คุณจะเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการตัดเฉือน CNC ได้อย่างไร?

คู่มือฉบับสมบูรณ์นี้จะเปรียบเทียบวัสดุ 25 ชนิดที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดในการตัดเฉือน CNC และช่วยให้คุณเลือกวัสดุที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ

เครื่องจักร CNC สามารถผลิตชิ้นส่วนจากโลหะหรือพลาสติกเกือบทุกชนิดในกรณีนี้ มีวัสดุให้เลือกมากมายสำหรับชิ้นส่วนที่ผลิตผ่านการกัดและกลึง CNCการเลือกสิ่งที่ถูกต้องสำหรับแอปพลิเคชันของคุณอาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย และการทำความเข้าใจข้อดีและการใช้งานที่ดีที่สุดของวัสดุแต่ละชนิดก็เป็นสิ่งสำคัญ

ในบทความนี้ เราจะเปรียบเทียบวัสดุ CNC ทั่วไปในแง่ของคุณสมบัติเชิงกลและความร้อน ต้นทุน และการใช้งานทั่วไป (และเหมาะสมที่สุด)

คุณจะเลือกวัสดุ CNC ที่เหมาะสมได้อย่างไร?

เมื่อคุณออกแบบชิ้นส่วนที่จะกลึง CNC การเลือกวัสดุที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญต่อไปนี้คือขั้นตอนพื้นฐานที่เราแนะนำให้ทำตามเพื่อเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนที่คุณกำหนดเอง

กำหนดข้อกำหนดของวัสดุ: สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงข้อกำหนดทางกล ความร้อน หรือวัสดุอื่นๆ ตลอดจนต้นทุนและพื้นผิวสำเร็จพิจารณาว่าคุณจะใช้ชิ้นส่วนของคุณอย่างไรและพวกเขาจะอยู่ในสภาพแวดล้อมแบบใด

ระบุวัสดุสำหรับผู้สมัคร: ปักหมุดวัสดุสำหรับผู้สมัครบางส่วนที่ตอบสนองความต้องการด้านการออกแบบของคุณทั้งหมด (หรือส่วนใหญ่)

เลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุด: โดยปกติจำเป็นต้องมีการประนีประนอมระหว่างข้อกำหนดการออกแบบสองข้อขึ้นไป (เช่น ประสิทธิภาพเชิงกลและต้นทุน)

ในบทความนี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่ขั้นตอนที่สองการใช้ข้อมูลที่นำเสนอด้านล่าง คุณสามารถระบุวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ ในขณะที่รักษางบประมาณของโครงการของคุณ

แนวทางของ Hubs ในการเลือกวัสดุสำหรับ CNC คืออะไร?

ในตารางด้านล่าง เราได้สรุปลักษณะที่เกี่ยวข้องของวัสดุ CNC ที่พบมากที่สุด ซึ่งรวบรวมโดยการตรวจสอบเอกสารข้อมูลที่จัดทำโดยผู้ผลิตวัสดุเราแบ่งโลหะและพลาสติกออกเป็นสองประเภทที่แตกต่างกัน

โลหะส่วนใหญ่จะใช้ในงานที่ต้องการความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานความร้อนสูงพลาสติกเป็นวัสดุน้ำหนักเบาที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่หลากหลาย มักใช้สำหรับความต้านทานต่อสารเคมีและความสามารถในการเป็นฉนวนไฟฟ้า

ในการเปรียบเทียบวัสดุ CNC เรามุ่งเน้นไปที่ความแข็งแรงเชิงกล (แสดงเป็นความต้านทานแรงดึง) ความสามารถในการขึ้นรูป (ความง่ายในการตัดเฉือนส่งผลต่อราคา CNC) ต้นทุน ความแข็ง (สำหรับโลหะเป็นหลัก) และความทนทานต่ออุณหภูมิ (สำหรับพลาสติกเป็นหลัก)

