CNC (Điều khiển số máy tính) Gia công cách mạng hóa sản xuất hiện đại thông qua sản xuất phần chính xác. Khi lựa chọn giữa gia công CNC kim loại và nhựa, các nhà sản xuất phải xem xét các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến kết quả dự án của họ. Trong blog này, hãy khám phá thế giới kim loại và nhựa Gia công CNC , so sánh các đặc điểm, ứng dụng và các yếu tố cần xem xét khi đưa ra lựa chọn.
Gia công CNC kim loại là gì?
Các kim loại gia công sử dụng máy điều khiển số máy tính (CNC) được phân loại theo sản xuất trừ trong đó các hình dạng khác nhau đạt được bằng cách cắt bỏ các phần của phôi kim loại. Một số kỹ thuật được thực hiện với sự trợ giúp của một số công cụ máy móc, cụ thể là máy khoan, nhà máy và máy tiện loại bỏ vật liệu theo hướng dẫn được lập trình.
Gia công bằng kim loại CNC: Ưu điểm và cân nhắc
Lợi thế chính
Các bộ phận kim loại gia công vượt trội theo những cách sau:
Các vật liệu mạnh nhất có thể chịu được các hoạt động dữ dội nhất
Khả năng chống lại các điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt
Độ dẫn điện và nhiệt đặc biệt
Các sản phẩm có thể chịu được hao mòn trong một khoảng thời gian dài hơn
Những hạn chế để tính đến
Bản chất của gia công kim loại mang lại những hạn chế nhất định:
Những thứ này đắt hơn so với các đối tác nhựa
Trường hợp các quy trình gia công dài được tham gia để có được kích thước chính xác
Các ứng dụng với các hạn chế về trọng lượng như trong trường hợp hàng không vũ trụ và ô tô
Các vật liệu phổ biến cho các bộ phận CNC kim loại chính xác
Sản xuất kim loại CNC sử dụng các vật liệu khác nhau và tập trung chủ yếu vào sức mạnh, trọng lượng cụ thể và khả năng làm việc với vật liệu. Sau đây là các ví dụ về các kim loại chính xác được sử dụng rộng rãi nhất và các đặc điểm của chúng:
Nhôm
Gia công bằng nhôm đến dung sai chính xác là nhẹ và thúc đẩy điều kiện làm việc tốt dưới khả năng gia công. Khi nói đến các phần yêu cầu cắt và thắt chặt các bộ phận như các bộ phận chính xác ô tô, điều này có thể chịu được khả năng chịu tốc độ cắt cao và hao mòn dụng cụ thấp.
Thép
Thép sở hữu độ bền kéo, độ cứng và khả năng chống mài mòn đáng chú ý, do đó, nó có thể chịu tải trọng và tính năng cực cao. Với sự hỗ trợ của các lớp khác nhau và các phương pháp điều trị nhiệt khác nhau, rất nhiều ứng dụng như bánh răng, vòng bi và dụng cụ cắt có thể có hiệu suất thép phù hợp.
Thau
Đồng thau là một hợp kim được tạo thành từ đồng và kẽm cho phép có khả năng gia công chính xác trong việc cắt mà không ăn mòn. Do màu vàng hấp dẫn của nó, nó được ưa thích nhất để sản xuất các bộ phận trang trí và các bộ phận dễ bị ẩm.
Titan
Không còn nghi ngờ gì nữa, Titanium là kim loại để thực hiện vì sức mạnh mà người ta có được so với trọng lượng và gần như không ăn mòn. Do đó, có vẻ hợp lý là do tích hợp xương cùng với titan kháng ăn mòn gần như hoàn toàn được sử dụng trong việc tạo ra cấy ghép và dụng cụ.
Đồng
Là một vật liệu cơ sở đồng, không có gì đáng ngạc nhiên khi đồng có độ dẫn nhiệt và điện đáng chú ý do đó làm cho các yếu tố đồng cần thiết để quản lý điện và nhiệt. Do sự phù hợp của nó để được cắt thành các hình dạng phức tạp cùng với dung sai khá chặt chẽ, nó là tuyệt vời để sử dụng trong các bộ tản nhiệt và đầu nối điện.
Gia công bằng nhựa CNC là gì?
