Como escolher os materiais certos para suas peças usinadas CNC personalizadas

A versatilidade é um dos principais benefícios da usinagem CNC. Isso ocorre porque o fresamento e torneamento CNC de precisão podem gerar com sucesso produtos acabados a partir de uma ampla gama de matérias-primas. Isso oferece aos engenheiros de projeto inúmeras possibilidades para o desenvolvimento de protótipos e produtos comerciais.

A maioria das peças torneadas e fresadas CNC são compostas de metal. Devido à sua resistência e rigidez, o metal pode suportar a rápida remoção de material induzida por instrumentos contemporâneos. Vamos começar explorando os metais mais populares usados ​​para usinagem CNC.

Considerações sobre o material de usinagem CNC

Umidade

Alguns metais são naturalmente resistentes à corrosão, enquanto outros precisam de pintura, chapeamento ou anodização.

Força

Os engenheiros de produto se preocupam com:

Resistência à tração: Quão bem o material resiste a uma força de tração?

• Compressão ou suporte de carga: Quão bem o material resiste a uma carga constante?

• Resistência: Quão resistente é o material?

• Elasticidade: Com que rapidez o material retorna à sua forma original?

Todos os materiais têm resistências diferentes, por isso é importante conhecer seus limites de tolerância e escolher um material com alto fator de segurança.

Aquecer

Materiais aquecidos expandem e contraem. Se sua peça passar por vários ciclos de aquecimento e resfriamento, isso poderá afetá-la. Antes da fusão, as peças aquecidas tornam-se mais macias e flexíveis. Para evitar falhas de peças cruciais, sempre use um material termicamente estável muito acima das temperaturas de trabalho projetadas.

Anti-corrosão

A corrosão não é meramente a exposição à água. Qualquer produto químico externo pode causar falha na peça. Óleos, reagentes, ácidos, sais, álcoois, limpadores, etc. Verifique a resistência química do seu metal.

Maquinabilidade

Certos metais e fibras de carbono são difíceis de usinar. Materiais extremamente resistentes danificam as ferramentas de corte rapidamente. Outros devem gerenciar a velocidade de corte e as taxas de avanço. Alguns materiais são mais rápidos de processar. Usar um metal de usinagem rápida para execuções de produção mais longas pode economizar tempo e custo

Todas as matérias-primas têm custos. Escolha o material mais funcional e acessível. Isso garante a durabilidade da peça acabada.

Metais amplamente utilizados para usinagem CNC na DS

Nesta seção, você aprenderá sobre os vários metais comumente usados ​​na usinagem CNC. Esses materiais estão listados abaixo.

A usinagem de alumínio é um processo muito versátil e pode ser usado para uma variedade de aplicações. É utilizado nas indústrias de embalagens de alimentos, material de construção, automotiva, aeroespacial, defesa e eletrodomésticos, bem como na fabricação de bens de consumo, como móveis e utensílios de cozinha, até brinquedos.

Alumínio 7075-T5

O alumínio 7075-T5 é usado para tratamento térmico de ligas de alumínio. É resistente à corrosão, robusto e leve. É eletricamente, termicamente e resistente a impactos. O alumínio 7075-T5 é quimicamente resistente ao gás cloro ou água salgada e às intempéries. As aplicações incluem eixos de hélices marítimos, caixas de engrenagens e caixas de eixos de hélices, eixos de transmissão automotivos/eixos ou componentes de direção/links de suspensão dianteira, materiais de construção para pontes e edifícios, equipamentos de mineração como brocas e bombas, artigos esportivos como raquetes de tênis e tacos de golfe, equipamentos médicos instrumentos (como endoscópios), indústrias de fabricação sob encomenda (como móveis), etc.

Alumínio 6063-T6

O alumínio 6063-T6 é uma liga de tratamento térmico usada na fabricação de ligas de alumínio. Possui excelente resistência à corrosão, alta dureza e baixa densidade. O material está disponível na forma de barras ou chapas e pode ser posteriormente fundido em lingotes

Alumínio 6061-T6

O alumínio 6061-T6 é uma liga de alumínio de alta resistência, baixo peso e resistente à corrosão que possui excelente usinabilidade. Possui boa soldabilidade, conformabilidade e penetração de solda. Este material é adequado para uso em aplicações industriais, como máquinas, peças de aeronaves e equipamentos elétricos.

Latão

O latão é uma liga metálica de cobre e zinco, cujas proporções são determinadas pelo ponto de fusão e pela acidez. Latão Usinagem CNC usina metal com uma máquina controlada por computador. Brocas rotativas, máquinas ou serras cortam metal. É uma técnica de metalurgia popular. O latão é macio e facilmente usinado em folhas finas. É usado para joias, arquitetura e pontes.

Latão C260

A Brass C260 é uma máquina montada rotativa para serviço pesado com recursos de movimento de três eixos. Opera em velocidades de até 6000 rpm e tem uma classificação de precisão de 0,001 mm por eixo. A máquina pode ser usada para trabalhos de pequeno e grande diâmetro com capacidade de trabalho de 800 x 400 mm e pode ser equipada com várias ferramentas, dependendo do tamanho do trabalho a ser executado.