นี่คืออินโฟกราฟิกที่คุณสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงอย่างรวดเร็วเพื่อระบุวัสดุ CNC ที่เหมาะกับความต้องการด้านวิศวกรรมเฉพาะได้อย่างรวดเร็ว:

อลูมิเนียมคืออะไร?โลหะผสมที่แข็งแกร่งและประหยัด

ส่วนประกอบทำจากอลูมิเนียม 6061

อลูมิเนียมอัลลอยด์มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง และการป้องกันการกัดกร่อนตามธรรมชาติง่ายต่อการตัดเฉือนและประหยัดต้นทุนในจำนวนมาก ทำให้เป็นตัวเลือกที่ประหยัดที่สุดสำหรับการผลิตต้นแบบและชิ้นส่วนประเภทอื่นๆ

ในขณะที่โลหะผสมอลูมิเนียมโดยทั่วไปจะมีความแข็งแรงและความแข็งต่ำกว่าเหล็ก แต่สามารถชุบผิวโลหะได้ โดยสร้างชั้นป้องกันที่แข็งบนพื้นผิว

เรามาแยกประเภทต่างๆ ของอลูมิเนียมอัลลอยด์กันเถอะ

❖ อะลูมิเนียม 6061 เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ใช้งานทั่วไปโดยทั่วไป โดยมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีและความสามารถในการแปรรูปที่ยอดเยี่ยม

❖ อะลูมิเนียม 6082 มีองค์ประกอบและคุณสมบัติของวัสดุคล้ายกับ 6061 เป็นที่นิยมใช้ในยุโรป (เนื่องจากเป็นไปตามมาตรฐานอังกฤษ)

❖ อะลูมิเนียม 7075 เป็นโลหะผสมที่ใช้บ่อยที่สุดในการใช้งานด้านการบินและอวกาศ ซึ่งการลดน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญมีคุณสมบัติการล้าที่ดีเยี่ยมและสามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนจนมีความแข็งแรงและความแข็งสูง เทียบได้กับเหล็กกล้า

❖ อะลูมิเนียม 5083 มีความแข็งแรงสูงกว่าโลหะผสมอะลูมิเนียมอื่นๆ ส่วนใหญ่ และทนทานต่อน้ำทะเลเป็นพิเศษสิ่งนี้ทำให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการก่อสร้างและการใช้งานทางทะเลนอกจากนี้ยังเป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเชื่อม

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไปของโลหะผสมอะลูมิเนียม: 2.65-2.80 g/cm3

❖ สามารถชุบผิวได้

❖ ไม่เป็นแม่เหล็ก

สแตนเลสคืออะไร?โลหะผสมที่แข็งแกร่งและทนทาน

ชิ้นส่วนทำจากสแตนเลส 304

โลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมมีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวสูง ทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และสามารถเชื่อม กลึง และขัดเงาได้ง่ายขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมัน พวกมันสามารถเป็นได้ทั้ง (โดยพื้นฐานแล้ว) ไม่ใช่แม่เหล็กหรือแม่เหล็ก

เรามาแยกประเภทของเหล็กกล้าไร้สนิมที่เรานำเสนอบนแพลตฟอร์มกัน

❖ เหล็กกล้าไร้สนิม 304 เป็นโลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมที่พบมากที่สุดมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมและสามารถขึ้นรูปได้ดีทนทานต่อสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่และสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

❖ เหล็กกล้าไร้สนิม 316 เป็นโลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปอีกชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติเชิงกลใกล้เคียงกับ 304 มีการกัดกร่อนและทนทานต่อสารเคมีสูงกว่า โดยเฉพาะกับสารละลายน้ำเกลือ (เช่น น้ำทะเล) ดังนั้นจึงมักดีกว่าสำหรับการรับมือกับสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย

❖ เหล็กกล้าไร้สนิม 2205 Duplex มีความแข็งแรงสูงสุด (สองเท่าของโลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป) และทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมมันถูกใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โดยมีการใช้งานมากมายในน้ำมันและก๊าซ