Khi chúng ta nói về gia công bằng nhựa CNC, chúng tôi có nghĩa là việc sử dụng các máy được vận hành bởi máy tính và được thiết kế đặc biệt để cắt và khắc các loại nhựa khác nhau. Một số vật liệu nhựa phổ biến nhất được sử dụng trong quy trình gia công CNC bằng nhựa bao gồm ABS (acrylonitrile butadiene styrene), nylon, polycarbonate và nhựa acrylic. Những loại vật liệu này có đặc điểm riêng biệt dẫn đến việc sử dụng chúng trong các ứng dụng khác nhau.
Gia công bằng nhựa CNC: Lợi ích và giới hạn
Chi phí và lợi thế sản xuất
Các bộ phận gia công bằng nhựa mang lại giá trị kinh tế đáng kể thông qua:
Chi phí vật liệu thấp hơn so với các lựa chọn thay thế kim loại
Giảm thời gian sản xuất do khả năng gia công dễ dàng hơn
Giảm chi phí vận chuyển từ trọng lượng nhẹ hơn
Tỷ lệ hiệu quả về chi phí để sản xuất khối lượng lớn
Điểm mạnh của ứng dụng
Các thuộc tính vật chất đặc biệt xuất sắc trong:
Hiệu suất cách nhiệt vượt trội
Đặc điểm lý tưởng cho vỏ điện tử
Tùy chọn đa năng cho vỏ bảo vệ
Tương thích với các thành phần điện tử chính xác
Hiệu suất hạn chế
Những cân nhắc chính khi chọn gia công nhựa bao gồm:
Sức mạnh hạn chế so với các thành phần kim loại
Giảm điện trở nhiệt trong môi trường khắc nghiệt
Tiềm năng cong vênh với độ ẩm tiếp xúc
Sử dụng bị hạn chế trong các ứng dụng căng thẳng cao
Nhựa kỹ thuật chung cho gia công CNC
Các quy trình liên quan đến gia công CNC bằng nhựa sử dụng các vật liệu đa dạng chủ yếu vì chúng là kinh tế, đơn giản trong thiết kế và thực hiện các chức năng nhất định:
Abs (acrylonitrile butadiene styrene)
Còn được gọi là acrylonitrile butadien styrene, tài sản chính của nó là khả năng chống vỡ và sức mạnh của vật liệu. Cắt tốt và kết thúc mịn là có thể do gia công chính xác của Nhựa ABS , làm cho ứng dụng của họ trong các sản phẩm như ô tô và hàng tiêu dùng đòi hỏi phải hấp thụ sốc.
Nylon
Khi nói đến các bộ phận hoặc ứng dụng chuyển động liên quan đến ma sát, nylon không thể đánh bại được nhờ tính chất hao mòn và tự bôi trơn. Do khả năng kháng hóa chất và khả năng chịu được căng thẳng lặp đi lặp lại, nó cũng là vật liệu tốt nhất cho bánh răng, vòng bi và các thành phần cơ học khác.
Xem thêm chi tiết về Sự khác biệt giữa polyamide và nylon.
Polycarbonate
Polycarbonate là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật hiệu suất cao, ngoài độ trong suốt cao, còn sở hữu một sức mạnh tác động cực độ. Sự nhấn mạnh như vậy vào sự rõ ràng và khả năng duy trì kích thước của chúng làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong ống kính, cửa sổ và các thùng bảo vệ khác trong các ngành công nghiệp.
Acrylic (PMMA)
Acrylic đi kèm với độ rõ tinh thể và sự ổn định của tia cực tím, sau này ngăn ngừa màu vàng trong thời gian dài. Khả năng của PMMA được gia công dễ dàng làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong nhà ở cho các yếu tố hiển thị, ống ánh sáng và ống kính quang học trong đó sự rõ ràng của tầm nhìn được tìm kiếm.
Peek (polyether ether ketone)
Nó là một loại nhựa công nghệ cao được đặc trưng bởi cường độ độ cao, độ ổn định nhiệt và kháng hóa chất. Khả năng giữ lại các đặc điểm như vậy ở mức nhiệt độ cao cũng làm cho nó khá cần thiết cho các ứng dụng quan trọng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, ô tô và y tế.
Thêm chi tiết về Nhựa nhìn ra.
