Prelucrarea CNC (control numeric computer) revoluționează fabricația modernă prin producția de părți de precizie. Atunci când aleg între prelucrarea metalică și plastic CNC, producătorii trebuie să ia în considerare diverși factori care afectează rezultatele proiectului lor. În acest blog, să explorăm lumea metalului și plasticului Prelucrarea CNC , comparând caracteristicile, aplicațiile și factorii de luat în considerare atunci când ai ales.
Ce este prelucrarea metalică CNC?
Prelucrarea metalelor care utilizează mașini de control numeric pe computer (CNC) este clasificată la fabricarea subtractivă, în care se obțin diferite forme prin tăierea porțiunilor de piese de lucru metalice. Unele tehnici sunt efectuate cu ajutorul unui număr de mașini -unelte, și anume, exerciții, mori și strunguri care elimină materialul conform instrucțiunilor programate.
Prelucrare metalică CNC: avantaje și considerații
Avantaje primare
Piesele metalice prelucrate Excel în următoarele moduri:
Cele mai puternice materiale pot rezista la cele mai intense activități
Rezistența la condiții de temperatură extremă
Conductivitate electrică și termică excepțională
Produsele care pot rezista la uzură pe o perioadă mai lungă de timp
Constrângeri de luat în considerare
Natura prelucrării metalelor aduce anumite limitări:
Acestea sunt mai scumpe decât omologii din plastic
În cazul în care sunt implicate procese lungi de prelucrare pentru a obține dimensiuni exacte
Aplicații cu restricții de greutate, cum ar fi în cazul aerospațialului și automobilului
Materiale obișnuite pentru piese CNC din metal de precizie
Fabricarea de metale CNC utilizează diverse materiale și se concentrează în principal pe rezistența specifică, greutatea și capacitatea de a lucra cu materialul. Următoarele sunt exemple de metale de precizie cele mai utilizate și caracteristicile acestora:
Aluminiu
Prelucrarea din aluminiu la toleranțe de precizie este ușoară și promovează condiții de muncă bune sub mașina. Când vine vorba de piese care necesită tăierea și strângerea de calitate aerospațială a componentelor, cum ar fi piese de precizie auto, acest lucru poate rezista la toleranța la viteză de tăiere ridicată și la uzura scăzută a sculelor.
Oţel
Oțelul are o rezistență la tracțiune remarcabilă, duritate și rezistență la purtare, prin urmare, poate suporta sarcini și caracteristici extreme. Cu ajutorul diferitelor note și tratamente termice, o mulțime de aplicații precum angrenaje, rulmenți și unelte de tăiere pot avea oțel personalizat de performanță.
Alamă
Brass este un aliaj format din cupru și zinc, care permite mașina de precizie a tăierii fără coroziune. Datorită culorii sale de aur atrăgătoare, este cel mai preferat pentru fabricarea de piese ornamentale și piese care sunt predispuse la umiditate.
Titan
Fără nicio îndoială, titanul este metalul pentru care trebuie să fie din cauza puterii pe care cineva o primește împotriva greutății și a coroziunii aproape zero. Astfel, pare logic, de asemenea, că, datorită integrării osoase, împreună cu rezistența la coroziune, titanul este aproape în întregime utilizat la fabricarea implanturilor și instrumentelor.
Cupru
Fiind un material de bază de cupru, nu este surprinzător faptul că cuprul are o conductivitate termică și electrică remarcabilă, făcând astfel elemente de cupru necesare pentru gestionarea electrică și termică. Datorită adecvării sale pentru a fi tăiată în forme complexe împreună cu toleranțe destul de strânse, este excelent pentru utilizare în chiuvete de căldură și conectori electrici.
Ce este prelucrarea CNC din plastic?
Când vorbim despre prelucrarea CNC din plastic, ne referim la utilizarea de mașini care sunt operate de computere și sunt concepute special pentru a tăia și a sculpta diferite tipuri de materiale plastice. Unele dintre cele mai frecvente materiale plastice care sunt utilizate în procesul de prelucrare a CNC din plastic includ ABS (acrilonitril butadiene stiren), nylon, policarbonat și materiale plastice acrilice. Aceste tipuri de materiale au caracteristici distincte care duc la utilizarea lor în diferite aplicații.