❖ เหล็กกล้าไร้สนิม 303 มีความเหนียวดีเยี่ยม แต่ทนทานต่อการกัดกร่อนต่ำกว่า 304 เนื่องจากความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม จึงมักใช้ในการใช้งานปริมาณมาก เช่น การผลิตน็อตและสลักเกลียวสำหรับการบินและอวกาศ

❖ เหล็กกล้าไร้สนิม 17-4 (SAE เกรด 630) มีสมบัติทางกลเทียบเท่ากับ 304 สามารถชุบแข็งด้วยการตกตะกอนได้ในระดับที่สูงมาก (เทียบได้กับเหล็กกล้าเครื่องมือ) และมีความทนทานต่อสารเคมีที่ดีเยี่ยม จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงมาก เช่นการผลิตใบพัดสำหรับกังหันลม

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 7.7-8.0 g/cm3

❖ โลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดไม่เป็นแม่เหล็ก: 304, 316, 303

❖ โลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมแม่เหล็ก: 2205 Duplex, 17-4

เหล็กอ่อนคืออะไร?โลหะผสมที่ใช้งานทั่วไป

ชิ้นส่วนทำจาก Mild Steel 1018

เหล็กอ่อนเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและมีสมบัติเชิงกลที่ดี แปรรูปได้ดี และเชื่อมได้ดีเนื่องจากมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ ผู้ผลิตจึงนำไปใช้กับงานอเนกประสงค์ทั่วไป เช่น อุปกรณ์จับยึดและฟิกซ์เจอร์เหล็กเหนียวจะไวต่อการกัดกร่อนและความเสียหายจากสารเคมี

เรามาแยกประเภทของเหล็กเหนียวที่มีอยู่บนแท่น

❖ Mild steel 1018 เป็นโลหะผสมสำหรับใช้งานทั่วไปที่มีความสามารถในการแปรรูปและการเชื่อมได้ดี มีความเหนียว ความแข็งแรงและความแข็งที่ดีเยี่ยมเป็นโลหะผสมเหล็กอ่อนที่ใช้กันมากที่สุด

❖ เหล็กอ่อน 1045 เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่มีความสามารถในการเชื่อมได้ดี แปรรูปได้ดี และมีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อแรงกระแทก

❖ เหล็กเหนียว A36 เป็นเหล็กโครงสร้างทั่วไปที่มีความสามารถในการเชื่อมได้ดีเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมและงานก่อสร้างที่หลากหลาย

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 7.8-7.9 g/cm3

❖ แม่เหล็ก

โลหะผสมเหล็กคืออะไร?โลหะผสมที่ทนทานต่อการสึกหรอ

ชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมเหล็ก

โลหะผสมเหล็กประกอบด้วยองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ นอกเหนือจากคาร์บอน ส่งผลให้มีความแข็ง ความเหนียว ความเมื่อยล้า และความต้านทานต่อการสึกหรอดีขึ้นเหล็กกล้าผสมนั้นไวต่อการกัดกร่อนและถูกทำร้ายจากสารเคมีเช่นเดียวกับเหล็กเหนียว

❖ โลหะผสมเหล็ก 4140 มีคุณสมบัติเชิงกลโดยรวมที่ดี มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดีโลหะผสมนี้เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมหลายประเภท แต่ไม่แนะนำให้ใช้ในการเชื่อม

❖ โลหะผสมเหล็ก 4340 สามารถอบชุบด้วยความร้อนจนมีความแข็งแรงและความแข็งในระดับสูง โดยยังคงความเหนียว ต้านทานการสึกหรอ และความแข็งแรงเมื่อยล้าได้ดีโลหะผสมนี้สามารถเชื่อมได้

