Cách sản phẩm được tạo ra đã được thay đổi bởi Gia công điều khiển số máy tính (CNC), một kỹ thuật sản xuất được sử dụng rộng rãi. Máy điều khiển bằng máy tính được sử dụng để sản xuất các bộ phận và linh kiện chính xác và phức tạp bằng các vật liệu khác nhau.
Gia công CNC phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn vật liệu chính xác. Các đặc điểm khác nhau như độ cứng, độ dẻo và khả năng gia công tác động đến quá trình gia công theo những cách khác nhau do sự khác biệt giữa các vật liệu khác nhau.
Gia công CNC yêu cầu xem xét cẩn thận việc lựa chọn vật liệu và các yếu tố khác nhau phải được đánh giá. Hơn nữa, có những vật liệu cụ thể thường được sử dụng trong quá trình này. Nó sẽ bao gồm các thuộc tính, lợi ích và ứng dụng của chúng.
Ngành công nghiệp gia công CNC thường sử dụng thép không gỉ làm vật liệu. Sự phổ biến của nó bắt nguồn từ độ bền, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và khả năng chịu được nhiệt độ cao. Các thành phần chịu điều kiện khắc nghiệt, áp suất cao hoặc hao mòn thường xuyên được làm bằng thép không gỉ tốt nhất do tính dẫn nhiệt và dẫn điện tuyệt vời của chúng. Các ngành công nghiệp khác nhau sử dụng rộng rãi vật liệu linh hoạt này. Tính linh hoạt của vật liệu này đến từ tính dễ gia công của nó, khiến nó phù hợp với nhiều mục đích sử dụng.
Thép không gỉ tìm thấy ứng dụng trong các sản phẩm khác nhau do sức mạnh và độ bền của nó. Bao gồm thiết bị y tế, máy móc chế biến thực phẩm, phụ tùng ô tô và máy móc xây dựng. Bằng cách sử dụng các vật liệu phù hợp, gia công CNC có thể cung cấp thêm các lợi ích về độ chính xác và tốc độ.
Nhôm có trọng lượng nhẹ và độ bền đặc biệt đã khiến nó trở thành vật liệu gia công CNC nổi tiếng trong ngành sản xuất. Sự phổ biến của nó trong các ứng dụng hiện đại như điện tử tiêu dùng, người máy, thiết bị y tế, hàng không vũ trụ và công nghiệp ô tô là nhờ những tính năng này.
Tốt cho các mục đích gia công và tự hào có tính dẫn nhiệt và điện cao cùng với khả năng chống ăn mòn ấn tượng. Bên cạnh đó, do tính dễ uốn và mềm dẻo của nó, nó có thể được chuyển đổi trơn tru thành nhiều cấu hình và độ lớn.
Để đảm bảo các tính chất cơ học và vật lý mong muốn cho ứng dụng dự định, điều quan trọng là phải cân nhắc cẩn thận khi lựa chọn hợp kim nhôm. Quá trình gia công CNC cho phép kiểm soát định hình, định cỡ và dung sai chính xác.
Nhôm là một trong những vật liệu linh hoạt và được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất, điều này giải thích việc nó được sử dụng rộng rãi trong các vật liệu gia công CNC.
Gia công CNC thường sử dụng titan do khả năng chống ăn mòn vượt trội, trọng lượng nhẹ và độ bền cao. Với các đặc tính riêng biệt giống như những đặc tính mà nó sở hữu, vật liệu này có nhiều tiện ích trong ngành hàng không vũ trụ, y tế và ô tô.
Mặc dù vật liệu gia công CNC có thể tốn kém, titan nổi bật nhờ khả năng đặc biệt của nó để có nhiều dạng khác nhau và tạo ra các bộ phận phức tạp tuân theo dung sai nghiêm ngặt. Trong gia công CNC, việc sử dụng titan có thể mang lại tính linh hoạt trong các đặc tính của vật liệu do độ bền, độ bền và độ dẻo dai đáng kinh ngạc của nó. Ngoài ra, vật liệu này duy trì độ bền của nó ngay cả trong môi trường nhiệt độ cao và cũng tương thích sinh học, khiến nó trở thành một ưu tiên lý tưởng cho cấy ghép y tế.
Nhiều ứng dụng hàng không vũ trụ chọn nó do tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao. Độ bền không bị hy sinh khi giảm trọng lượng.
Gia công CNC thường liên quan đến việc sử dụng đồng làm vật liệu do tính dẫn điện, tính dẻo và tính dẫn nhiệt tuyệt vời của nó. Độ dẻo tuyệt vời của nó cho phép nó được tạo hình thành các thiết kế phức tạp và hình dạng phức tạp một cách dễ dàng.