So sánh nâng cao: Gia công bằng kim loại vs nhựa CNC
Động lực của các quy trình sản xuất
Gia công CNC kim loại ngụ ý thực hiện các máy trục chính và đồ đạc mạnh mẽ và mạnh mẽ để cắt các quy trình. Các hoạt động như vậy thường liên quan đến sự xâm nhập liên tục của chất lỏng làm mát và một số bước cắt để thực hiện các số liệu cuối cùng. Chi phí dụng cụ là một trong những yếu tố cao nhất về năng suất, vì các công cụ cacbua chỉ chịu đựng trong việc chà nhám trong 2 đến 4 giờ trên • 14 lần cắt giảm.
Sản xuất nhựa CNC thỏa mãn với bố cục thiết bị thông thường và, thường xuyên, thậm chí không sử dụng chất làm mát. Nói chung, các hoạt động ít hơn một lần cắt có thể lan tỏa và một số bit PCD có xu hướng cung cấp tới 8-12 giờ để cắt ra hàng ngày. Tuy nhiên, làm mát trở nên quan trọng, do thực tế là nhựa nhiệt dẻo không dẫn điện lắm và do đó không làm tan nhiệt hiệu quả.
Đặc điểm hiệu suất
Các bộ phận kim loại cho phép xử lý với các bề mặt được đánh bóng cực độ cho các giá trị độ nhám bề mặt đến RA 0,2 Pha được phân loại là biến không tráng. Họ sở hữu hình học bên trong ổn định từ -40 đến 800 độ C trong đó và có khả năng chịu được sức mạnh tham gia của chủ đề 85% do các thiết kế ren của chúng. Hầu hết các kim loại, bao gồm cả thép, có thể được sản xuất với độ dày tường khoảng 0,3mm.
Các bộ phận nhựa có thể, trong hầu hết các trường hợp, cung cấp một kết thúc là RA 0,4, và giữ lại hình dạng và kích thước của chúng trên phạm vi từ 20 CC đến 150 CC cho nhựa kỹ thuật. Sức mạnh của các sợi nhựa thường đạt 40% cường độ của các đối tác kim loại của chúng và độ dày thành không nhỏ hơn 1,0 mm để tránh biến dạng của bộ phận. Tuy nhiên, chúng hoạt động khá tốt trong các ứng dụng đòi hỏi độ ẩm và cách ly điện.
Phân tích tác động kinh tế
Chi phí vật liệu cho kim loại trung bình cao hơn 3-5 lần so với nhựa kỹ thuật, trong khi thời gian gia công dài hơn 2-3 lần. Tuy nhiên, các thành phần kim loại cung cấp những lợi thế đáng kể trong thời gian sống và thời gian bảo trì. Các thành phần nhựa cung cấp giảm 60-70% trọng lượng so với các chất tương đương kim loại, ảnh hưởng đáng kể đến chi phí vận chuyển và xử lý trong sản xuất khối lượng lớn.
Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn giữa kim loại và nhựa cho gia công CNC
Là một kế hoạch cho bất kỳ công việc gia công CNC, kim loại hoặc nhựa có thể được chọn làm vật liệu phù hợp; Tuy nhiên, có một số cân nhắc.
Yêu cầu về sức mạnh và độ bền : Nói chung, nếu sức mạnh và độ bền được yêu cầu nhiều từ các bộ phận, chúng sẽ được làm từ kim loại. Điều này là do thực tế là các bộ phận kim loại trái ngược với các bộ phận nhựa sẽ chịu tải trọng cao hơn, bị ảnh hưởng và thậm chí bị hao mòn.
Điện trở nhiệt : Trong các trường hợp, nơi thành phần sẽ được sử dụng ở nhiệt độ cao, nó thường là các kim loại phù hợp hơn với khả năng kháng nhiệt của chúng trái ngược với nhựa. Đó là bởi vì, với nhiệt quá mức, các thành phần nhựa có thể thay đổi hình dạng hoặc thậm chí tan chảy.
Độ dẫn điện hoặc cách điện : Khi nói đến các nhiệm vụ mà điện phải đi qua vật liệu, như đã thấy trong trường điện tử, thì vật liệu kim loại chủ yếu được sử dụng. Ngược lại, khi họ muốn duy trì cách nhiệt, họ sử dụng vật liệu nhựa.
Ngân sách : Điều này liên quan đến vật liệu có sẵn để sử dụng và quá trình gia công là tốt. Do tính chất của các quy trình sản xuất, gia công CNC kim loại có chi phí cao so với nhựa đặc biệt là sản xuất hàng loạt.