Este grau às vezes é chamado de latão de cartucho, graças ao seu histórico de uso em cartuchos de munição. Outras aplicações comuns incluem rebites, dobradiças e núcleos de radiadores.

Latão C360

A Brass C360 é outra máquina montada rotativa para serviço pesado com recursos de movimento de três eixos. Opera em velocidades de até 6000 rpm e tem uma classificação de precisão de 0,001 mm por eixo. A máquina pode ser usada para trabalhos de pequeno e grande diâmetro com capacidade de espaço de trabalho de 800 x 400 mm.

Cobre C101

O cobre C101 é um tipo de liga de cobre onde a composição química do cobre foi alterada para incluir um ou mais elementos adicionais. Os aditivos mais comuns são o estanho e o zinco, mas também podem ser adicionados outros. O cobre C101 é usado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo fiação elétrica, encanamento e trocadores de calor.

O cobre C101 é um metal líquido com alta resistência à corrosão e excelente condutividade elétrica. Tem boas propriedades mecânicas e é fácil de trabalhar. O cobre C101 pode ser usado em vários campos, como eletrônicos, motores elétricos, motores magnéticos, equipamentos de iluminação e outros campos.

Aço

O aço é um aço ferramenta de alto carbono que oferece boa resistência ao desgaste. É usado para ferramentas de corte, brocas e outros itens que exigem alta resistência, boa tenacidade e excelente resistência ao desgaste. A estrutura de grãos deste material é semelhante à encontrada em muitos aços. Isso significa que pode ser usinado com ferramentas de corte com acabamento semelhante. Também possui boas características de usinabilidade, o que significa que não será tratado termicamente tão facilmente quanto outros aços.

O aço 1008 está disponível em formas a quente e em chapas laminadas a frio. A forma a quente é recozida antes da usinagem enquanto a chapa laminada a frio é não recozida. Isso afeta o acabamento da superfície do aço e quão bem ele irá segurar uma borda quando finalizado com uma ferramenta de afiar ou pedra de amolar.

O aço 1018 é um aço de baixa liga com boa resistência ao desgaste e vida útil à fadiga. Tem boa resistência à corrosão e propriedades de corte afiadas.

O aço 1020 é um aço de baixa liga de alta resistência com boa resistência à corrosão e excelentes propriedades de conformação a quente. Pode ser usinado facilmente por ferramentas manuais e também pode ser processado em aços de baixa liga de alta resistência ou aços inoxidáveis ​​ou aços carbono.

O aço 1045 é um aço de baixa liga de resistência média-alta com boas propriedades de conformação a quente e boa resistência à corrosão. Tem excelente tenacidade à temperatura ambiente e pode ser usinado facilmente com ferramentas manuais, mas quando aquece torna-se quebradiço.

Aço 430F

O aço 430F é um aço de médio carbono que oferece excelente resistência e resistência ao desgaste. Possui boa usinabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão. O aço 430F pode ser usado para uma variedade de aplicações, incluindo: ferramentas, ferramentas de corte, facas, brocas, engrenagens e matrizes.

Aço 4130

4130 é uma liga de cromo (50%) e molibdênio (20%). É usado em aços de baixa liga de alta resistência que possuem alta resistência à tração, baixo alongamento e excelente tenacidade.

Aço 4140

4140 é uma liga de níquel (35%), cromo (17%), manganês (10%) e níquel (10%). Possui boa usinabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão. As características desta liga a tornam adequada para uso em peças de máquinas como eixos e engrenagens com cargas mais elevadas.

Aço 40CrMo

40CrMo é uma liga de cromo (40%), carbono (10%) e molibdênio (10%). Este material possui excelentes propriedades mecânicas devido à sua combinação de alta dureza, resistência ao desgaste e tenacidade, juntamente com alta resistência à tração, o que o torna ideal para engrenagens.

42CrMo também é um tipo de material de alta resistência. Este produto é usado principalmente na construção de trens de alta velocidade, aeronaves, automóveis e outras indústrias, bem como na produção de várias peças de precisão.

O aço 12L14 é um aço de baixa liga, contendo manganês, silício e molibdênio. É amplamente utilizado para a fabricação de moldes de fundição sob pressão e outros fins. As propriedades físicas variam dependendo da composição química.

O aço 12L15 é um aço de baixa liga, contendo cromo e molibdênio. É amplamente utilizado para fundições sob pressão e outras aplicações que exigem alta resistência e tenacidade em temperaturas elevadas. As propriedades físicas variam dependendo da composição química.

Aço inoxidável 304

O aço inoxidável 304 é um dos mais versáteis e amplamente utilizados dos aços inoxidáveis. Tem boa resistência à corrosão a muitos meios, incluindo água doce e salgada, a maioria dos produtos químicos industriais e produtos alimentícios. Tem boas propriedades mecânicas, mas não é tão forte quanto alguns outros tipos de aço inoxidável.

O aço inoxidável 304L é uma versão com baixo teor de carbono do aço inoxidável 304 com menos teor de carbono do que o grau normal 304. Isso torna mais fácil fabricar, soldar e polir do que o grau normal 304 sem perda de força ou resistência à corrosão. Também pode ser usado em aplicações onde são esperadas altas temperaturas, como parafusos do coletor de escape, parafusos do turbocompressor e pinos da lâmina da turbina.

