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Ein Leitfaden für gängige CNC-Bearbeitungsmaterialien

Jul 10, 2023

Die Art und Weise, wie Produkte erstellt werden, wurde geändert von CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control)., eine weit verbreitete Fertigungstechnik. Computergesteuerte Maschinen werden zur Herstellung präziser und komplizierter Teile und Komponenten aus verschiedenen Materialien eingesetzt.

Bei der CNC-Bearbeitung kommt es in hohem Maße auf die Auswahl der richtigen Materialien an. Verschiedene Eigenschaften wie Härte, Duktilität und Bearbeitbarkeit wirken sich aufgrund der Unterschiede zwischen verschiedenen Materialien auf unterschiedliche Weise auf den Bearbeitungsprozess aus.

Die CNC-Bearbeitung erfordert eine sorgfältige Abwägung der Materialauswahl und die Bewertung verschiedener Faktoren. Darüber hinaus werden in diesem Prozess häufig bestimmte Materialien verwendet. Es wird ihre Eigenschaften, Vorteile und Anwendungen abdecken.

Erkundung gängiger CNC-Bearbeitungsmaterialien 

1. Edelstahl

In der CNC-Bearbeitungsindustrie wird üblicherweise Edelstahl als Material verwendet. Seine Beliebtheit beruht auf seiner Haltbarkeit, seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und seiner Fähigkeit, hohe Temperaturen zu vertragen. Komponenten, die anspruchsvollen Bedingungen, hohen Drücken oder regelmäßigem Verschleiß ausgesetzt sind, werden aufgrund ihrer hervorragenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeit am besten aus Edelstahl gefertigt. Verschiedene Branchen nutzen dieses vielseitige Material in großem Umfang. Die Vielseitigkeit dieses Materials beruht auf seiner einfachen Bearbeitung, die es für ein breites Anwendungsspektrum geeignet macht.

Edelstahl findet aufgrund seiner Festigkeit und Haltbarkeit in verschiedenen Produkten Anwendung. Dazu gehören medizinische Geräte, Lebensmittelverarbeitungsmaschinen, Automobilteile und Baumaschinen. Durch die Verwendung konsistenter Materialien bietet die CNC-Bearbeitung zusätzliche Vorteile in Bezug auf Präzision und Geschwindigkeit.

2. Aluminium

Das außergewöhnlich geringe Gewicht und die Haltbarkeit von Aluminium haben es zu einem bekannten CNC-Bearbeitungsmaterial in der Fertigungsindustrie gemacht. Diesen Merkmalen ist seine Beliebtheit bei modernen Anwendungen wie Unterhaltungselektronik, Robotik, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie zu verdanken.

Gut für Bearbeitungszwecke geeignet und zeichnet sich durch eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit sowie eine beeindruckende Korrosionsbeständigkeit aus. Darüber hinaus lässt es sich aufgrund seiner Formbarkeit und Biegsamkeit problemlos in zahlreiche Konfigurationen und Größen umwandeln.

Um die gewünschten mechanischen und physikalischen Eigenschaften für die vorgesehene Anwendung zu gewährleisten, ist es wichtig, bei der Auswahl von Aluminiumlegierungen sorgfältige Überlegungen anzustellen. Der CNC-Bearbeitungsprozess ermöglicht eine präzise Formgebung, Dimensionierung und Toleranzkontrolle.

Aluminium gehört zu den vielseitigsten und am häufigsten verwendeten Materialien in der Fertigung, was seine weit verbreitete Verwendung in CNC-Bearbeitungsmaterialien erklärt.

3. Titan

Bei der CNC-Bearbeitung wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, seines geringen Gewichts und seiner hohen Festigkeit üblicherweise Titan verwendet. Mit seinen ausgeprägten Eigenschaften findet dieses Material großen Nutzen in der Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Automobilindustrie.

Obwohl CNC-Bearbeitungsmaterialien kostspielig sein können, zeichnet sich Titan durch seine außergewöhnliche Fähigkeit aus, verschiedene Formen anzunehmen und komplizierte Teile herzustellen, die strenge Toleranzen einhalten. Bei der CNC-Bearbeitung kann der Einsatz von Titan aufgrund seiner unglaublichen Haltbarkeit, Festigkeit und Zähigkeit vielseitige Materialeigenschaften bieten. Darüber hinaus behält das Material seine Festigkeit auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen und ist zudem biokompatibel, was es zu einer idealen Wahl für medizinische Implantate macht.