Trọng lượng : Trong trường hợp trọng lượng có tầm quan trọng lớn, ví dụ, các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô, việc tạo ra các bộ phận bằng nhựa sẽ dễ dàng hơn vì chúng có lợi thế lớn là trọng lượng rất nhẹ. Tuy nhiên, mặc dù các bộ phận kim loại mạnh hơn, chúng sẽ đóng góp trọng lượng quá mức trên tổng sản phẩm.
Các ứng dụng gia công CNC kim loại
Gia công CNC kim loại là một quá trình được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Trong số các ngành công nghiệp này, sau đây là một số nơi các thành phần gia công CNC kim loại là các phần phổ biến:
Hàng không vũ trụ : Các kỹ thuật gia công chèn kim loại có ý nghĩa lớn trong việc sản xuất các thành phần động cơ khác nhau, cấu trúc khung máy bay và bánh răng hạ cánh có bánh xe. Nhôm, titan và thậm chí cả thép không gỉ thường được sử dụng vì chúng mạnh, chống mài mòn và có thể chịu được nhiệt độ cao.
Ô tô : Gia công CNC kim loại là rất quan trọng trong việc sản xuất các bộ phận ô tô trong việc sản xuất các bộ phận động cơ, hệ thống truyền và hệ thống treo trong số những người khác. Các khu vực này được thiết kế bằng cách sử dụng kim loại cung cấp sức mạnh và độ tin cậy cần thiết trong các ứng dụng bị căng thẳng cao như vậy.
Thiết bị y tế : Gia công bằng kim loại CNC cho phép sự tan chảy và chế tạo nhanh chóng và sạch sẽ của các thiết bị chi tiết quy mô nhỏ trên các thiết bị cũng như AIDS được sử dụng trong các thiết bị hình ảnh hoạt động. Thép không gỉ và titan là hai kim loại có lợi trong việc sử dụng vật liệu chống ăn mòn và cấy ghép.
Một vài trường hợp cụ thể của các thành phần gia công CNC kim loại là:
Giá đỡ và gắn kết cho động cơ máy bay.
Khối động cơ và đầu xi lanh gia công cho ô tô.
Kéo và kẹp được sử dụng trong các thủ tục phẫu thuật
Cấy ghép và cầu được sử dụng cho nha khoa
Các ứng dụng gia công bằng nhựa CNC
Ngay cả trong thế giới công nghiệp, gia công CNC bằng nhựa có vị trí của nó. Một số lĩnh vực mà các bộ phận gia công bằng nhựa CNC được áp dụng rộng rãi:
Điện tử tiêu dùng : Phân khúc điện tử tiêu dùng là một trong những ngành công nghiệp chính sử dụng gia công CNC bằng nhựa để sản xuất các sản phẩm như bề mặt bên ngoài, các thành phần bên trong, vỏ và vỏ bảo vệ. Nhiệt nhựa như ABS và polycarbonate đặc biệt được ưa thích vì chúng nhẹ nhưng mạnh mẽ và có tính chất điện môi tốt.
Bao bì : Việc sử dụng cực đoan khác của gia công CNC bằng nhựa nằm trong lĩnh vực bao bì nơi các ngành công nghiệp chế tạo chai nhựa, thùng chứa và thậm chí cả mũ theo thông số kỹ thuật của chúng. Vì vậy, các vật liệu polymer như polyetylen và polypropylen được ưa thích như chúng có thể chịu được các cuộc tấn công hóa học và có thể được đúc dễ dàng.
Tạo mẫu : Gia công bằng nhựa CNC là một trong những công nghệ được sử dụng nhiều nhất để tạo ra các nguyên mẫu của các thiết kế khác nhau và để sản xuất khối lượng thấp. Nhờ giá tương đối rẻ và tốc độ sản xuất, gia công bằng nhựa là hoàn hảo để tạo ra các mô hình làm việc và các bộ phận thử nghiệm.
