La sélection des matériaux est essentielle à tout processus de fabrication. Fournisseurs de services d'usinage CNC doivent être extrêmement prudents en ce qui concerne les pièces usinées à la CNC.
Parce que cette procédure est adaptée aux une large gamme de matériaux - Qu'il s'agisse de métal, de fibre de verre ou de bois, il est facile de choisir un matériau adéquat, mais pas optimal pour le travail à effectuer. Cependant, il se peut que vous souhaitiez sélectionner le meilleur matériau métallique pour votre projet d'usinage CNC.
Ce blog passe en revue plusieurs considérations essentielles pour vous aider à choisir le meilleur matériau métallique pour les pièces usinées à la CNC.
5 métaux courants pour les pièces usinées par CNC
Les équipes chargées des produits disposent de nombreuses options pour la fabrication CNC, car tout matériau, qu'il s'agisse de métal ou de plastique, suffisamment solide pour être usiné, peut être utilisé. Ce bref aperçu couvre quelques-uns des matériaux les plus fréquemment utilisés dans la fabrication CNC aujourd'hui.
Acier inoxydable
Les alliages d'acier inoxydable sont robustes et résistants à la déformation, à l'usure et à la corrosion. Le soufre est ajouté aux Acier inoxydable 303 pour améliorer l'usinabilité, mais les ingénieurs doivent être conscients des nombreuses restrictions liées à ce matériau.
L'acier inoxydable 303 ne peut pas être formé à froid, traité thermiquement ou soudé et nécessite une grande attention lors de la fabrication CNC en ce qui concerne la vitesse/les avances et l'affûtage de l'outil de coupe. En revanche, l'acier 303 permet de fabriquer des écrous, des boulons, des raccords non marins, des arbres et des engrenages de grande qualité.
L'acier inoxydable 304 est un acier robuste, non magnétique et polyvalent pour les pièces usinées par CNC. Comme l'acier inoxydable 303, il est facilement usinable et résistant à la corrosion, mais il peut également être soudé. L'acier inoxydable 304 est idéal pour divers usages domestiques et industriels, notamment les articles culinaires, les réservoirs et les canalisations, l'architecture, etc.
Grâce à l'ajout de molybdène, l'acier inoxydable 316 est devenu plus résistant à la corrosion que l'acier inoxydable 304 ou 303. Il s'agit d'un matériau durable et soudable, qui fait partie des quelques types d'acier inoxydable adaptés aux environnements marins.
En outre, comme il est impossible de distinguer l'acier inoxydable à l'œil nu, les ingénieurs des entreprises prestataires de services doivent tester la matière première pour vérifier les propriétés de l'acier qu'ils utilisent.
Aluminium
Les alliages d'aluminium sont faciles à transformer en grandes quantités, ont une conductivité thermique et électrique élevée et présentent un excellent rapport résistance/poids. Ils sont également naturellement résistants à la corrosion. L'aluminium 6061 est un alliage d'aluminium à usage général fréquemment utilisé dans l'usinage CNC. On le trouve couramment dans les automobiles, les bicyclettes, les articles de sport et autres équipements de loisirs.
Ce matériau est très facile à usiner, mais il est plus cher que d'autres métaux et ne fonctionne pas bien lorsqu'il est exposé à l'eau de mer ou à certains produits chimiques. L'aluminium 7075 est d'une qualité supérieure à celle de l'aluminium 6061. Il s'agit de l'alliage d'aluminium le plus résistant disponible dans le commerce. Il est idéal pour les châssis de l'aérospatiale et les équipements de loisirs de haute performance.
Titane
Le titane est souvent utilisé pour fabriquer des composants destinés aux applications aérospatiales, militaires et industrielles les plus exigeantes en raison de sa durabilité, de sa robustesse et de sa résistance à la corrosion. En outre, ce matériau est biocompatible et excellent pour la fabrication de dispositifs médicaux.