Viele Luft- und Raumfahrtanwendungen entscheiden sich aufgrund seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses für es. Bei der Gewichtsreduzierung geht die Haltbarkeit nicht verloren.

 

4. Kupfer

Bei der CNC-Bearbeitung wird aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit, Formbarkeit und Wärmeleitfähigkeit häufig Kupfer als Material verwendet. Dank seiner großen Duktilität lässt es sich mühelos zu komplizierten Designs und komplexen Formen formen.

Die Fähigkeit von Kupfer, hohen Temperaturen standzuhalten, und seine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit machen es zu einer beliebten Wahl für industrielle Anwendungen. Das Material eignet sich perfekt für die Herstellung hochwertiger Teile wie elektrische Steckverbinder, Kühlkörper und Sensorgehäuse. Aufgrund seiner höheren chemischen Beständigkeit wird Kupfer gegenüber anderen Optionen bevorzugt. Für die Bearbeitung von Bauteilen, die einer korrosiven Umgebung ausgesetzt sind, ist es eine Option anstelle von Materialien wie Aluminium.

 

5. Messing

Bei der CNC-Bearbeitung wird aufgrund seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit und vielseitigen Eigenschaften häufig Messing als Material eingesetzt. Die Mischung aus elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften dieser Kupfer-Zink-Legierung ist beispiellos. Viele verschiedene Anwendungen können von diesen Eigenschaften profitieren.

In maritimen Umgebungen, bei Elektro- und Sanitärkomponenten sowie bei dekorativen Projekten wird Messing aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit häufig verwendet. Darüber hinaus verfügt Messing über eine hohe Formbarkeit und lässt sich bequem in komplizierte Formen bringen. Dies macht es zu einer der ersten Wahl für die CNC-Bearbeitung.

Die effiziente Bearbeitung von Messing durch CNC-Bearbeitung erfordert Fachwissen und einen sorgfältigen Umgang. Es können hochwertige Präzisionsteile in großen Mengen hergestellt werdenBände mit den entsprechenden Werkzeugen. Der vielleicht bedeutendste Vorteil der Verwendung von Messing bei der CNC-Bearbeitung ist seine Erschwinglichkeit und einfache Beschaffung im Vergleich zu anderen Materialien, einschließlich Edelstahl und Titan.

6. Legierter Stahl und Kohlenstoffstahl

Legierter Stahl und Kohlenstoffstahl sind in verschiedenen Branchen häufig verwendete CNC-Bearbeitungsmaterialien. Aufgrund ihrer überlegenen Festigkeit und Bearbeitbarkeit eignen sich Kohlenstoffstahl und verwandte Legierungen perfekt für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen. Sie können auch mit verschiedenen Wärmebehandlungstechniken verwendet werden, was ihre mechanischen Eigenschaften noch weiter verbessert. Kohlenstoffstahl ist im Vergleich zu anderen CNC-Metallen auch preisgünstig.

Im Gegensatz zu Materialien wie Edelstahl oder Aluminium sind Kohlenstoffstahl und seine Legierungen nicht von Natur aus korrosionsbeständig. Darüber hinaus ist ihr unansehnliches Aussehen für ästhetische Anwendungen möglicherweise nicht geeignet.

Allerdings gibt es für Kohlenstoffstahl und seine Legierungen vielfältige nützliche Einsatzmöglichkeiten, etwa für mechanische Befestigungselemente und Strukturbauteile wie Träger. Trotz ihrer Nachteile werden diese Materialien aufgrund ihrer Festigkeit, Erschwinglichkeit und Bearbeitbarkeit in vielen Industrie- und Fertigungsanwendungen immer noch bevorzugt.

7. Magnesium

Magnesium findet als Material in der CNC-Bearbeitung breite Anwendung. Aufgrund seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit, seines geringen Gewichts und seiner unglaublichen Festigkeit in Bezug auf die Tragfähigkeit wird dieses Material häufig zur Herstellung von Teilen verwendet, die sowohl Robustheit als auch geringes Gewicht erfordern.

Mit einer Dichte von 1,7 g/cm³ ist Magnesium viermal leichter als Stahl. Die Luft- und Raumfahrtindustrie hält dies für eine hervorragende Wahl. Aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit ist Magnesium ideal für den Einsatz im Außenbereich.

Aufgrund der Entflammbarkeit von Magnesium müssen CNC-Maschinenbauer bei der Arbeit mit Magnesium besondere Vorsichtsmaßnahmen treffen. Die gute Wärmeableitungsfähigkeit von Magnesium macht es zu einer hervorragenden Wahl für Teile, die eine zuverlässige Wärmeleitfähigkeit erfordern.

