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La tecnología de fresado CNC es uno de los procesos de fabricación más importantes para piezas de precisión. Independientemente de si se trata de piezas avanzadas en el sector aeroespacial o piezas de precisión en equipos médicos, la molienda de CNC puede proporcionar soluciones de procesamiento de alta eficiencia y alta precisión .
Este artículo proporcionará una introducción completa a los tipos de materiales comúnmente utilizados para la fresación CNC y las consideraciones especiales de material para la fresado CNC de 5 eje en un esfuerzo por ayudarlo a hacer la mejor selección de materiales basada en los requisitos del proyecto. Ya sea que sea un comprador que busque un servicio de fresado CNC o un fabricante interesado en el costo de las máquinas de fresado CNC, esta guía lo ayudará con datos de referencia útiles.
¿Cuáles son los materiales de metal más utilizados en la fresado CNC?
Los materiales metálicos son siempre de la máxima prioridad para CNC Machining de fresado . Aunque los materiales plásticos han sustituido metales en parte en parte ahora, a la mayoría de los fabricantes de equipos todavía les gusta procesar el uso de materiales metálicos porque poseen una aparente resistencia, durabilidad y beneficios de precisión.
1. aleación de aluminio
La aleación de aluminio es un material comúnmente utilizado para la fresado CNC porque es ligero, moderadamente duro y fácil de procesar. 6061 y 7075 son las formas populares. 6061 se puede usar para piezas estructurales generales, y 7075 tiene mayor resistencia y Adecuado para piezas aeroespaciales . La aleación de aluminio tiene baja resistencia de corte y bajo desgaste de herramientas en la fresado CNC, que es adecuado para el mecanizado de alta velocidad.
2. acero inoxidable
El acero inoxidable tiene alta resistencia a la corrosión y se puede usar en equipos médicos, equipos de procesamiento de productos químicos y de alimentos. 303, 304 y 316L son comunes, 303 es fácil de mecanizar y adecuado para piezas complejas, 304 es de propósito general y 316L tiene una resistencia de corrosión más alta, pero es un poco más difícil de procesar. Cuando CNC fresado mecanizado por acero inoxidable, preste atención a las estrategias de selección de herramientas y enfriamiento para evitar endurecer el trabajo.
3. acero de carbono
El acero al carbono es de bajo costo y alta resistencia y ve Widespread Uso en piezas mecánicas y fabricación de herramientas . Los ejemplos clásicos son 1018 (acero bajo en carbono) y 1045 (acero de carbono medio). 1018 es fácil de procesar pero de baja resistencia, mientras que 1045 se pueden tratar térmicamente para aumentar la dureza. Al fresar el acero al carbono con CNC, los parámetros de corte deben controlarse para evitar sobrecalentamiento y deformación.
4. aleaciones de titanio
Las aleaciones de titanio tienen una gran resistencia y peso ligero, y se utilizan principalmente en implantación aeroespacial y médica. La aleación de titanio usada más popular es TC4 (TI-6Al-4V). Es difícil cortar las aleaciones de titanio porque conducen mal el calor y están ansiosos por adherirse al cuchillo, lo que requiere herramientas especiales, así como velocidades de corte más bajas.
5.Brass
Brass es fácilmente maquinable y aplicado a piezas de precisión y piezas electrónicas . Tiene un alto acabado superficial y rebabas insignificantes cuando la fresado CNC. El latón tiene compatibilidad universal en válvulas, engranajes y componentes para la decoración. Hay un desgaste mínimo en las herramientas durante el procesamiento y se adapta a la producción en masa.
6.Tool Steels
Los aceros de la herramienta(D2 y H13, por ejemplo) son extremadamente duros y tienen una alta resistencia al desgaste y se utilizan principalmente en moldes y herramientas de corte. Los aceros de la herramienta de fresado CNC generalmente requieren herramientas de carburo y están en rudo antes del tratamiento térmico para reducir la deformación.
¿Qué materiales de plástico son adecuados para el mecanizado de fresado CNC?