En revanche, le titane est plus cher que tout autre métal commercial, ne se polit pas bien et est un mauvais conducteur d'électricité. Il faut également savoir que le titane est difficile à usiner et qu'il nécessite des outils de coupe spécialisés.
Acier au carbone
L'acier au carbone 1045 est un acier à faible teneur en carbone. Ce matériau est fréquemment utilisé dans la fabrication car il est moins cher que la plupart des aciers inoxydables tout en étant plus solide et plus résistant. L'acier 1045 est facilement usiné, soudable et trempé ou traité thermiquement pour atteindre différentes duretés.
Ce matériau est parfait pour les petites pièces mécaniques robustes telles que les écrous, les boulons, les engrenages, les arbres, les bielles, etc. Bien que le 1045 puisse être utilisé dans des applications architecturales, il doit être traité en surface pour éviter la rouille et la corrosion.
Nylon
Le nylon est un thermoplastique polyvalent, à faible frottement, fréquemment utilisé comme alternative au métal dans les produits usinés par CNC. Ce matériau est rigide, solide, résistant aux chocs et aux produits chimiques, mais aussi étonnamment élastique. Les prestataires de services peuvent librement modifier le nylon pour obtenir les qualités requises, car il réagit bien aux ajouts et aux charges.
Le moulage électrique, les composants de systèmes de carburant, les engrenages, les emballages alimentaires, les tissus et d'autres applications sont des utilisations courantes du nylon. Cependant, le nylon absorbe facilement l'humidité, ce qui peut avoir un impact négatif sur la stabilité dimensionnelle.
Matériaux métalliques idéaux pour une utilisation dans toutes les situations :
Le choix d'un matériau métallique dépend principalement des caractéristiques des matériaux d'usinage CNC et de l'analyse des coûts. Toutefois, dans la plupart des situations, vous pouvez également prendre en compte les éléments suivants :
- Laiton en raison de sa grande usinabilité à un prix raisonnable.
- L'acier inoxydable en raison de son excellente résistance et de sa facilité d'usinage. Son prix est élevé, mais ses applications sont multiples.
- L'aluminium parce qu'il offre une grande usinabilité, une forte résistance et une grande dureté au coût le plus bas.
Facteurs à prendre en compte lors du choix des matériaux pour les pièces usinées CNC
Le choix du bon matériau est essentiel pour obtenir des résultats optimaux lors de la production de pièces usinées à la CNC. Avant de prendre une décision finale, tenez compte du résultat escompté de votre achat.
Ainsi, vous n'aurez aucun mal à choisir un matériau qui offre à la fois la qualité et le prix dont vous avez besoin pour votre produit fini. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des éléments à prendre en compte pour choisir le meilleur matériau pour les pièces usinées à la CNC :
Poids de la pièce
La taille n'est pas synonyme de supériorité. Par exemple, l'aluminium et d'autres matériaux à faible densité intéressent les secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale en raison de leur légèreté et de leur résistance.
Applications pour les pièces
Vérifiez que votre matériau CNC est adapté à l'utilisation ou à l'environnement spécifié. Pensez à la différence entre l'acier inoxydable et l'acier au carbone pour les pièces structurelles utilisées dans un environnement marin. Les deux matériaux peuvent être usinés. Toutefois, l'acier inoxydable sera plus approprié en raison de sa résistance à la corrosion. L'acier au carbone est préférable dans une atmosphère normale et sèche, car il est plus solide et plus durable.
Caractéristiques des pièces
L'idéal Matériaux CNC aura les qualités nécessaires pour contribuer à un usinage efficace sans sacrifier la fonctionnalité. Par conséquent, vous devez prendre en considération les propriétés des pièces dont vous disposez.
La force
Vous pouvez mesurer la résistance des métaux en tenant compte de différents aspects, notamment la résistance à la traction, à la compression ou à la charge, la ténacité et l'élasticité. Vous pouvez ainsi comprendre la résistance des métaux nécessaires à votre projet et évaluer si le matériau métallique choisi répond aux exigences de résistance selon les critères mentionnés.