8. Abs

Viele Menschen in der CNC-Bearbeitungsindustrie bevorzugen ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) aufgrund seiner bemerkenswerten Festigkeit und Fähigkeit, Stößen standzuhalten und gleichzeitig die Haltbarkeit beizubehalten. Die Bearbeitung eines solchen thermoplastischen Polymers kann problemlos durch verschiedene Methoden erfolgen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Fräsen oder Bohren mithilfe spezieller Geräte wie einer CNC-Maschine.

Komplexe Formen lassen sich durch das Formen von ABS-Materialien leicht erreichen, die zudem eine hervorragende Dimensionsstabilität bieten. Darüber hinaus ist es leicht und weist eine geringe Toxizität auf – diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz bei der Herstellung zahlreicher detaillierter Objekte, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Haushaltswaren wie Spielzeug oder Elektronik.

9. Nylon

Aufgrund seiner hohen Festigkeit, Langlebigkeit und Abriebfestigkeit ist Nylon ein weiteres Material, das häufig für die CNC-Bearbeitung verwendet wird. Aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit gegenüber extremer Hitze und chemischer Einwirkung ist es ein wertvoller Werkstoff für viele Anwendungen.

Nylon eignet sich für den Einsatz in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizinindustrie. Dies liegt daran, dass es leicht bearbeitet werden kann, um anspruchsvolle Stücke mit feinen Eigenschaften zu schaffen.

Nylon kann als Ersatz für einige Abschnitte verwendet werden, die in rauen Umgebungen anfällig für Abnutzung sind, und ist außerdem eine kostengünstigere Option als Metalle.

10. PMMA-Acryl

PMMA-Acryl, allgemein bekannt als Acrylglas, ist aufgrund seiner Vielseitigkeit, Haltbarkeit und optischen Klarheit ein weit verbreitetes CNC-Bearbeitungsmaterial. Mit seiner hohen Schlagfestigkeit eignet sich PMMA-Acryl hervorragend für Anwendungen, die eine höhere Festigkeit als herkömmliches Glas erfordern und weniger anfällig für Bruch oder Zersplitterung sind.

Acryl hat einen niedrigen Schmelzpunkt, wodurch es leicht bearbeitet und geformt werden kann, was es zu einer bevorzugten Wahl für die Herstellung verschiedener Produkte macht, darunter Schilder, Displays, Linsen und Beleuchtungskörper. Darüber hinaus lässt sich PMMA-Acryl problemlos einfärben, bedrucken oder laminieren, was es zu einer beliebten Wahl für dekorative und künstlerische Anwendungen macht.

Das Material kann mit CNC-Fräsmaschinen auch mit minimalem Ausschuss in komplexe Formen oder Strukturen mit hoher Präzision bearbeitet werden. Aufgrund seiner hohen thermischen Stabilität und einfachen Bearbeitbarkeit ist PMMA-Acryl eine ausgezeichnete Wahl für ein breites Anwendungsspektrum.

11. SPÄHEN

Thermoplastisches PEEK-Acryl ist ein Material, das häufig in der CNC-Bearbeitung verwendet wird. Dies liegt an seinen einzigartigen Qualitäten. Das Akronym PEEK steht für Polyetheretherketon.

Die hohe thermische Beständigkeit, die außergewöhnliche chemische Beständigkeit und die hervorragenden mechanischen Eigenschaften dieses Materials sind allgemein bekannt. Es ist das perfekte Material für Anwendungen, die aufgrund dieser Eigenschaften eine ständige Einwirkung hoher Temperaturen, korrosiver Chemikalien oder erheblicher mechanischer Belastung erfordern.

PEEK ist aufgrund seiner Dimensionsstabilität, seines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und seiner hohen Kriechfestigkeit eine gute Materialoption für Präzisionsprodukte, bei denen strenge Toleranzen eingehalten werden müssen. Darüber hinaus wird häufig biokompatibles PEEK-Acryl eingesetztin pharmazeutischen und medizinischen Anwendungen.

Überlegungen bei der Auswahl von CNC-Bearbeitungsmaterialien

1. Bearbeitungsumgebung

Um bei der CNC-Bearbeitung zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, müssen Umweltfaktoren berücksichtigt und entsprechende Materialien ausgewählt werden. Die Wirksamkeit eines fertigen Produkts sowie die geeigneten Materialien für seine Herstellung hängen davon ab, wo die Bearbeitung erfolgt.