1.Abs Plastic
ABS es uno de los plásticos de ingeniería más utilizados para la fresación CNC. El ABS no es propenso a agrietarse y posee una dureza satisfactoria cuando se procesa. Los abdominales se pueden emplear para fabricar carcasas, prototipos y piezas de prueba que son de naturaleza funcional. Regular la temperatura del corte mientras se procesa para que el material no se derrita.
2.polycarbonate (PC)
El policarbonato es duro y transparente con una alta resistencia al impacto. Por lo general, se usa para hacer cubiertas protectoras, ventanas y piezas ópticas. Al mecanizar la PC que usa CNC, debe usar herramientas afiladas y observar la velocidad de corte adecuada para evitar la atomización de la superficie.
3.nylon (PA)
nylon posee muy buena resistencia al desgaste y propiedades lubricantes inherentes altas. Nylon puede ser aplicado a la fabricación de engranajes , rodamientos y piezas corredizas. Es fácil crear rebabas mientras trabaja con Nylon, y debe elegir el ángulo de herramienta apropiado y los parámetros de corte.
4.pom
POM es muy estable dimensionalmente y coeficiente de baja fricción. Se puede usar como un buen material para hacer engranajes y rodamientos de precisión. La POM de fresado CNC dará como resultado una alta precisión dimensional, pero será cauteloso para controlar la velocidad de alimentación.
5.ptfe (teflon)
PTFE es resistente a la corrosión química y tiene resistencia a alta temperatura. PTFE se aplica ampliamente para hacer sellos y bujes. PTFE es difícil de procesar porque el material es demasiado suave y deformante, por lo que se requieren tecnología de procesamiento especial y accesorios.
.6.peek
Peek es un plástico de ingeniería de alto rendimiento con alta resistencia a la temperatura y buena resistencia mecánica. Peek se usa en aeroespacial , industrias médicas, etc. El mecanizado CNC de PEEK requiere el uso de herramientas de carbidas y el control ajustado de la temperatura de procesamiento.
7.Acrylic
El acrílico tiene una buena transmitancia de luz y un alto acabado superficial. Encuentra un uso extenso en bastidores de exhibición y componentes decorativos. Use herramientas de un solo filo en el procesamiento y use métodos de enfriamiento adecuados.
Precauciones de seguridad en el procesamiento:
- Selección de herramientas: las herramientas de carburo se pueden utilizar para procesar la mayoría de los plásticos, y las herramientas recubiertas de diamantes deben usarse para procesar plásticos difíciles de mecanizar como Peek.
- Técnica de enfriamiento: el enfriamiento por aire o la lubricación baja es la más adecuada para el nylon o el vistazo para evitar el sobrecalentamiento y la deformación de los materiales.
- Regulación de la fuerza de sujeción: los plásticos blandos (por ejemplo, PE) necesitarán reducir la presión de la abrazadera para evitar la sangría en la superficie de la pieza de trabajo.
¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable 303, 304 y 316L en la fresado CNC?
1. Composición y características materiales
303 acero inoxidable:
La composición química de 303 acero inoxidable contiene 18% de cromo, 8% de níquel y 0.15% de azufre. La incorporación del elemento de azufre hace que el material sea más maquinable a expensas de la resistencia a la corrosión. Para el mecanizado de fresado CNC, 303 Se puede mecanizar el acero inoxidable para roscarse o piezas con intrincada geometría , y el 20% menos de uso de herramientas se produce en comparación con 304.
304 acero inoxidable:
304 acero inoxidable tiene 18% de cromo, 8% de níquel y sin azufre. El material funcionará se endurecerá durante el procesamiento, y la velocidad de corte debe reducirse. 304 es 30% más resistente a la corrosión que 303 y es más adecuado para equipos de procesamiento de alimentos o componentes exteriores.
.316L acero inoxidable:
316L El acero inoxidable contiene 2% de molibdeno y bajo carbono (0.03% de carbono), y su resistencia a la corrosión contra el cloruro es un 50% más fuerte que 304. En el mecanizado de molienda CNC, la fuerza de corte de 316L es 15% más fuerte que 304, y necesita máquinas herramientas de alto poder y herramientas especiales de corte.