Prelucrare CNC din plastic: beneficii și limitări
Avantaje de costuri și producție
Piesele prelucrate din plastic oferă o valoare economică semnificativă prin:
Costuri mai mici de materiale în comparație cu alternativele metalice
Timpul de producție redus din cauza mașinarii mai ușoare
Scăderea cheltuielilor de transport de la o greutate mai ușoară
Scalare rentabilă pentru producția cu volum mare
Punctele forte ale aplicației
Proprietățile materialului excelează în special în:
Performanțe superioare de izolare electrică
Caracteristici ideale pentru carcasele electronice
Opțiuni versatile pentru carcasele de protecție
Compatibil cu componentele electronice de precizie
Constrângeri de performanță
Considerațiile cheie atunci când alegeți prelucrarea din plastic includ:
Rezistență limitată în comparație cu componentele metalice
Rezistența la căldură redusă în medii extreme
Potențial deformare cu expunerea la umiditate
Utilizare restrânsă în aplicații cu stres ridicat
Materiale plastice de inginerie comună pentru prelucrarea CNC
Procesele implicate în prelucrarea din plastic CNC folosesc materiale diverse, în principal pentru că sunt economice, simple în proiectare și îndeplinesc anumite funcții:
ABS (acrilonitril butadiene stiren)
Cunoscut și sub denumirea de acrilonitril butadienă stiren, activul său major este rezistența la ruperea și rezistența materialului. Tăierea fină și un finisaj neted sunt posibile datorită prelucrării de precizie a Plastic ABS , ceea ce face ca aplicarea lor să fie în producție, cum ar fi bunurile auto și de consum care necesită absorbția de șoc posibilă.
Nailon
Când vine vorba de piese în mișcare sau aplicații care implică frecare, nylon este imbatabil datorită uzurii și proprietăților sale auto-lubrifiante. Datorită rezistenței sale chimice și a capacității sale de a rezista la stresul repetat, este, de asemenea, cel mai bun material pentru angrenaje, rulmenți și alte componente mecanice.
Vezi mai multe detalii despre diferența dintre poliamidă și nylon.
Policarbonat
Policarbonatul este un termoplastic de inginerie de înaltă performanță, care, pe lângă transparența ridicată, are o rezistență la impact extrem. Un astfel de accent pe claritate și capacitatea lor de a menține dimensiunile le face potrivite pentru utilizare în lentile, ferestre și alte incinte de protecție din industrii.
Acrilic (PMMA)
Acrilic vine cu claritate cristalină și stabilitate UV, acesta din urmă împiedicând îngălbenirea pe termen lung. Capacitatea PMMA de a fi prelucrată cu ușurință o face utilizată pe scară largă în carcase pentru elemente de afișare, conducte ușoare și lentilă optică unde se caută claritatea viziunii.
Peek (polieter eter cetonă)
Este un plastic de înaltă tehnologie caracterizat prin rezistență ridicată, stabilitatea căldurii și rezistența chimică. Capacitatea sa de a păstra astfel de caracteristici la niveluri ridicate de temperatură face, de asemenea, destul de esențial pentru utilizările critice în aplicațiile aerospațiale, auto și medicale.
Mai multe detalii despre Peek Plastic.
Comparație avansată: Metal vs Plastic CNC prelucrare
Dinamica proceselor de fabricație
Prelucrarea metalică CNC implică implementarea de mașini și corpuri de ax rigide și puternice pentru procesele de tăiere. Astfel de operații implică de obicei infiltrarea continuă a lichidelor de răcire și mai multe etape de tăiere pentru a realiza figurile finale. Cheltuielile cu scule sunt unul dintre cei mai mari factori în productivitate, deoarece instrumentele din carbură suportă doar în șlefuire de putere timp de 2 până la 4 ore la • 14 tăiere.
CNC Plastic Manufacturing satisface cu aspectul echipamentelor convenționale și, frecvent, nu folosește nici măcar lichid de răcire. În general, operațiunile mai mici de un permis de tăiere sunt omniprezente, iar unele biți PCD tind să ofere până la 8-12 ore de tăiere zilnic. Cu toate acestea, răcirea devine critică, din cauza faptului că termoplastica nu este foarte conductoare și, prin urmare, nu disipuează căldura în mod eficient.
Caracteristici de performanță
Piesele metalice permit tratamentul cu suprafețe lustruite extreme pentru valorile de rugozitate a suprafeței la RA 0,2µm clasificat ca viraj neacoperit. Acestea posedă geometrii interne stabile de la -40 la 800 de grade Celsius și sunt capabile să reziste la o rezistență de implicare a firului de 85% din cauza proiectelor lor filetate. Majoritatea metalelor, inclusiv oțelurile, pot fi fabricate cu o grosime de perete de aproximativ 0,3 mm.
Piesele din plastic pot, în cele mai multe cazuri, să ofere un finisaj de RA 0,4 µm și să își păstreze forma și dimensiunea pe intervalul de la 20ºC la 150ºC pentru materialele plastice inginerești. Rezistența firelor de plastic atinge de obicei 40% din rezistența omologilor lor metalici, iar grosimea peretelui nu este mai mică de 1,0 mm pentru a evita deformarea piesei. Cu toate acestea, ele funcționează destul de bine în aplicațiile care necesită impermeabilitatea umidității și izolarea electrică.