Một số trường hợp các bộ phận gia công bằng nhựa CNC bao gồm:
Vỏ điện thoại di động và thiết bị ngoại vi
Vỏ đạn cho các thiết bị điều khiển truyền hình
Các thùng chứa được sử dụng để trang điểm và thuốc
Các mảnh dự phòng được làm cho mục đích thử nghiệm
Chuyên gia giải pháp gia công CNC cho dự án của bạn
Bất kể dự án của bạn có yêu cầu sự chắc chắn được cung cấp bởi kim loại hay khả năng chi trả được đảm bảo bởi nhựa hay không, nhóm MFG cung cấp các dịch vụ sản xuất chính xác đáp ứng các yêu cầu như vậy trong cả hai vật liệu. Với hơn mười năm kinh nghiệm, đã tham gia hơn một ngàn giới thiệu sản phẩm thành công, chúng tôi cung cấp các dịch vụ ODM và OEM toàn diện bao gồm quay vòng nhanh trên các nguyên mẫu, gia công CNC, đúc phun và dịch vụ đúc.
Nhóm MFG luôn mong muốn giải quyết các lựa chọn vật liệu phù hợp cho các quy trình sản xuất của bạn. Để lựa chọn vật liệu của dự án, thiết kế và kỹ thuật sản xuất của bạn, sự hỗ trợ của bộ phận kỹ thuật được cung cấp. Đối với bất kỳ giai đoạn giữa các giai đoạn từ các nguyên mẫu đơn đến các hoạt động sản xuất khối lượng thấp, chúng tôi chấp nhận thách thức sản xuất các bộ phận chính xác chất lượng cho các thông số kỹ thuật của bạn.
Câu hỏi thường gặp về gia công CNC tinh thần và nhựa
Q: Sự khác biệt giữa gia công CNC kim loại và nhựa là gì?
Gia công CNC kim loại rất tốn kém, nhưng nó cung cấp thêm khả năng chịu sức mạnh và nhiệt. Trong khi gia công nhựa là chi phí thân thiện và nhẹ. Họ có mục đích riêng của họ phù hợp với phạm vi công việc dự định.
Q: Kim loại nào là lý tưởng cho các bộ phận gia công chính xác của CNC?
Nhôm có khả năng gia công tốt và nhẹ. Thép mạnh trong khi titan cũng mạnh nhưng có trọng lượng thấp, do đó nó có tỷ lệ sức mạnh cao so với trọng lượng và có khả năng chống ăn mòn.
Q: Làm thế nào để loại vật liệu được chọn ảnh hưởng đến các chi phí khác nhau trong gia công CNC?
Điều này có nghĩa là vật liệu nhựa rẻ hơn và nhanh hơn so với kim loại và do đó làm giảm chi phí sản xuất chung. Mặt khác, gia công kim loại phải chịu nhiều chi phí hơn vì các quy trình mất nhiều thời gian hơn và các công cụ đắt tiền phải được sử dụng.
Q: Các bộ phận làm bằng nhựa sử dụng máy CNC có chống lại nhiệt không?
Hầu hết các loại nhựa kỹ thuật có giới hạn nhiệt độ trên trong khoảng 200C. Trong môi trường nhiệt độ cao, tốt nhất là sử dụng nhựa chuyên dụng như PEEK hoặc các bộ phận kim loại thay thế.
Q: Trong các lĩnh vực nào là các thành phần gia công CNC bằng nhựa được sử dụng trên cơ sở chung?
Các ngành công nghiệp như điện tử, sản phẩm tiêu dùng và thiết bị y tế sử dụng các bộ phận CNC nhựa thường xuyên hơn. Những ngành công nghiệp này đánh giá cao các đặc tính trọng lượng và cách nhiệt của vật liệu.
Q: Chất liệu nào phù hợp cho gia công là tốt nhất để tạo mẫu
Gia công bằng nhựa CNC là cách tiếp cận tốt nhất để tạo ra các nguyên mẫu vì rẻ hơn và thời gian quay vòng ngắn hơn. Nó làm cho nhiều mô hình thiết kế và thử nghiệm thiết kế có thể và trước khi tiến hành tài liệu cuối cùng.
Q: Độ bền của bộ phận CNC bằng nhựa và kim loại khác nhau như thế nào?
Các bộ phận kim loại có độ bền cao hơn và có khả năng chịu hao mòn hơn trong điều kiện cực kỳ căng thẳng. Trong khi các bộ phận plasitc có thể cần phải được thay đổi liên tục trong cùng một tình huống.
Q: dung sai tối đa có thể đạt được bằng cách gia công CNC của các vật liệu khác nhau là gì?
Gia công CNC kim loại thường có khả năng cung cấp dung sai lên tới ± 0,025mm trong khi các thành phần nhựa có thể giữ dung sai ± 0,050mm vì sự khác biệt về độ ổn định của vật liệu.