.2. Dificultad de rendimiento y procesamiento
| parámetros | 303 acero inoxidable | 304 acero inoxidable | 304 acero inoxidable |
| resistencia a la tracción (MPA) | 620-750 | 520-680 | 480-620 |
| dureza (hb) | 180-220 | 170-200 | 150-190 |
| velocidad de corte (m/min) | 60-90 | 40-60 | 30-50 |
| Reducción de dificultades | fácilmente | Medium | dificultad |
| herramientas de corte recomendadas | metal duro. | Carbides recubiertos. | Herramientas de corte de cerámica o CBN. |
| aplicación típica | sujetador roscado. | carcasa de equipos de alimentos. | componentes marinos o médicos. |
3. Uso de edades
303 El acero inoxidable se puede procesar mediante corte seco o refrigerante estándar. Cortar 304 acero inoxidable debe usar refrigerante. El corte de acero inoxidable 316L necesita fluido de corte de alto rendimiento, y el flujo de refrigerante debe ser bueno.
4. Calidad de la superficie de procesamiento
303 El acero inoxidable posee el mejor acabado superficial después del procesamiento . 304 El acero inoxidable ocupa el segundo lugar, con el requisito de cuidado para garantizar que el endurecimiento del trabajo no afecte la calidad de la superficie. El acero inoxidable 316L tiene una tendencia a las rebabas de superficie después del procesamiento, y se requiere desgaste secundario.
5. Comparación de costos de procesamiento
303 El acero inoxidable tiene el costo de la máquina de fresado CNC más bajo. El costo de procesamiento de 304 acero inoxidable es de 20-30% más que 303. El acero inoxidable 316L tiene el costo de procesamiento más alto, 40-50% más de 304, y la causa principal es la tremenda pérdida de herramientas y la baja eficiencia de procesamiento.
.6. requisitos de procesamiento adscrito
303 El acero inoxidable generalmente no requiere un tratamiento especial después del mecanizado. 304 El acero inoxidable puede requerir un tratamiento de pasivación para mejorar la resistencia a la corrosión. Se recomienda realizar tratamientos de acabado como pulido electrolítico después de mecanizar 316l acero inoxidable .
¿Cómo hacer coincidir las herramientas de fresado CNC con diferentes materiales?
coincidencia de herramienta de material de metal
1. aleación de aluminio
La aleación de aluminio tiene baja dureza y tiende a atenerse a la herramienta. Se recomienda Usar herramientas de carburo recubiertas de diamantes . Como se muestra en el informe Sandvik Coromant 2023, el recubrimiento de diamantes puede reducir la fricción y hacer que la vida de la herramienta sea 3 veces más larga. Elija un cortador de fresado de fondo plano de 3 borde con una velocidad de corte de 800-1500 m/min y una alimentación de 0.1-0.3 mm/diente.
2. acero inoxidable (304/316l)
El acero inoxidable es fácil de endurecer durante el mecanizado y, por lo tanto, se requieren herramientas de alta resistencia. Las herramientas de corte de carburo con recubrimiento de Tialn son resistentes al calor. El enfriamiento de alta presión es la herramienta de preferencia, ya que minimiza el uso de la herramienta en un 30% en el mecanizado 316L.
3. aleación de titanio
La aleación de titanio no es conductora para el calor y posee una alta temperatura de corte. Se recomienda el uso de herramientas PCD (diamante policristalino). Las herramientas PCD tienen la capacidad de aumentar la velocidad de corte a 60-100 m/min y disminuir la velocidad de alimentación a 0.05-0.1 mm/diente para evitar la acumulación de chips.
coincidencia de herramientas para materiales no metálicos
1. Plastics de ingeniería (como Peek, Nylon)
Los plásticos son fáciles de derretir y formar un vínculo con la herramienta, por lo que se emplean herramientas de acero de alta velocidad con bordes afilados. Las fábricas de bola de doble filo son adecuadas para cortar superficies curvas, y la velocidad de corte se establece en 300-600 m/min. Siendo una empresa profesional de servicios de fresado CNC , proporcionaremos un corte de prueba de material para garantizar la compatibilidad de la herramienta.