Khả năng chịu được nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn đặc biệt của đồng khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng công nghiệp. Vật liệu này là hoàn hảo để sản xuất các bộ phận hàng đầu như đầu nối điện, tản nhiệt và vỏ cảm biến. Khả năng kháng hóa chất cao hơn của đồng có nghĩa là nó được ưa chuộng hơn các lựa chọn khác. Đối với các bộ phận gia công tiếp xúc với môi trường ăn mòn, nó là một lựa chọn thay vì các vật liệu như nhôm.
Gia công CNC thường sử dụng đồng thau làm vật liệu do khả năng gia công tuyệt vời và các đặc tính linh hoạt của nó. Sự kết hợp của các đặc tính điện, nhiệt và cơ học trong hợp kim đồng và kẽm này là vô song. Nhiều ứng dụng khác nhau có thể hưởng lợi từ những đặc điểm này.
Môi trường biển, các thành phần điện và hệ thống ống nước, cùng với các dự án trang trí, thường sử dụng đồng thau do khả năng chống ăn mòn của nó. Bên cạnh đó, đồng thau có độ dẻo cao và có thể được tạo hình một cách thuận tiện thành các hình dạng phức tạp; điều này làm cho nó trở thành một trong những lựa chọn hàng đầu cho gia công CNC.
Việc xử lý đồng thau hiệu quả thông qua gia công CNC đòi hỏi kiến thức chuyên môn và xử lý cẩn thận. Nó có thể sản xuất các bộ phận chính xác chất lượng cao với số lượng lớnkhối lượng bằng các công cụ thích hợp. Có lẽ lợi thế đáng kể nhất của việc sử dụng đồng thau trong gia công CNC là khả năng chi trả và dễ tìm nguồn cung ứng so với các vật liệu khác, bao gồm thép không gỉ và titan.
Thép hợp kim và thép carbon là những vật liệu gia công CNC thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Do sức mạnh và khả năng gia công vượt trội của chúng, thép carbon và các hợp kim liên quan là hoàn hảo để sử dụng trong nhiều ứng dụng. Chúng cũng có thể được sử dụng với các kỹ thuật xử lý nhiệt khác nhau, giúp cải thiện chất lượng cơ học của chúng hơn nữa. Thép carbon cũng có giá hợp lý khi so sánh với các kim loại CNC khác.
Trái ngược với các chất như thép không gỉ hoặc nhôm, thép carbon và các hợp kim của nó vốn không có khả năng chống ăn mòn. Hơn nữa, vẻ ngoài kém hấp dẫn của chúng có thể không phù hợp cho các ứng dụng thẩm mỹ.
Tuy nhiên, thép carbon và hợp kim của nó có nhiều ứng dụng hữu ích, chẳng hạn như ốc vít cơ khí và các thành phần kết cấu như dầm. Những vật liệu này vẫn được ưa chuộng do độ bền, khả năng chi trả và khả năng gia công trong nhiều ứng dụng công nghiệp và sản xuất, bất chấp những nhược điểm của chúng.
Magiê được ứng dụng rộng rãi như một vật liệu trong gia công CNC. Với khả năng gia công tuyệt vời, cùng với trọng lượng nhẹ nhưng cực kỳ chắc chắn về khả năng chịu trọng lượng, vật liệu này được sử dụng rộng rãi để tạo ra các bộ phận đòi hỏi cả độ bền và trọng lượng thấp.
Mật độ magie là 1,7 g/cm³ làm cho nó nhẹ hơn thép bốn lần. Ngành kinh doanh hàng không vũ trụ nhận thấy đó là một ưu tiên tuyệt vời. Các ứng dụng ngoài trời là lý tưởng cho magiê do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của nó.
Thợ máy CNC phải có biện pháp phòng ngừa đặc biệt khi làm việc với magiê do tính dễ cháy của nó. Khả năng tản nhiệt tốt của magie làm cho nó trở thành một lựa chọn đặc biệt cho các bộ phận đòi hỏi độ dẫn nhiệt đáng tin cậy.
Nhiều người trong ngành gia công CNC thích ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) do độ bền vượt trội và khả năng chịu va đập mà vẫn giữ được độ bền. Thao tác với một polyme nhiệt dẻo như thế này có thể đạt được mà không gặp khó khăn thông qua một số phương pháp, bao gồm nhưng không giới hạn ở việc phay hoặc khoan bằng cách sử dụng thiết bị chuyên dụng như máy CNC.