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 7.8-7.9 g/cm3

❖ แม่เหล็ก

เหล็กกล้าเครื่องมือคืออะไร?โลหะผสมที่แข็งแกร่งและทนทานเป็นพิเศษ

ชิ้นส่วนกลึงจากเหล็กกล้าเครื่องมือ

เหล็กกล้าเครื่องมือเป็นโลหะผสมที่มีความแข็ง ความแข็ง การสึกกร่อน และความต้านทานต่อความร้อนสูงเป็นพิเศษการรักษาความร้อน.ใช้ในการสร้างเครื่องมือการผลิต (ซึ่งเป็นชื่อนี้) เช่น แม่พิมพ์ แสตมป์ และแม่พิมพ์

เรามาแยกย่อยเหล็กกล้าเครื่องมือที่เรานำเสนอที่ Hubs กัน

❖ เหล็กกล้าเครื่องมือ D2 เป็นโลหะผสมที่ทนทานต่อการสึกหรอซึ่งคงความแข็งไว้ที่อุณหภูมิ 425°Cเป็นที่นิยมใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดและแม่พิมพ์

❖ เหล็กกล้าเครื่องมือ A2 เป็นเหล็กกล้าเครื่องมืออเนกประสงค์ที่ชุบแข็งด้วยอากาศ มีความเหนียวดีและมีความคงตัวของขนาดที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูงมักใช้ในการผลิตแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูป

❖ เหล็กกล้าเครื่องมือ O1 เป็นโลหะผสมชุบแข็งด้วยน้ำมันที่มีความแข็งสูง 65 HRCมักใช้สำหรับมีดและเครื่องมือตัด

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นทั่วไป: 7.8 g/cm3

❖ ความแข็งโดยทั่วไป: 45-65 HRC

ทองเหลืองคืออะไร?โลหะผสมนำไฟฟ้าและเครื่องสำอาง

ชิ้นส่วนทองเหลือง C36000

ทองเหลืองเป็นโลหะผสมที่มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีและการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการแรงเสียดทานต่ำคุณมักจะพบชิ้นส่วนทองเหลืองสำหรับเครื่องสำอางที่ใช้สำหรับวัตถุประสงค์ทางสถาปัตยกรรม (รายละเอียดสีทอง)

นี่คือทองเหลืองที่เรานำเสนอที่ Hubs

❖ ทองเหลือง C36000 เป็นวัสดุที่มีความต้านทานแรงดึงสูงและทนต่อการกัดกร่อนตามธรรมชาติเป็นหนึ่งในวัสดุที่ตัดเฉือนได้ง่ายที่สุด ดังนั้นจึงมักใช้กับงานปริมาณมาก 

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 8.4-8.7 g/cm3

❖ ไม่เป็นแม่เหล็ก

เอบีเอส คืออะไร?เทอร์โมพลาสติกต้นแบบ

ชิ้นส่วนที่ทำจาก ABS

เอบีเอสเป็นหนึ่งในวัสดุเทอร์โมพลาสติกทั่วไปที่มีสมบัติเชิงกลที่ดี ทนต่อแรงกระแทกดีเยี่ยม ทนความร้อนสูง และแปรรูปได้ดี

ABS มีความหนาแน่นต่ำ จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีน้ำหนักเบาชิ้นส่วน ABS กลึง CNC มักถูกใช้เป็นต้นแบบก่อนการผลิตจำนวนมากด้วยการฉีดขึ้นรูป

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.00-1.05 g/cm3

ไนลอนคืออะไร?เทอร์โมพลาสติกวิศวกรรม

ส่วนที่ผลิตจากไนลอน

ไนลอน(หรือที่เรียกว่า โพลิเอไมด์ (PA)) เป็นเทอร์โมพลาสติกที่มักใช้กับงานด้านวิศวกรรม เนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ทนต่อแรงกระแทกได้ดี และทนทานต่อสารเคมีและการขัดถูสูงไวต่อการดูดซึมน้ำและความชื้น