2. Materiales compuestos de fibra de carbono
La fibra de carbono es un desgaste grave en el equipo, por lo tanto, se deben usar el recubrimiento de diamantes o las herramientas de cerámica. Los resultados de los experimentos de Fraunhofer Institute 2021 muestran que los cortadores de caracol de 2 borde pueden reducir el riesgo de delaminación. La velocidad de corte se controlaría mejor a 200-400 m/min, y la profundidad de corte axial nunca más de 1.5 mm.
Referencia para herramientas de fresado CNC para diferentes materiales
| tipo de material | herramientas de corte recomendadas | ángulo frontal (grados) | velocidad de corte (m/min) | js sugerencia | aleación de aluminio | recubrimiento de diamantes. | 15-20 | 800-1500 | enfriar bajo alta presión. | acero inoxidable 304 | tialn recubrimiento. | 8-12 | 40-80 | Verifique regularmente el desgaste. | aleación de titanio | ultrafine grano. | 6-8 | 60-100 | parámetros de control estrictos. | peek plástico | metal duro. | 25-30 | 300-600 | Temperatura del monitor. | compuesto de fibra de carbono | herramientas de corte PCD. | especial | 200-400 | aspiradora disponible. |
¿Cómo usar materiales especiales para la fresado CNC de 5 ejes?
1. El procesamiento de ángulo multi-ángulo reduce la deformación del material
5 eje Las máquinas de fresado CNC pueden controlar cinco ejes de movimiento simultáneamente para lograr un mecanizado continuo de superficies complejas. Al procesar materiales difíciles de mecanizar como las aleaciones de titanio y las aleaciones de alta temperatura basadas en níquel, la máquina puede ajustar automáticamente el ángulo de la herramienta para evitar la deformación del material causada por el sobrecalentamiento local. Nuestra compañía adopta un taller de temperatura constante y un sistema de enfriamiento especializado para reducir con éxito la tasa de pérdida de material en un 18% en el procesamiento de las cuchillas del motor de la aeronave.
2. La ruta de la herramienta complicada garantiza la precisión del mecanizado
Basado en la naturaleza anisotrópica del material compuesto de fibra de carbono, el 5 eje cnc System tiene la capacidad de generar una ruta de herramienta tridimensional. Mediante el monitoreo en tiempo real de la fluctuación de la fuerza de corte, la velocidad de alimentación y la profundidad de corte se controlan automáticamente. Cuando JS Company procesó implantes ortopédicos para su cliente en dispositivos médicos, aplicó esta tecnología para mantener la rugosidad de la superficie dentro de RA0.2 μm, lo que logró completamente el nivel de grado médico.
3. Base de datos de propiedades materiales facilita la optimización del proceso
Nuestra empresa ha configurado una base de datos de parámetros de procesamiento con más de 200 materiales especiales . Durante el procesamiento de piezas de aleación de aluminio de magnesio por la fresado CNC de 5 ejes, el sistema llamará automáticamente el plan de procesamiento a prueba de llama preestablecido, junto con una aspiradora para la operación de seguridad. La tecnología se ha aplicado en la producción en masa de cajas de baterías para nuevos vehículos de energía, con la eficiencia de procesamiento mejorada en un 25% y una estabilidad dimensional de ± 0.01 mm.
¿Cómo mantener diferentes materiales de fresado CNC?
1. aleación de aluminio
La aleación de aluminio es fácil de oxidar y no muy dura. Después del procesamiento, la superficie debe limpiarse con etanol anhidro. Cuando se coloca en almacenamiento, debe sellarse y evaluarse contra la humedad para evitar contactar sustancias ácidas. Use refrigerante a base de agua cuando se procese para evitar el material que se adhiere al cuchillo.