Có thể dễ dàng đạt được các hình dạng phức tạp bằng cách đúc vật liệu ABS, loại vật liệu này cũng mang lại sự ổn định về kích thước vượt trội. Ngoài ra, trọng lượng nhẹ với mức độ độc hại thấp – những phẩm chất này giúp nó khả thi khi sử dụng trong việc xây dựng nhiều đối tượng chi tiết, bao gồm nhưng không giới hạn đối với đồ gia dụng như đồ chơi hoặc đồ điện tử.
Do độ bền cao, tuổi thọ cao và khả năng chống mài mòn, nylon là một vật liệu khác thường được sử dụng để gia công CNC. Do khả năng phục hồi nhiệt độ cao và tiếp xúc với hóa chất, nó là một vật liệu có giá trị cho nhiều ứng dụng.
Ni lông thích hợp để sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ và y tế. Điều này là do nó có thể dễ dàng gia công để tạo ra các chi tiết tinh xảo với các đường nét tinh xảo.
Ni lông có thể được sử dụng để thay thế cho một số bộ phận dễ bị hao mòn trong môi trường khắc nghiệt và cũng là một lựa chọn hợp lý hơn so với kim loại.
PMMA Acrylic, thường được gọi là thủy tinh acrylic, là vật liệu gia công CNC được sử dụng rộng rãi do tính linh hoạt, độ bền và độ rõ quang học của nó. Với khả năng chống va đập cao, PMMA Acrylic rất lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao hơn kính truyền thống và ít bị vỡ hoặc vỡ.
Acrylic có nhiệt độ nóng chảy thấp nên dễ gia công và tạo hình, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên để sản xuất các sản phẩm khác nhau, bao gồm bảng hiệu, màn hình, ống kính và thiết bị chiếu sáng. Ngoài ra, PMMA Acrylic có thể dễ dàng tô màu, in hoặc ép lớp, làm cho nó trở thành lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng trang trí và nghệ thuật.
Vật liệu cũng có thể được gia công thành các hình dạng hoặc cấu trúc phức tạp với độ chính xác cao bằng cách sử dụng máy phay CNC với mức hao phí tối thiểu. Với tính ổn định nhiệt cao và dễ gia công, PMMA Acrylic là sự lựa chọn tuyệt vời cho nhiều ứng dụng.
Nhựa nhiệt dẻo PEEK acrylic là vật liệu thường được sử dụng trong gia công CNC. Đây là kết quả của những phẩm chất độc đáo của nó. Từ viết tắt PEEK là viết tắt của polyether ether ketone.
Khả năng chịu nhiệt mạnh, kháng hóa chất đặc biệt và chất lượng cơ học tuyệt vời của vật liệu này đã được biết đến. Nó là vật liệu hoàn hảo cho các ứng dụng yêu cầu tiếp xúc thường xuyên với nhiệt độ cao, hóa chất ăn mòn hoặc ứng suất cơ học đáng kể do những đặc điểm này.
PEEK là một lựa chọn vật liệu tốt cho các sản phẩm chính xác cần tuân thủ các dung sai nghiêm ngặt do tính ổn định về kích thước, hệ số giãn nở nhiệt thấp và khả năng chống rão lớn. Ngoài ra, acrylic PEEK tương thích sinh học thường được sử dụngtrong các ứng dụng dược phẩm và y tế.
Để đạt được kết quả khả quan trong gia công CNC, người ta phải xem xét các yếu tố môi trường và lựa chọn vật liệu phù hợp. Hiệu quả của thành phẩm cũng như vật liệu phù hợp để sản xuất phụ thuộc vào nơi gia công được thực hiện.
Các công cụ và thiết bị gia công hoạt động tốt như thế nào có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí xung quanh của môi trường. Chất lỏng cắt gọt và chất bôi trơn được sử dụng phải tương thích với vật liệu. Chịu được ứng suất và nhiệt sinh ra trong quá trình gia công là điều cần thiết.
Hơn nữa, một môi trường vững chắc và ổn định là điều cần thiết để đảm bảo rằng không có sửa đổi nào xảy ra có thể ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Do đó, bằng cách xem xét trước môi trường gia công, người ta có thể đưa ra quyết định sáng suốt về việc chọn vật liệu gia công CNC thích hợp cho ứng dụng của mình.
Trọng lượng bộ phận là một yếu tố cần thiết khác phải được xem xét trước khi chọn vật liệu gia công CNC. Trọng lượng của bộ phận ảnh hưởng đáng kể đến độ bền của vật liệu cần thiết để chế tạo nó. Trọng lượng càng cao thì lực và ứng suất mà vật liệu phải chịu đựng càng lớn.
