Guia de seleção de materiais de usinagem CNC: como escolher

A usinagem CNC pode produzir peças de praticamente qualquer metal ou plástico. Como tal, a gama de materiais a partir dos quais as peças podem ser produzidas através de fresagem e torneamento CNC é vasta, e a maquinação CNC oferece uma grande variedade de materiais. Esteja você pensando em metal, plástico, madeira ou espuma, é importante entender os benefícios e os melhores usos de cada material disponível. Um movimento errado e boom – desperdício de tempo e dinheiro. Mas não se preocupe, nós ajudamos você. Este guia irá orientá-lo em tudo o que você precisa saber para escolher o material perfeito, sempre.

Fatores a serem considerados ao escolher materiais de usinagem CNC

Escolher o material certo para o seu projeto de usinagem CNC é fundamental para o seu sucesso. É uma avaliação criteriosa onde vários fatores devem ser equilibrados para alcançar o resultado desejado. Cada material possui propriedades únicas que o tornam adequado para aplicações específicas. Para garantir resultados ideais, considere os seguintes fatores-chave:

Uso do produto

Ao obter os requisitos do produto dos clientes, pergunte onde o produto será usado. Informe-se sobre o ambiente em que a peça irá operar ou funcionar. Cada material tem propriedades diferentes e é usado para aplicações específicas. Assim, de acordo com a aplicação da peça, são escolhidos materiais com propriedades físicas e químicas mais adequadas.

Tolerâncias Dimensionais

Selecione um material que ofereça excelente conformabilidade e fácil fabricação. Como um material oferece maior usinabilidade, é mais fácil atingir requisitos de tolerâncias rígidos.

Os requisitos de tolerância dependem da indústria específica, pois cada setor exige tolerâncias diferentes. Por exemplo, os setores aeroespacial e médico exigem a fabricação de peças de altíssima precisão. Portanto, eles exigem maiores tolerâncias dimensionais.A escolha de materiais com tolerâncias dimensionais precisas é fundamental para alta precisão, economia e conclusão do projeto sem falhas e dentro do prazo.

Carga de estresse

Carga de tensão significa quão robusta a peça deve ser. É estimado de acordo com a aplicação do produto. Depois de avaliar a tensão de carga, selecione um material cuja capacidade de suporte de carga corresponda melhor. A carga de estresse precisa ser calculada cuidadosamente. Pode ser crítico em alguns setores.

Custo de materiais

O custo é o principal fator que afeta todo o processo de seleção de materiais de usinagem CNC. Considere aquele material cujos atributos são mais proporcionais aos requisitos. Mas, por outro lado, deve ser rentável ou mais barato.

Disponibilidade de Materiais

A disponibilidade do material é um grande problema quando você sabe no meio de um projeto de produção em massa, principalmente quando o material está esgotado e não há mais estoque. O departamento de compras deve garantir a disponibilidade antes de finalizar todos os detalhes do projeto.

Materiais populares de usinagem CNC e suas propriedades

Agora que você sabe o que considerar, vamos explorar alguns materiais populares de usinagem CNC e suas características exclusivas. Pense nisso como sua folha de dicas para encontrar a combinação perfeita para o seu projeto:

Metais:

1.Alumínio

 Leve, resistente à corrosão e fácil de usinar, o alumínio é uma escolha versátil para diversas aplicações. É frequentemente usado na indústria aeroespacial, automotiva e de bens de consumo. Pense em quadros de bicicleta leves ou em caixas eletrônicas elegantes.

Existem vários tipos de materiais de alumínio, mas nem todos são ideais para uso em peças e produtos de usinagem CNC. Apesar disso, tipos de alumínio como o alumínio 6061 e 7075 são altamente usináveis ​​e frequentemente usados ​​na produção de peças onde o peso é levado em consideração, como peças de motores automotivos e estruturas aeroespaciais. Essas categorias de alumínio também encontram aplicação em eletrônicos de consumo, construção e indústria médica. Vamos analisar os diferentes tipos de ligas de alumínio:

● Alumínio 6061 é a liga de alumínio de uso geral mais comum, com boa relação resistência-peso e excelente usinabilidade.

● Alumínio 6082 tem composição e propriedades de material semelhantes ao 6061. É mais comumente usado na Europa (pois está em conformidade com os padrões britânicos).

● Alumínio 7075 é a liga mais comumente usada em aplicações aeroespaciais onde a redução de peso é crítica. Possui excelentes propriedades de fadiga e pode ser tratado termicamente para obter alta resistência e dureza, tornando-o comparável aos aços.

● Alumínio 5083 tem maior resistência do que a maioria das outras ligas de alumínio e excepcional resistência à água do mar. Isso o torna ideal para aplicações de construção e marítimas. Também é uma excelente escolha para soldagem.

2. Aço inoxidável

Com excelente resistência à corrosão, o aço inoxidável é perfeito para ambientes agressivos e aplicações que exigem higiene. É uma escolha popular para dispositivos médicos, equipamentos de processamento de alimentos e componentes marítimos. Imagine instrumentos cirúrgicos ou utensílios de cozinha duráveis.

● Aço inoxidável 304 é a liga de aço inoxidável mais comum. Possui excelentes propriedades mecânicas e boa usinabilidade. Isso é  resistente à maioria das condições ambientais e meios corrosivos.

● Aço inoxidável 316 é outra liga de aço inoxidável comum com propriedades mecânicas semelhantes ao 304. Porém, possui maior resistência à corrosão e a produtos químicos, especialmente a soluções salinas (por exemplo, água do mar), por isso geralmente é melhor para lidar com ambientes mais severos.

● Aço inoxidável 2205 Duplex tem a maior resistência (o dobro das ligas de aço inoxidável comuns) e excelente resistência à corrosão. É utilizado em ambientes extremos, com muitas aplicações em Petróleo & Gás.

● Aço inoxidável 303 tem excelente tenacidade, mas menor resistência à corrosão em comparação com 304. Devido à sua excelente usinabilidade, é frequentemente usado em aplicações de alto volume, como a produção de porcas e parafusos para a indústria aeroespacial.

● Aço inoxidável 17-4 (grau SAE 630) possui propriedades mecânicas comparáveis ​​a 304. Pode ser endurecido por precipitação em um grau muito alto (comparável aos aços para ferramentas) e possui excelente resistência química, tornando-o adequado para aplicações de alto desempenho, como fabricação de pás para vento turbinas.

3. Latão

O latão é uma liga de cobre e zinco conhecida por sua resistência à corrosão, excelente condutividade elétrica e usinabilidade. Aparece frequentemente em bens de consumo, fixadores de baixa resistência, encanamentos e equipamentos elétricos. Oferecendo um equilíbrio entre resistência, usinabilidade e apelo estético, o latão é frequentemente usado em componentes decorativos, acessórios e instrumentos musicais. Pense em maçanetas complexas ou válvulas de trombeta brilhantes.

O latão C36000 é um material com alta resistência à tração e resistência natural à corrosão. É um dos materiais mais facilmente usináveis, por isso é frequentemente usado para aplicações de alto volume.

Características materiais:

Densidade típica: 8,4-8,7 g/cm3

Não magnético

4. Titânio

Leve, mas incrivelmente forte, o titânio é frequentemente usado na indústria aeroespacial, em implantes médicos e em aplicações de alto desempenho. Pense em componentes de aeronaves ou substituições duráveis ​​de quadril. 

O titânio tem uma alta relação resistência/peso. Ou seja, além de extremamente forte, também é leve. Além de terem forte condutividade térmica, eles também são resistentes à corrosão. Além disso, como o titânio é biocompatível, ele é utilizado na indústria biomédica.

Além do mais, o titânio encontra aplicação na produção de peças usinadas de alto desempenho para diversos setores, incluindo militar, aeroespacial e médico. O titânio também é usado como material para máquinas-ferramentas CNC.

Plásticos:

1. ABS (acrilonitrila butadieno estireno)

Plástico versátil com boa resistência a impactos e estabilidade dimensional, o ABS é utilizado em tudo, desde brinquedos e eletrônicos até peças automotivas. Pense em peças LEGO duráveis ​​ou capas protetoras para telefone. Devido à sua excelente usinabilidade, resistência à tração, resistência ao impacto e resistência química, o material ABS é um material plástico muito acessível, adequado para usinagem CNC. Além disso, é simples de colorir, o que o torna perfeito para usos onde a estética é fundamental.

2. Policarbonato

O policarbonato é uma excelente escolha para usinagem CNC devido à sua combinação de resistência, transparência e facilidade de usinagem. Conhecido por sua resistência, transparência e resistência ao calor, o policarbonato é usado em óculos, capacetes de segurança e até em janelas à prova de balas. O policarbonato é mais macio do que alguns outros plásticos, tornando-o sujeito a arranhões. Revestimentos podem ser aplicados para aumentar a resistência a arranhões.

3. Polieteretercetona (PEEK)

O material PEEK é um plástico de alto desempenho com excelente resistência química. Este material também possui alta estabilidade dimensional e resistência mecânica. Uma de suas principais vantagens é a capacidade de manter a rigidez em altas temperaturas, o que o torna ideal para uso em ambientes extremos.

O PEEK encontra aplicação em diversos setores, incluindo aeroespacial, processamento de alimentos e bebidas e petróleo e gás. É amplamente utilizado na produção de componentes semicondutores, buchas, vedações, rolamentos, componentes de bombas e válvulas, etc.

Dicas para escolher a seleção de materiais para você  Necessidades CNC

Alguns fatores cruciais precisam ser levados em consideração antes de finalizar seu material CNC. Considere-os posteriormente e você encontrará o material mais adequado para seus projetos.

●Priorize o uso do produto: Ao obter os requisitos do produto dos clientes, pergunte onde o produto será usado. Informe-se sobre o ambiente em que a peça irá operar ou funcionar. Cada material tem propriedades diferentes e é usado para aplicações específicas. Assim, de acordo com a aplicação da peça, são escolhidos materiais com propriedades físicas e químicas mais adequadas.

●Considere o processo de fabricação: Certos materiais são mais compatíveis com processos específicos de usinagem CNC. Por exemplo, alguns plásticos são mais adequados para fresamento, enquanto outros são excelentes para torneamento.

●Pense a longo prazo: Não se concentre apenas no custo inicial do material. Considere coisas como manutenção, durabilidade e vida útil. Às vezes, gastar um pouco mais adiantado pode poupar dor de cabeça (e dinheiro!) No futuro.

●Não tenha medo de experimentar: Se você não tiver certeza de qual material é o melhor, em vez de se preocupar em escolher entre a infinidade de materiais disponíveis, você pode selecionar materiais de usinagem comuns identificados pelos melhores engenheiros e concluir que funcionam bem para usinagem e são amplamente aceitos para tais aplicações. Os metais comuns incluem latão, cobre, aço inoxidável e alumínio. Os plásticos comuns incluem PEEK, Acetal, Nylon, ABS e Policarbonato.

●Aproveite o conhecimento especializado: Em caso de dúvida, consulte maquinistas experientes ou fornecedores de materiais. Eles podem oferecer insights e recomendações valiosas com base nas necessidades específicas do seu projeto.

Erros comuns a evitar ao escolher materiais de usinagem CNC

Mesmo com as melhores intenções, é fácil tropeçar ao escolher materiais de usinagem CNC. Mas não se preocupe, estamos aqui para ajudá-lo a evitar essas armadilhas comuns:

●Com vista para as propriedades dos materiais: É fácil se deixar levar pelo custo ou pela estética, mas não se esqueça dos fundamentos. Certifique-se de que as propriedades do material estejam alinhadas com as necessidades do seu projeto. Resistência, durabilidade e resistência à temperatura são apenas algumas coisas a considerar.

●Ignorando tolerâncias: A usinagem CNC tem tudo a ver com precisão. Deixar de considerar as tolerâncias pode levar a peças que não se ajustam ou não funcionam corretamente. Ai!

●Subestimando a importância da usinabilidade: Alguns materiais são mais fáceis de usinar do que outros. Escolher um material difícil de trabalhar pode aumentar o tempo e os custos de produção.

●Negligenciando os requisitos de acabamento superficial: Precisa de um acabamento espelhado? Ou uma superfície mais texturizada? Considere o acabamento superficial desejado ao selecionar o material. Alguns materiais são polidos melhor do que outros.

●Sem considerar o meio ambiente: Sua peça ficará exposta a produtos químicos agressivos ou temperaturas extremas? Certifique-se de que o material escolhido pode resistir aos elementos.

Obtenha o material de usinagem CNC certo para seus projetos

A seleção correta do material CNC é essencial para fazer uma peça boa e desejável. É melhor considerar cuidadosamente todos os fatores mencionados acima. Se você considerar com cuidado, poderá escolher um material de sucesso para seu próximo projeto. Mas a maneira mais eficaz e eficiente de fazer uma peça com as propriedades materiais desejadas é entrar em contato com os melhores no assunto. Sim, você pode entrar em contato com a BERGEK CNC com confiança.

BERGEK CNC é um fornecedor de classe mundial de usinagem CNC e serviços de prototipagem rápida. Atendemos uma ampla gama de indústrias em diferentes regiões do mundo. A Bergek CNC está aqui para ajudá-lo. Podemos fornecer mais de 60 metais e plásticos de engenharia e temos maquinistas e engenheiros bem experientes que ajudam a recomendar materiais para o seu projeto dentro do seu orçamento.

Se tiver alguma dúvida específica sobre usinagem de materiais, não hesite em nos contatar!

Perguntas frequentes sobre material de usinagem CNC

1. Qual é o material mais econômico para usinagem CNC?

Isso depende muito da aplicação em questão, mas no geral o Alumínio 6061 é o metal mais comum e de menor custo para usinagem CNC.

2. Qual é o melhor plástico para usinagem CNC?

POM (Delrin) é o plástico mais econômico para usinagem CNC. Isto se deve em parte à excelente usinabilidade dos termoplásticos.

3. Quais são as vantagens da usinagem CNC com metais?

Os metais são ideais para aplicações de fabricação que exigem alta resistência, dureza e/ou resistências confiáveis ​​a temperaturas extremas.

4. Quais são as vantagens da usinagem CNC com plásticos?

Embora sejam mais comuns na impressão 3D, os plásticos são ideais para usinagem CNC quando se deseja produzir peças leves com requisitos especiais de materiais. Os plásticos também são viáveis ​​para a produção de protótipos (especialmente antes de começar a produzir grandes quantidades com moldagem por injeção).

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