2. acero inoxidable
Las archivos de hierro deben eliminarse inmediatamente después del procesamiento de acero inoxidable para evitar rascar la superficie. El tratamiento de pasivación puede mejorar la resistencia a la corrosión . Remoje en solución de ácido nítrico durante 20 minutos (concentración 10%-15%).
3. aleación de titanio
La aleación de titanio debe almacenarse lejos de la luz y recubierto con grasa anti-oxidación después del procesamiento . Elija una fórmula neutral de pH para cortar líquido para evitar la fragilidad de hidrógeno.
4.peek
Peek es fácil de deformarse después de absorber la humedad. Debe secarse en un horno de 80 ℃ durante 4 horas antes del procesamiento. Use el enfriamiento del aire durante el procesamiento para evitar la carbonización del material.
5.nylon (PA)
Nylon necesita ser sellado y empaquetado después del procesamiento, y la humedad se controla por debajo del 40%. Use bordes de corte afilados para herramientas de corte para reducir los rebabas.
6.Abs
ABS debe almacenarse a una temperatura que no exceda los 50 ℃ y evitar los rayos ultravioleta directos. Los restos de procesamiento deben limpiarse a tiempo para evitar la contaminación de adsorción electrostática.
7.carbon fiber (CFRP)
Después del procesamiento de la fibra de carbono, se debe eliminar el polvo con una aspiradora, y se debe usar equipos de protección para evitar la irritación de la piel. Revise la herramienta para usar cada 30 minutos para evitar la delaminación de fibra.
¿Por qué algunos materiales tienen precios más altos pero menores costos generales?
Como ingeniero senior en JS, usaré más de 20 años de experiencia laboral para analizar las razones principales para la optimización de costos de materiales de alto precio:
1. Las propiedades materiales afectan directamente la vida del producto
JS tiene más de 50 opciones de material , algunas de las cuales son caras pero son más resistentes al desgaste, resistentes a la corrosión o resistentes a la fatiga. La vida útil de las piezas hechas de dichos materiales a menudo se extiende en un 30%-50%, lo que reduce la tasa de reemplazo. Por lo general, usamos piezas de transmisión utilizando aleaciones de alta resistencia, que pueden tener una vida de hasta 2.3 veces materiales normales.
.2. Hay diferencias en la eficiencia del procesamiento
Para jugar las propiedades del material en su máxima extensión, nuestra empresa generalmente adopta materiales costosos y de alto rendimiento. Según los datos de producción, cuando se utilizan plásticos de ingeniería específicos para el procesamiento por lotes, el tiempo de procesamiento de una sola pieza se puede reducir en un 18%, y la tasa de desechos puede disminuir por debajo del 2%. Esta ventaja de eficiencia es suficiente para compensar la diferencia de costo del material.
3. ahorros de costo ocultos
Nuestra empresa emplea ± 0.005 mm de control de precisión , y la tasa de calificación del producto puede ser de hasta 98% utilizando materiales de alta calidad. Las pruebas comparativas muestran que la tasa de retrabajo de los materiales convencionales bajo el mismo proceso se elevará al 12%, y se agregarán costos adicionales como las pruebas y la reparación.
4. Factores de desarrollo sostenibles
Aunque nuestros productos compuestos ecológicos son más costosos por unidad, cumplen con los ROH y tienen una reciclabilidad del 85%. Estos bienes ayudan a los clientes a ahorrar el costo de eliminación de desechos mientras cumplen los niveles de certificación ambiental del mercado necesario para la exportación.
Comparación de datos pertinentes para JS Company:
| index | grupo de material de alto precio | grupo de material ordinario | vida útil promedio (meses) | 24 | 16 | tiempo de procesamiento por elemento (minutos) | 45 | 55 | tasa de calificación por lotes | 98% | 88% | frecuencia de mantenimiento anual | 2.1 | 3.8 |
Los datos comparativos se basan en 217 estadísticas de proyectos similares JS en 2023. Los datos muestran que, aunque el uso de material de alto costo aumenta la inversión inicial en un 12%-15%, el costo del ciclo de vida puede reducirse en un 18%-22%. Este tipo de efecto de optimización de la estructura de costos es particularmente prominente en el caso de la producción en masa. Nuestro personal proporcionará a los clientes un informe de análisis cuantitativo de selección de materiales basado en condiciones de trabajo específicas .