Analiza impactului economic
Costurile materialelor pentru metale sunt în medie de 3-5 ori mai mari decât materialele plastice de inginerie, în timp ce timpul de prelucrare funcționează de 2-3 ori mai mult. Cu toate acestea, componentele metalice oferă avantaje semnificative în intervale de viață și întreținere a serviciilor. Componentele din plastic asigură reducerea greutății de 60-70% în comparație cu echivalenții de metal, cu un impact substanțial asupra costurilor de transport și manipulare în producția de volum mare.
Factori de luat în considerare atunci când alegeți între metal și plastic pentru prelucrarea CNC
Deoarece planurile pentru orice lucrare de prelucrare a CNC, metalul sau plasticul pot fi selectate ca materiale adecvate; Cu toate acestea, există mai multe considerente.
Cerințe de rezistență și durabilitate : În general, dacă puterea și durabilitatea sunt foarte necesare din piese, acestea ar fi făcute din metal. Acest lucru se datorează faptului că piesele metalice, spre deosebire de cele din plastic, ar suporta sarcini mai mari, ar suferi impacturi și chiar ar fi uzat.
Rezistența la căldură : În cazurile în care componenta trebuie utilizată la temperaturi ridicate, de multe ori este metalele care sunt mai potrivite datorită rezistenței lor la căldură, spre deosebire de materialele plastice. Acest lucru se datorează faptului că, cu căldură excesivă, componentele din plastic pot schimba forma sau chiar se topește.
Conductivitate electrică sau izolație : când vine vorba de sarcini în care electricitatea trebuie să treacă prin material, așa cum se vede în câmpul electronic, atunci materialele metalice sunt utilizate în mare parte. Dimpotrivă, atunci când doresc să mențină izolația, folosesc materiale din plastic.
Buget : Aceasta se referă la materialul disponibil pentru utilizare și procesul de prelucrare. Datorită naturii proceselor de producție, prelucrarea metalică CNC are un cost ridicat în comparație cu plasticul, în special pentru producția în masă.
Greutate : în circumstanțe, greutatea are o importanță deosebită, de exemplu, industria aerospațială și auto, este mai ușor să faci piese din plastic, deoarece au un mare avantaj de a fi foarte ușoare în greutate. Cu toate acestea, deși piesele metalice sunt mai puternice, acestea vor contribui la o greutate excesivă la produsul total.
Aplicații de prelucrare metalică CNC
Prelucrarea metalică CNC este un proces aplicat în multe industrii. Dintre aceste industrii, următoarele sunt unele în care componentele prelucrate din metal CNC sunt părțile comune:
Aerospațial : Tehnicile de prelucrare a introducerii de metale au o importanță deosebită în fabricarea diferitelor componente ale motorului, structuri de cadre aeriene și angrenaje de aterizare cu roți. Aluminiul, titanul și chiar oțelul inoxidabil sunt utilizate în mod obișnuit, deoarece sunt puternice, rezistente la uzură și pot rezista la temperaturi ridicate.
Automotivă : prelucrarea metalică CNC este crucială în fabricarea pieselor auto în producția de piese de motor, sisteme de transmisie și suspensie, printre altele. Aceste zone sunt proiectate folosind metale care dau puterea și fiabilitatea necesară în aplicații atât de mari.
Echipamente medicale : prelucrarea metalică CNC permite topirea rapidă și curată și fabricarea medicală detaliată la scară mică pe dispozitivele, precum și ajutoarele utilizate în aparatele de imagistică a operațiunilor. Oțelul inoxidabil și titanul sunt două metale care au fost benefice în materiale rezistente la coroziune și implantabile.
Câteva cazuri particulare de componente prelucrate metalice CNC sunt:
Paranteze și suporturi pentru motoarele aeronavelor.
Blocuri de motor și capete de cilindru prelucrate pentru automobile.
Foarfece și forceps utilizate în procedurile chirurgicale
Implanturi și poduri utilizate pentru stomatologie
Aplicații de prelucrare a CNC din plastic
Chiar și în lumea industrială, prelucrarea CNC din plastic își are locul. Unele dintre sectoarele în care sunt adoptate pe scară largă piese prelucrate din plastic CNC sunt:
Electronica de consum : Segmentul electronic de consum este una dintre industriile majore care utilizează prelucrarea CNC din plastic pentru a face produse precum suprafețele exterioare, componentele interne, carcasele și huse de protecție. Termoplastica, cum ar fi ABS și policarbonatul sunt preferate în special, deoarece sunt ușoare, dar puternice și au proprietăți dielectrice bune.