ไนลอน 6 และไนลอน 66 เป็นเกรดที่ใช้มากที่สุดในการตัดเฉือน CNC

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นทั่วไป: 1.14 g/cm3

โพลีคาร์บอเนตคืออะไร?เทอร์โมพลาสติกที่มีความรับแรงกระแทก

ชิ้นส่วนที่ผลิตจากโพลีคาร์บอเนต

โพลีคาร์บอเนตเป็นเทอร์โมพลาสติกที่มีความเหนียวสูง แปรรูปได้ดี และทนแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม (ดีกว่า ABS)โดยปกติแล้วจะโปร่งใส แต่สามารถย้อมสีได้หลากหลายปัจจัยเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงอุปกรณ์ฟลูอิดิกหรือการเคลือบกระจกรถยนต์

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.20-1.22 g/cm3

POM (Delrin) คืออะไร?พลาสติก CNC ที่แปรรูปได้มากที่สุด

ชิ้นส่วนที่ทำจาก POM (Delrin)

POM เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อทางการค้าว่า Delrin และเป็นเทอร์โมพลาสติกเชิงวิศวกรรมที่มีความสามารถในการขึ้นรูปสูงที่สุดในบรรดาพลาสติก

POM (Delrin) มักจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเมื่อทำการกลึง CNC ชิ้นส่วนพลาสติกที่ต้องการความแม่นยำสูง ความแข็งสูง แรงเสียดทานต่ำ ความเสถียรของมิติที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง และการดูดซึมน้ำต่ำมาก

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.40-1.42 g/cm3

PTFE (เทฟล่อน) คืออะไร?เทอร์โมพลาสติกที่มีอุณหภูมิสูง

ชิ้นส่วนที่ทำจาก PTFE

ไฟเบอร์หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเทฟล่อน เป็นเทอร์โมพลาสติกเชิงวิศวกรรมที่มีความทนทานต่อสารเคมีและความร้อนที่ดีเยี่ยม และมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำสุดเมื่อเทียบกับของแข็งใดๆ ที่รู้จักเป็นหนึ่งในพลาสติกไม่กี่ชนิดที่สามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานที่สูงกว่า 200 องศาเซลเซียส และเป็นฉนวนไฟฟ้าที่โดดเด่นนอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติทางกลบริสุทธิ์และมักใช้เป็นวัสดุบุหรือตัวแทรกในการประกอบ

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นทั่วไป: 2.2 g/cm3

HDPE คืออะไร?เทอร์โมพลาสติกภายนอกและท่อ

ชิ้นส่วนที่ทำจาก HDPE

โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE)เป็นเทอร์โมพลาสติกที่มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง ทนต่อแรงกระแทกสูง และทนต่อสภาพอากาศได้ดีHDPE มีน้ำหนักเบาและเหมาะสำหรับการใช้งานภายนอกอาคารและการวางท่อเช่นเดียวกับ ABS มักใช้ในการสร้างต้นแบบก่อนการฉีดขึ้นรูป

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 0.93-0.97 g/cm3

PEEK คืออะไร?พลาสติกมาแทนที่โลหะ

ชิ้นส่วนที่ผลิตจาก PEEK

แอบดูเป็นเทอร์โมพลาสติกเชิงวิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม เสถียรภาพทางความร้อนในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย และทนทานต่อสารเคมีส่วนใหญ่ได้ดีเยี่ยม

PEEK มักใช้เพื่อเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะเนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงนอกจากนี้ยังมีเกรดทางการแพทย์ ทำให้ PEEK เหมาะสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ด้วย

ลักษณะวัสดุ:

❖ ความหนาแน่นโดยทั่วไป: 1.32 g/cm3

คำถามที่พบบ่อย

❖ ข้อดีของการกลึง CNC กับโลหะคืออะไร?

โลหะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านการผลิตที่ต้องการความแข็งแรง ความแข็ง และ/หรือความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงเกินไปที่เชื่อถือได้

ที่มาของบทความ:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining