leikkaamista ja komponenttien, kuten autoteollisuuden tarkkuusosien, kiristämistä, tämä kestää suurta leikkausnopeuden toleranssia ja alhaisia työkalujen kulumista.
Teräs
Teräksellä on huomattava vetolujuus, kovuus ja kulutusvastus, joten siinä voi olla äärimmäisiä kuormia ja ominaisuuksia. Eri luokkien ja lämpökäsittelyjen avulla monet sovellukset, kuten vaihteet, laakerit ja leikkaustyökalut, voi olla räätälöity teräs.
Messinki
Messinki on seos, joka koostuu kuparista ja sinkistä, joka mahdollistaa tarkkuuden konepauden leikkaamisessa ilman korroosiota. Vetovan kultaisen värinsä vuoksi se on edullisin koristeellisten osien ja osien valmistukselle, jotka ovat alttiita kosteudelle.
Titaani
Epäilemättä titaani on metalli, joka on menossa lujuuden vuoksi, jota saadaan painoa vastaan ja melkein nolla korroosiota vastaan. Siten se näyttää myös loogiselta, että luun integroinnista yhdessä korroosionkestävyyden titaanin kanssa käytetään melkein kokonaan implanttien ja instrumenttien valmistuksessa.
Kupari
Koska kupari perusmateriaali on, ei ole yllättävää, että kuparilla on huomattava lämmön ja sähkönjohtavuus, joten sähkö- ja lämmönhallinnan kannalta tarvittavat kuparielementit. Koska se soveltuvuus leikataan monimutkaisiksi muodoiksi melko tiukkojen toleranssien kanssa, se on erinomainen käytettäväksi jäähdytyselementeissä ja sähköliittimissä.
Mikä on muovinen CNC -koneistus?
Kun puhumme muovin CNC -koneistuksesta, tarkoitamme tietokoneiden käyttämien koneiden käyttöä ja jotka on suunniteltu erityisesti leikata ja veistämään erilaisia muoveja. Joitakin yleisimpiä muovimateriaaleja, joita käytetään muovisessa CNC -koneistusprosessissa, ovat ABS (akryylinitriilibutadieenistyreeni), nylon, polykarbonaatti ja akryylimuovia. Tämäntyyppisillä materiaaleilla on selkeät ominaisuudet, jotka johtavat niiden käyttöön erilaisissa sovelluksissa.
Muovinen CNC -koneistus: edut ja rajoitukset
Kustannukset ja tuotantoedut
Muoviset koneistetut osat tuottavat merkittävää taloudellista arvoa:
Alhaisemmat materiaalikustannukset verrattuna metallivaihtoehtoihin
Pieni tuotantoaika helpomman konepauden vuoksi
Laskeutuneet toimituskulut kevyempää painosta
Kustannustehokas skaalaus suuren määrän tuotantoon
Sovellusvahvuudet
Materiaaliominaisuudet etenkin:
Ylivoimainen sähköeristyksen suorituskyky
Ihanteelliset ominaisuudet elektroniikan koteloihin
Monipuoliset vaihtoehdot suojaaville koteloille
Yhteensopiva tarkkuuselektronisten komponenttien kanssa
Suorituskykyrajoitukset
Tärkeimmät näkökohdat muovikoneistojen valinnassa ovat:
Rajoitettu lujuus verrattuna metallikomponentteihin
Vähentynyt lämmönkestävyys äärimmäisissä ympäristöissä
Mahdollinen vääntyminen kosteusaltistuksella
Rajoitettu käyttö korkean stressisovelluksissa
Yleinen tekniikan muovit CNC -koneistukselle
Muovi CNC -koneistukseen liittyvät prosessit käyttävät monipuolisia materiaaleja pääasiassa siksi, että ne ovat taloudellisia, suunnittelun yksinkertaisia ja suorittavat tiettyjä toimintoja:
Abs (akryylinitriili butadieenistyreeni)
Tunnetaan myös nimellä akryylinitriilibutadieenistyreeni, sen pääomaisuus on materiaalin rikkoutumisen ja voimakkuudenkestävyys. Hieno leikkaus ja sileä viimeistely ovat mahdollisia tarkkuuden koneistuksen vuoksi ABS -muovi , joka tekee niiden levityksen tuotannossa, kuten auto- ja kulutustavaroita, jotka vaativat iskunvaimennusta mahdollisia.
Nylon
Kun kyse on kitkan liikkuvista osista tai sovelluksista, nylon on lyömätön sen kulumisen ja itsevoittavien ominaisuuksien ansiosta. Kemiallisen vastustuskyvyn ja kyvyn kestämisen vuoksi se on myös paras materiaali vaihteille, laakereille ja muille mekaanisille komponenteille.
Katso lisätietoja jstk Polyamidin ja nylonin välinen ero.