Usinabilité
L'usinabilité indique dans quelle mesure un matériau est adapté aux pièces usinées par CNC. Le bon matériau doit être hautement usinable, ce qui augmente l'efficacité de la production et réduit la destruction des composants CNC. L'aluminium, le cuivre, le laiton et les polymères sont tous des matériaux hautement usinables.
En outre, l'usinabilité est faible dans les métaux durs et les plastiques résistants tels que le métal ou la fibre de carbone. En raison de la nécessité d'ajuster les Vitesse de coupe et vitesse d'avance de la machine CNCLes problèmes liés à l'utilisation d'outils de coupe peuvent être très graves, ce qui se traduit par une baisse de la productivité et de l'efficacité de la production. Ils peuvent également endommager les pièces métalliques ou nécessiter l'utilisation d'équipements de coupe spécialisés, comme dans le cas du titane.
Endurance Force/Limite
Il s'agit de la capacité globale du matériau à absorber les contraintes. En raison de sa microstructure, l'aluminium, par exemple, n'a pas de limite d'endurance. En revanche, ses alliages devraient avoir une limite d'endurance égale à 1/3 de leur résistance à la traction.
Résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion est la capacité d'un matériau à résister aux substances chimiques étrangères susceptibles de provoquer la défaillance d'une pièce. Ces substances étrangères ne se limitent pas à l'eau. L'huile, la graisse et les réactifs chimiques tels que les acides, les sels et l'alcool en sont d'autres exemples. Il convient donc de lire la fiche technique du matériau pour s'assurer de sa capacité à tolérer une exposition chimique.
Résistance à la chaleur
La résistance à la chaleur mesure la capacité d'un matériau à supporter les changements de caractéristiques mécaniques provoqués par les variations de température. Assurez-vous que les matériaux que vous sélectionnez ne se dilatent pas ou ne se contractent pas de manière irrégulière en réponse aux changements de température.
Dureté
La dureté des matériaux détermine les matériaux qu'une machine CNC peut découper en démontrant sa capacité à supporter des charges superficielles précises. Les matériaux durs ne conviennent pas aux pièces usinées par CNC car ils risquent d'endommager les composants de la machine. Ils nécessitent également des techniques de coupe particulières. Le titane, par exemple, nécessite l'utilisation d'un outil de coupe au diamant.
Pièces Attributs physiques
Lors du choix d'un matériau CNC, l'esthétique n'est pas la considération la plus importante. Toutefois, il peut être nécessaire de l'envisager pour des produits spécifiques, en particulier les biens de consommation.
L'aspect physique peut se référer à la douceur et à la couleur du produit fini. Les métaux ont généralement une surface lisse et une gamme de couleurs limitée. Les matières plastiques sont disponibles dans une grande variété de teintes.
Dimensions Tolérance du métal
La tolérance dimensionnelle est la limite autorisée dans la variance des pièces de machine pour un fonctionnement correct. Des matériaux hautement usinables sont nécessaires pour augmenter la tolérance dimensionnelle.
Les pièces à tolérance serrée sont plus faciles à assembler. Elles sont donc idéales pour automobile et applications aérospatiales.
En outre, selon le fabricant, chaque machine CNC a un niveau de tolérance différent. La moyenne des toléranceToutefois, la tolérance est de 0,02 mm. Si vous n'êtes pas sûr de la tolérance, lisez notre article sur la tolérance standard pour l'usinage CNC.
Budget du projet
L'usinage CNC étant un processus soustractif dans lequel la machine enlève des copeaux à la pièce pour créer le résultat final, le coût du matériau est un élément important dans la sélection des matériaux CNC. Par conséquent, le budget du projet est le facteur le plus important dans la sélection des matériaux. Veillez donc à choisir un matériau présentant les qualités requises tout en restant dans les limites de votre budget.
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Si vous avez besoin d'une aide professionnelle et de suggestions pour choisir le matériau métallique idéal pour la fabrication Pièces usinées CNCN'hésitez pas à contacter les professionnels de Prototool.
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