Ambalaj : Cealaltă utilizare extremă a prelucrării CNC din plastic se află în sectorul ambalajelor, unde industriile fabrică sticle de plastic, containere și chiar capace în conformitate cu specificațiile lor. Deci, materialele polimerice, cum ar fi polietilena și polipropilena, sunt preferate, deoarece pot rezista la atacuri chimice și pot fi modelate cu ușurință.
Prototiping : prelucrarea din plastic CNC este una dintre cele mai utilizate tehnologii pentru crearea de prototipuri ale diferitelor modele și pentru producția de volum redus. Datorită prețului relativ ieftin și vitezei de producție, prelucrarea din plastic este perfectă pentru a crea machete de lucru și piese de testare.
Unele cazuri de piese prelucrate din plastic CNC includ:
Carcase și periferice de telefon mobil
Scoici pentru dispozitive de control televizat
Containere utilizate pentru machiaj și droguri
Piese de rezervă care sunt realizate în scopuri de încercare
Soluții de prelucrare CNC expertă pentru proiectul dvs.
Indiferent dacă proiectul dvs. necesită rezistența oferită de metal sau accesibilitatea garantată de materiale plastice, Team MFG oferă servicii de fabricație de precizie care îndeplinesc aceste cerințe în ambele materiale. Cu mai mult de zece ani de experiență, participând la mai mult de o mie de introduceri de succes ale produselor, oferim servicii ODM și OEM cu acoperire completă, care includ transformarea rapidă a prototipurilor, prelucrării CNC, modelării prin injecție și serviciilor de turnare a matriței.
Echipa MFG așteaptă întotdeauna cu nerăbdare să abordeze alegerile adecvate de materiale pentru procesele dvs. de fabricație. Pentru selecția materială a proiectului, proiectărilor și tehnicilor de producție, este oferită asistența departamentului de inginerie. Pentru orice etape între prototipuri unice până la producția de producție cu volum redus, îmbrățișăm provocarea de a produce piese de precizie de calitate la specificațiile dvs.
Întrebări frecvente despre prelucrarea CNC mentală și plastică
Î: Care sunt distincțiile dintre prelucrarea metalului și plastic CNC?
Prelucrarea metalică a CNC este costisitoare, dar oferă un plus de rezistență și capacități rezistente la căldură. În timp ce prelucrarea din plastic este prietenoasă și ușoară. Au propriile scopuri în conformitate cu domeniul de muncă prevăzut.
Î: Ce metale sunt ideale pentru piesele prelucrate cu precizie CNC?
Aluminiul are o utilabilitate bună și este ușor. Oțelul este puternic, în timp ce titanul este, de asemenea, puternic, dar are o greutate mică, prin urmare, are un raport ridicat de rezistență la greutate și este rezistent la coroziune.
Î: Cum afectează tipul de material ales diverse costuri suportate în prelucrarea CNC?
Acest lucru înseamnă că materialele din plastic sunt mai ieftine și mai rapide la mașini decât metale și, prin urmare, reduc costurile generale de producție. Pe de altă parte, prelucrarea metalelor suportă mai multe costuri, deoarece procesele durează mai mult timp și trebuie utilizate instrumente scumpe.
Î: Piesele din plastic folosind mașini CNC rezistente la căldură?
Majoritatea materialelor plastice inginerești au limitele lor de temperatură superioară în intervalul 200C. În medii la temperaturi înalte, cel mai bine este să folosiți în schimb materiale de materiale plastice specializate, cum ar fi PEEK sau piese metalice.
Î: În ce sectoare sunt utilizate componentele prelucrate din plastic CNC pe bază comună?
Industrii precum electronice, produse de consum și dispozitive medicale folosesc mai des piese CNC din plastic. Aceste industrii apreciază proprietățile de greutate și izolație ale materialului.
Î: Care dintre materialul potrivit pentru prelucrare este cel mai bun pentru prototipare
Prelucrarea din plastic CNC este cea mai bună abordare pentru crearea de prototipuri ca fiind mai ieftină, iar timpul de transformare este mai scurt. Face mai multe machete de proiectare și teste de proiectare posibile și înainte de a continua cu materialul final.
Î: Cum diferă durabilitatea pieselor CNC din plastic și metal?
Părțile metalice sunt mai durabile și mai rezistente la uzură și sfâșiere în condiții extrem de ridicate de stres. În timp ce piesele PLASITC pot fi necesare constant schimbate în aceeași situație.
Î: Care este toleranța maximă obținută prin prelucrarea CNC a diferitelor materiale?
Prelucrarea CNC metalică este de obicei capabilă să ofere toleranțe de până la ± 0,025 mm, în timp ce componentele plastice sunt capabile să dețină toleranțe de ± 0,050mm din cauza diferenței de stabilitatea materialelor.