Polykarbonaatti
Polykarbonaatti on korkean suorituskyvyn tekniikan kestomuovi, jolla korkean läpinäkyvyyden lisäksi on äärimmäinen vaikutusvahvuus. Tällainen selkeyden painottaminen ja niiden kyky ylläpitää mittoja tekee niistä sopivia linsseissä, ikkunoissa ja muissa suojakoteloissa toimialoissa.
Akryyli (PMMA)
Akryyli tulee kidekeskeyden ja UV -stabiilisuuden kanssa, jälkimmäinen estävät kellastumisen pitkällä tähtäimellä. PMMA: n kyvyn koneista on helppo käyttää sitä laajasti kotelossa näyttöelementteihin, kevyisiin putkiin ja optiseen linssiin, joissa etsitään näkymän selkeyttä.
Peek (polyetteri eetteriketone)
Se on korkean teknologian muovi, jolle on ominaista Hight-lujuus, lämmön stabiilisuus ja kemiallinen vastus. Sen kyky säilyttää tällaiset ominaisuudet korkealla lämpötilassa on myös melko välttämätöntä kriittisessä käytössä ilmailu-, auto- ja lääketieteellisissä sovelluksissa.
Lisätietoja Kurkistaa muovia.
Edistynyt vertailu: Metalli vs. Muovinen CNC -koneistus
Valmistusprosessien dynamiikka
Metalli CNC -koneistus merkitsee jäykän ja voimakkaan karan koneiden ja kalusteiden toteuttamista leikkausprosesseihin. Tällaisiin operaatioihin liittyy yleensä jäähdytysnesteen nesteiden jatkuvaa tunkeutumista ja useita leikkausvaiheita lopullisten lukujen saavuttamiseksi. Työkalukustannukset ovat yksi tuottavuuden korkeimmista tekijöistä, koska karbidityökalut kestävät vain tehon hionta 2–4 tunnin ajan • 14 leikkauskuivaus.
CNC -muovivalmistus tyydyttää tavanomaiset laitteiden asettelut, eikä usein edes käytä jäähdytysnesteitä. Yleensä vähemmän kuin yksi leikkauskulutus on leviäviä, ja joillakin PCD-biteillä on taipumus tarjota jopa 8-12 tuntia leikata päivittäin. Siitä huolimatta jäähdytyksestä tulee kriittinen johtuen siitä, että kestomuovit eivät ole kovin johtavia, eivätkä siksi häviä lämpöä tehokkaasti.
Suorituskykyominaisuudet
Metalliosat sallivat käsittelyn äärimmäisillä kiillotetuilla pinnoilla pinnan karheusarvoihin RA 0,2 um: n luokiteltuna päällystämättömäksi kääntymiseksi. Heillä on sisäiset geometriat, jotka ovat vakaa -40 -800 celsiusastetta, ja ne kykenevät kestämään jopa 85 -prosenttisen ketjun sitoutumisen lujuuden kierteitettyjen kuvioidensa vuoksi. Suurin osa metalleista, mukaan lukien teräkset, voidaan valmistaa seinämän paksuudella noin 0,3 mm.
Muoviset osat voivat useimmissa tapauksissa tuottaa RA: n viimeistelyn 0,4 um ja säilyttää niiden muodon ja koon välillä 20ºC - 150ºC muoveihin. Muovikiertojen lujuus saavuttaa yleensä 40% niiden metallien vastineiden lujuudesta, ja seinämän paksuus on vähintään 1,0 mm osan muodonmuutoksen välttämiseksi. Ne toimivat kuitenkin melko hyvin sovelluksissa, jotka vaativat kosteutta läpäisemättömyyttä ja sähköistä eristystä.
Taloudellisten vaikutusten analyysi
Metallien materiaalikustannukset keskimäärin 3–5 kertaa korkeammat kuin tekniikan muovit, kun taas koneistusaika kulkee 2–3 kertaa pidempään. Metallikomponentit tarjoavat kuitenkin merkittäviä etuja käyttöikällä ja ylläpitoväleissä. Muovikomponentit tarjoavat 60–70%: n painon alennusta verrattuna metalliekvivalentteihin, mikä vaikuttaa huomattavasti lähetys- ja käsittelykustannuksiin suuren määrän tuotannossa.
Tekijät, jotka on otettava huomioon valinnassa metallin ja muovin välillä CNC -koneistukselle
Yksi CNC -koneistustyösuunnitelmat joko metalli tai muovi voidaan valita sopiviksi materiaaleiksi; On kuitenkin useita näkökohtia.
Vahvuus- ja kestävyysvaatimukset : Yleensä, jos lujuus ja kestävyys vaaditaan osista paljon, ne valmistetaan metallista. Tämä johtuu siitä, että metalliosat toisin kuin muoviset osat kantavat suurempia kuormia, kärsivät vaikutuksista ja jopa kuluvat.
Lämmönkestävyys : Tapauksissa, joissa komponenttia käytetään korkeissa lämpötiloissa, usein metallit sopivat paremmin niiden lämmönkestävyyden vuoksi muovien sijaan. Tämä johtuu siitä, että liiallisella lämmöllä muovikomponentit voivat joko muuttaa muotoa tai jopa sulaa.
Sähkönjohtavuus tai eristys : Kun kyse on tehtävistä, joissa sähkön on kuljettava materiaalin läpi, kuten elektroniikan kentällä nähdään, sitten metallimateriaaleja käytetään enimmäkseen. Päinvastoin, kun he haluavat ylläpitää eristystä, he käyttävät muovimateriaaleja.
Budjetti : Tämä liittyy käytettävissä olevaan materiaaliin ja myös koneistusprosessiin. Tuotantoprosessien luonteen vuoksi metallin CNC -koneistus on korkealla kustannuksella verrattuna muoviin, etenkin massatuotannon kannalta.
Paino : Olosuhteissa, että painolla on suuri merkitys, esimerkiksi ilmailu- ja autoteollisuus, on helpompaa tehdä muovisia osia, koska niillä on suuri etu, että ne ovat erittäin kevyt. Vaikka metalliosat ovat kuitenkin vahvempia, ne lisäävät liiallista painoa kokonaistuotteessa.
Metallin CNC -koneistuksen sovellukset
Metalli CNC -koneistus on prosessi, jota käytetään monilla toimialoilla. Näistä toimialoista seuraavat ovat joitain, joissa metalli CNC -koneistettuja komponentteja ovat yleisiä osia:
Ilmailutila : Metallin insertin koneistustekniikat ovat erittäin merkittäviä erilaisten moottorikomponenttien, lentokoneen rakenteiden ja pyöräteollisten laskuvaihteiden valmistuksessa. Alumiinia, titaania ja jopa ruostumattomasta teräksestä käytetään yleisesti, koska ne ovat vahvoja, kulutuskeskeisiä ja kestävät korkeita lämpötiloja.
Automotive : Metalli CNC -koneistus on ratkaisevan tärkeää autojen osien valmistuksessa moottorin osien, voimansiirto- ja jousitusjärjestelmien tuotannossa. Nämä alueet on suunniteltu käyttämällä metalleja, jotka antavat niin suurissa stressaantuneissa sovelluksissa tarvittavan lujuuden ja luotettavuuden.
Lääketieteelliset laitteet : Metalli CNC -koneistus mahdollistaa pienten yksityiskohtaisten lääketieteellisten lääketieteellisten lääketieteellisten lääketieteellisten laitteiden sekä puhtaan sulamisen ja valmistuksen, jota käytetään operaatioiden kuvantamislaitteissa. Ruostumattomasta teräksestä ja titaanista ovat kaksi metallia, jotka ovat olleet hyödyllisiä korroosiokestävän ja implantoitavan materiaalin käytössä.
Muutama erityinen tapaus metallisista CNC -koneistettuista komponenteista ovat:
Kiinnikkeet ja kiinnikkeet lentokoneiden moottoreille.
Autojen moottorilohkot ja sylinterinpäät.
Sakset ja pihdit, joita käytetään kirurgisissa toimenpiteissä
Implantit ja sillat, joita käytetään hammaslääketieteessä
Muovisen CNC -koneistuksen sovellukset
Jopa teollisuusmaailmassa muovi CNC -koneistuksella on paikkansa. Jotkut aloista, joilla muovinen CNC -koneistettuja osaja on laajasti käyttöön, ovat:
Kuluttajaelektroniikka : Kuluttajaelektroninen segmentti on yksi tärkeimmistä teollisuudenaloista, jotka käyttävät muovisia CNC -koneistuksia tuotteiden, kuten ulkopintojen, sisäisten komponenttien, koteloiden ja suojakansien, valmistukseen. Termoplistit, kuten ABS ja polykarbonaatti, ovat erityisen edullisia, koska ne ovat kevyitä, mutta vahvoja ja niillä on hyvät dielektriset ominaisuudet.
Pakkaus : Muovisen CNC -koneistuksen toinen äärimmäinen käyttö on pakkausalalla, jossa teollisuus valmistaa muovipulloja, astioita ja jopa korkkeja niiden eritelmien mukaisesti. Joten polymeerimateriaalit, kuten polyeteeni ja polypropeeni, ovat edullisia, koska ne kestävät kemiallisia hyökkäyksiä ja ne voidaan muovata helposti.