Chọn vật liệu quá nhẹ sẽ làm giảm độ bền của máy, trong khi vật liệu quá nặng làm tăng hao mòn máy. Việc xem xét giới hạn trọng lượng của quy trình gia công cũng rất quan trọng để đảm bảo rằng máy có thể xử lý trọng lượng của các bộ phận trong quá trình phay, cắt hoặc khoan.
Do đó, hiểu được trọng lượng chi tiết giúp người vận hành máy lựa chọn vật liệu phù hợp và tối ưu hóa quy trình gia công CNC. Bằng cách xem xét trọng lượng bộ phận, người vận hành máy đảm bảo rằng họ tạo ra các bộ phận chắc chắn và bền bỉ, có thể chịu được mài mòn và áp lực đáng kể.
Xem xét khả năng chịu nhiệt là rất quan trọng vì nó cho phép vật liệu chịu được nhiệt độ cao mà không bị hư hại. Điều này đảm bảo rằng các bộ phận của máy có thể tiếp tục hoạt động hiệu quả mà không bị hỏng hóc. Một vật liệu có khả năng chịu nhiệt vượt trội, chẳng hạn như thép không gỉ, là một minh họa lý tưởng. Nó có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường khắc nghiệt mà không bị hư hỏng.
Ngoài ra, bắt buộc phải có khả năng chịu nhiệt khi chế tạo các bộ phận cần bảo trì dung sai trong quá trình hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc hàn. Các ứng dụng này có thể kết hợp các hợp kim chịu nhiệt như hợp kim titan và hợp kim niken.
Khi quyết định vật liệu cho gia công CNC, điều cần thiết là phải xem xét nhu cầu về độ dẫn điện và từ tính của chúng. Tính dẫn điện là không thể thiếu trong các ứng dụng điện tử khác nhau vì nó xác định vật liệu có thể dẫn dòng điện tốt như thế nào. Để minh họa, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, các thành phần cụ thể yêu cầu vật liệu có độ dẫn điện cao để đảm bảo liên lạc và truyền tải điện hiệu quả.
Tương tự như vậy, các điều kiện tiên quyết về từ tính liên quan đến các tính năng của một chất cho phép nó hoạt động trong từ trường. Do đó, sự cần thiết của công nghệ này là hiển nhiên trong các ngành công nghiệp như robot và thiết bị y tế. Hiệu suất và tính bền vững của sản phẩm có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự lựa chọn vật liệu gia công CNC, tùy thuộc vào ứng dụng.
Do đó, điều cần thiết là phải đánh giá các đặc tính điện và từ của từng vật liệu và xác định cách chúng phù hợp với mục đích sử dụng, phương pháp thiết kế và chức năng.
Độ cứng là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn vật liệu gia công CNC phù hợp, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu mài mòn, biến dạng và mài mòn của vật liệu.
Độ cứng của vật liệu ảnh hưởng đến hiệu quả và chất lượng của quy trình gia công CNC. Trong gia công CNC, dụng cụ cắt tạo áp lực lên vật liệu, gây ra sự thay đổi vật lý. Mức độ cứng đóng một vai trò quan trọng trong hiệu quả của dụng cụ cắt và khả năng giảm thời gian gia công.
Chọn vật liệu quá mềm có thể khiến dụng cụ cắt nhanh hơn vật liệu, dẫn đến sản phẩm kém chất lượng, máy móc và dụng cụ bị hư hỏng, đồng thời tăng chi phí dụng cụ và sản xuất. Quá nhiều độ cứng trong vật liệu có thể dẫn đến mài mòn dụng cụ sớm, làm giảm năng suất và tăng chi phí dụng cụ đồng thời tăng thời gian gia công.
Gia công CNC đã mang lại một cuộc cách mạng trong kinh doanh sản xuất và việc chọn đúng chất liệu là rất quan trọng để đạt được kết quả lý tưởng. Như đã lưu ý trong hướng dẫn này, có rất nhiều vật liệu có sẵn để lựa chọn, mỗi vật liệu thể hiện những phẩm chất và đặc điểm riêng biệt.
bài viết này có cung cấp một số ánh sáng trên các vật liệu điển hình được sử dụng trong gia công CNC. Coi như các yếu tố như; môi trường gia công, trọng lượng bộ phận, khả năng chịu nhiệt, độ dẫn điện, Yêu cầu về từ tínhvà độ cứng trước khi quyết định một lựa chọn. Để đảm bảo hiệu quả và độ bền tối đa, điều quan trọng là tìm kiếm chuyên gia CNC lời khuyên bất cứ khi nào bạn không chắc chắn về điều gì đó và chỉ chọn vật liệu chất lượng cao.