O Aço Inoxidável 304F é um aço inoxidável austenítico cromo-níquel que combina a resistência à corrosão das ligas austeníticas cromo-níquel com a resistência das ligas à base de ferro ferrítico. Isso o torna muito atraente para aplicações onde é necessária alta resistência a temperaturas elevadas, como peças de fornos, tubos de trocadores de calor, tubos geradores de vapor e vasos de pressão de reatores nucleares.

Aço inoxidável 316

O aço inoxidável 316 é uma liga austenítica resistente à corrosão com cromo como constituinte primário. Tem uma excelente combinação de formabilidade, resistência e tenacidade. A designação 15-5-3 indica uma composição de 15% de cromo, 5% de molibdênio e 3% de níquel. Este material tem excelente resistência à corrosão por pites e frestas em soluções de cloreto. Também é usado em ambientes severos onde é necessária alta resistência combinada com boa resistência à corrosão.

Aço inoxidável 316L

O aço inoxidável 316L é semelhante ao aço inoxidável 316, mas contém baixo teor de carbono (0,030%). O aço inoxidável 316L é usado quando a soldabilidade é necessária sem sacrificar a resistência ou resistência à corrosão.

Aço inoxidável 316F

O aço inoxidável 316F é semelhante ao aço inoxidável 316, mas contém 1% de molibdênio em vez de 5%. Tem melhor resistência à corrosão do que o aço inoxidável 316 e pode ser usado em temperaturas elevadas de até 1800 graus Fahrenheit (980 graus Celsius).

Aço inoxidável 303

O aço inoxidável 303 é um tipo de aço inoxidável 18-8. É um dos tipos de aço inoxidável mais populares, devido à sua alta resistência à corrosão, excelente conformabilidade e excelentes propriedades mecânicas.

O aço inoxidável 303 tem alta resistência à tração, boa tenacidade e excelente resistência à corrosão sob tensão de cloreto. A liga possui alta condutividade térmica e baixa temperatura de distorção térmica. O material também é altamente resistente à corrosão atmosférica, principalmente em atmosferas marinhas. A resistência à corrosão pode ser melhorada pela adição de molibdênio e nitrogênio.

O Aço Inoxidável 303 não reage com alimentos ou bebidas de qualquer tipo.

Aço inoxidável PH17-4

O aço inoxidável PH17-4 é um aço cromo-molibdênio de alto carbono com um limite de escoamento mínimo de 110.000 psi e uma resistência à tração de 140.000 psi. É usado na indústria aeronáutica para muitas aplicações estruturais onde são necessárias alta resistência, boa resistência à corrosão e propriedades de alta temperatura. A liga também é conhecida como aço inoxidável P-1, P-11 ou 18/8.

Superliga

Super Alloy é uma liga superior. Este metal de alta qualidade é usado na fabricação de dispositivos médicos, aeronaves e automóveis. O material também é chamado de "Super Titanium".

As propriedades da Super Alloy a tornam popular em muitas indústrias, incluindo aquelas que exigem materiais fortes e leves.

Os principais componentes da Super Alloy são titânio, zircônio e háfnio. Esses elementos são combinados com ferro, alumínio e vanádio para criar um metal com alto ponto de fusão e resistência à tração.

A Super Alloy pode ser encontrada em diversos tipos de produtos, incluindo:

Motores de aeronaves

Ônibus espaciais

Partes automotivas

A Super Alloy tem várias vantagens em relação às ligas tradicionais à base de ferro, como ferro fundido e aço carbono. Esses incluem:

Alta resistência em altas temperaturas;

Alta resistência ao desgaste e à corrosão;

Baixo coeficiente de expansão térmica;

Alta condutividade elétrica;

Alto módulo de elasticidade;

Boa ductilidade à temperatura ambiente

Liga de titânio

A liga de titânio é uma combinação de titânio e outros metais. O elemento de liga mais comum é o alumínio, que representa até 60% do peso total. Outros elementos de liga incluem vanádio e molibdênio.

As propriedades das ligas de titânio variam amplamente dependendo dos tipos e quantidades de elementos de liga usados. As ligas de titânio são geralmente mais fortes, mais leves e mais resistentes à corrosão do que o titânio puro.

OLHADINHA

PEEK é uma forma altamente cristalina de poliéter éter cetona (PEEK). É um polímero semicristalino disponível em folha, haste e tubo.

PEEK tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 140°C e um ponto de fusão de cerca de 400°C. PEEK tem boa resistência química à maioria dos meios corrosivos, incluindo ácidos, álcalis e álcoois. Também tem boa resistência ao calor, luz ultravioleta e radiação gama.

O PEEK possui excelentes propriedades mecânicas, incluindo alto módulo (resistência à tração) em temperaturas elevadas, baixa fluência sob carga, alta resistência à tração em baixa temperatura (baixo coeficiente de expansão térmica), baixa absorção de água, excelente estabilidade dimensional e alta resistência à abrasão.