Prototyyppien määritys : Muovinen CNC -koneistus on yksi käytetyimmistä tekniikoista erilaisten kuvioiden prototyyppien luomiseen ja pienen määrän tuotantoon. Suhteellisen halvan hinnan ja tuotannon nopeuden ansiosta muovinen koneistus on täydellinen työtasojen ja testiosien luomiseen.
Joitakin muovisia CNC -koneistettuja osia ovat:
Matkapuhelinkotelot ja oheislaitteet
Kuoret televisiohallintalaitteille
Kontit, joita käytetään meikkiin ja huumeisiin
Varakappaleet, jotka on valmistettu kokeilutarkoituksiin
Asiantuntija CNC -koneistusratkaisut projektillesi
Riippumatta siitä, edellyttääkö projektisi metallin tarjoamaa tukevuutta tai muovien takaavan kohtuuhintaisuuden, Team MFG tarjoaa tarkkoja valmistuspalveluita, jotka täyttävät tällaiset vaatimukset molemmissa materiaaleissa. Yli kymmenen vuoden kokemuksella, joka on osallistunut yli tuhanteen onnistuneeseen tuotesanteluun, tarjoamme täysimittaisen ODM- ja OEM-palveluita, jotka sisältävät nopean käännöksen prototyyppeihin, CNC-koneistuksiin, injektiomuoveen ja die-valupalveluihin.
Ryhmä MFG odottaa aina käsittelemään valmistusprosesseihisi sopivia materiaalivalintoja. Projektisi, mallien ja tuotantotekniikoiden materiaalista valintaa varten tarjotaan tekniikan osaston apua. Kaikissa vaiheissa yksittäisistä prototyypeistä pienen volyymin tuotanto-ajoihin omaksumme haasteen tuottaa laadukkaita tarkkuusosia eritelmiisi.
UKK: t henkisestä ja muovisesta CNC -koneistuksesta
K: Mitkä ovat erot metallin ja muovin CNC -koneistuksen välillä?
Metalli CNC -koneistus on kallista, mutta se tarjoaa lisälujuuden ja lämmönkestävän ominaisuuden. Vaikka muovinen koneistus on kustannusystävällistä ja kevyttä. Heillä on omat tarkoituksensa suunnitellun työn laajuuden mukaisesti.
K: Mitkä metallit ovat ihanteellisia CNC: n tarkkuus koneistettuihin osiin?
Alumiinilla on hyvä konettavuus ja se on kevyt. Teräs on vahva, kun taas titaani on myös vahva, mutta sillä on alhainen paino, joten sillä on korkea lujuus ja painosuhde ja se on korroosiokestävä.
K: Kuinka valitun materiaalin tyyppi vaikuttaa erilaisiin CNC -työstöön aiheutuviin kustannuksiin?
Tämä tarkoittaa, että muovimateriaalit ovat halvempia ja koneisiin nopeampia kuin metallit ja vähentävät siten tuotannon yleisiä kustannuksia. Toisaalta metallikoneistossa on enemmän kustannuksia, koska prosessit vievät pidempään ja kalliita työkaluja on käytettävä.
K: Onko muovista valmistettu osia CNC -koneiden avulla lämmönkestävää?
Suurimmalla osalla tekniikan muoveista on ylemmän lämpötilan rajoitukset 200 ° C: n alueella. Korkean lämpötilan ympäristöissä on parasta käyttää erikoistuneita muoveja, kuten kurkistus- tai metallisia osia.
K: Millä aloilla on muovinen CNC -koneistettuja komponentteja, joita käytetään yhteisesti?
Teollisuus, kuten elektroniikka, kuluttajatuotteet ja lääkinnälliset laitteet, hyödyntävät muovisia CNC -osia useammin. Nämä toimialat arvostavat materiaalin painon ja eristysominaisuuksia.
K: Mikä koneisiin sopivista materiaaleista on paras prototyyppien määrittämiseen
Muovinen CNC -koneistus on paras tapa luoda prototyyppejä sen halvemmaksi ja käännösaika on lyhyempi. Se tekee enemmän suunnittelua ja suunnittelutestejä ja ennen viimeisen materiaalin jatkamista.
K: Kuinka muovi- ja metalli CNC -osien kestävyys eroavat toisistaan?
Metalliosat ovat kestävämpiä ja kestävämpiä kulumiselle erittäin korkean stressin olosuhteissa. Plasitc -osia on ehkä vaihdettava jatkuvasti samassa tilanteessa.
K: Mikä on maksimitoleranssi, joka saavutetaan eri materiaalien CNC -koneistuksella?
Metalli CNC -koneistus pystyy yleensä tarjoamaan toleransseja ± 0,025 mm: iin saakka, kun taas muovikomponentit kykenevät pitämään toleransseja ± 0,050 mm, koska materiaalien stabiilisuuserot ovat.