Resumen
Materiales como metal, plásticos y materiales compuestos se pueden procesar con fresado CNC. Los materiales metálicos más comunes incluyen aleación de aluminio, acero inoxidable y aleación de titanio, que son adecuados para diferentes necesidades industriales. 5 eje cnc Technology Se puede aplicar para procesar piezas complejas con eficiencia, y el equipo de fresado CNC pequeño es adecuado para una producción de piezas pequeñas de precisión.
La tecnología de procesamiento compuesto de giro de fresado CNC puede completar una serie de procesos en una máquina y mejorar la eficiencia de producción. La selección de materiales debe considerar las propiedades mecánicas, la dificultad de procesamiento y los factores de costo. Los métodos correctos de selección y procesamiento de materiales pueden garantizar la calidad del producto y reducir los costos de producción. Con el avance de la tecnología, los tipos de materiales que pueden procesarse mediante fresado CNC se están expandiendo constantemente.
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JS Team
JS es un proveedor líder de la industria de servicios de fabricación personalizados, dedicado a proporcionar a los clientes soluciones de fabricación de una alta precisión y alta eficiencia. Con más de 20 años de experiencia en la industria, hemos proporcionado con éxito el profesional CNC Meckining, Manufacturing de metales,
Tenemos una fábrica moderna certificada con ISO 9001: 2015, equipado con más de 100 centros avanzados de mecanizado de cinco eje para garantizar que cada producto cumpla con los estándares de la más alta calidad. Nuestra red de servicios cubre más de 150 países en todo el mundo, proporcionando una respuesta rápida las 24 horas tanto para la producción de prueba a pequeña escala como para la producción a gran escala, lo que garantiza un progreso eficiente de su proyecto.
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Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es el material general utilizado para el mecanizado CNC?
Los materiales metálicos comunes aplicados al mecanizado CNC incluyen aleación de aluminio, acero inoxidable y aleación de titanio, que son ideales para la fabricación de componentes de alta precisión. Los plásticos de ingeniería como Nylon y Peek se pueden usar generalmente para aislamiento o componentes ligeros. La aleación de cobre o los materiales compuestos de fibra de carbono se pueden seleccionar para fines especiales, teniendo en cuenta la conductividad y la rigidez.
.2. es aleación de aluminio adecuada para mecanizado CNC?
La aleación de aluminio es extremadamente versátil para el mecanizado CNC. El material tiene la dureza de estar intermedio, baja resistencia de corte, menos desgaste en las herramientas durante el mecanizado, y puede lograr una precisión de hasta ± 0.02 mm. Los modelos estándar como 6061 tienen un acabado superficial de RA0.8 μm después del mecanizado.
3. ¿Cómo al molienda de materiales compuestos?
La fresación compuesta requiere un recubrimiento de diamantes o herramientas PCD, la velocidad del husillo se establece en 8,000-15,000 rpm, y la velocidad de alimentación se controla a 0.02-0.1 mm/diente. En el mecanizado, se emplea una aspiradora para eliminar el polvo a tiempo, y el sistema de enfriamiento de aire se usa para evitar el sobrecalentamiento de la resina, lo que puede evitar efectivamente la delaminación y los defectos de las rebabas.
4. ¿Qué plásticos son más fáciles de procesar?
ABS, POM y Nylon son más fáciles de procesar. El ABS es difícil de cortar y difícil de deformarse, por lo que debe usarse para producir prototipos. POM es la suavidad más rígida y de la superficie después del procesamiento puede tener hasta RA0.4 μm. El nylon debe ejercer precaución contra su higroscópica y debe secarse a los 80 ℃ durante 4 horas antes del procesamiento.
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