Die Leistung von Bearbeitungswerkzeugen und -geräten kann durch die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die Luftqualität der Umgebung beeinflusst werden. Die verwendeten Schneidflüssigkeiten und Schmiermittel sollten mit dem Material kompatibel sein. Es ist wichtig, den bei der Bearbeitung entstehenden Belastungen und Hitze standzuhalten.

Darüber hinaus ist eine stabile und stabile Umgebung unerlässlich, um sicherzustellen, dass keine Veränderungen auftreten, die die Qualität des Endprodukts beeinträchtigen könnten. Daher kann man durch die vorherige Betrachtung der Bearbeitungsumgebung eine fundierte Entscheidung über die Auswahl des geeigneten CNC-Bearbeitungsmaterials für seine Anwendung treffen.

 

2. Teilgewicht

Das Teilegewicht ist ein weiterer wesentlicher Faktor, der vor der Auswahl des CNC-Bearbeitungsmaterials berücksichtigt werden muss. Das Gewicht des Teils hat erheblichen Einfluss auf die Festigkeit des für seine Herstellung erforderlichen Materials. Je höher das Gewicht, desto größer sind die Kräfte und Belastungen, denen das Material standhalten muss.

Die Wahl eines zu leichten Materials verringert die Haltbarkeit, während ein zu schweres Material den Verschleiß der Maschine erhöht. Es ist auch wichtig, die Gewichtsgrenzen des Bearbeitungsprozesses zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Maschine das Gewicht der Teile beim Fräsen, Schneiden oder Bohren bewältigen kann.

Daher hilft das Verständnis des Teilegewichts Maschinenbedienern, geeignete Materialien auszuwählen und den CNC-Bearbeitungsprozess zu optimieren. Durch die Berücksichtigung des Teilegewichts stellt der Maschinenbediener sicher, dass er robuste und langlebige Teile produziert, die erheblichen Abnutzungen und Belastungen standhalten.

 

3. Hitzebeständigkeit

Die Berücksichtigung der Hitzebeständigkeit ist wichtig, da Materialien dadurch hohen Temperaturen standhalten können, ohne beschädigt zu werden. Dadurch ist gewährleistet, dass die Maschinenelemente weiterhin effizient und störungsfrei arbeiten können. Ein Material mit bemerkenswerter Hitzebeständigkeit, wie zum Beispiel Edelstahl, bietet ein ideales Beispiel. Es hält extremen Temperaturen und rauen Umgebungen stand, ohne sich zu verschlechtern.

Darüber hinaus ist Hitzebeständigkeit bei der Herstellung von Bauteilen, die bei Hochtemperaturvorgängen oder beim Schweißen eine Einhaltung der Toleranzen erfordern, von entscheidender Bedeutung. Diese Anwendungen können hitzebeständige Legierungen wie Titanlegierungen und Nickellegierungen umfassen.

 

4. Elektrische Leitfähigkeit und magnetische Anforderungen

Bei der Auswahl von Materialien für die CNC-Bearbeitung ist es wichtig, deren elektrische Leitfähigkeit und magnetische Anforderungen zu berücksichtigen. Die elektrische Leitfähigkeit ist in verschiedenen elektronischen Anwendungen unverzichtbar, da sie bestimmt, wie gut Materialien elektrische Ströme leiten können. Zur Veranschaulichung: Im Luft- und Raumfahrtbereich erfordern bestimmte Komponenten Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, um eine effiziente Kommunikation und Energieübertragung zu gewährleisten.

Ebenso beziehen sich magnetische Voraussetzungen auf die Eigenschaften eines Stoffes, die es ihm ermöglichen, in magnetischen Feldern zu funktionieren. Folglich ist die Notwendigkeit dieser Technologie in Branchen wie der Robotik und der Medizintechnik offensichtlich. Die Leistung und Nachhaltigkeit des Produkts kann je nach Anwendung erheblich durch die Wahl des CNC-Bearbeitungsmaterials beeinflusst werden.

Daher ist es wichtig, die elektrischen und magnetischen Eigenschaften jedes Materials zu bewerten und zu bestimmen, wie sie mit der beabsichtigten Verwendung, dem Designansatz und der Funktionalität übereinstimmen.

 

5. Härte

Die Härte ist ein entscheidender Faktor, der bei der Auswahl des richtigen CNC-Bearbeitungsmaterials berücksichtigt werden muss, da sie sich direkt auf die Fähigkeit des Materials auswirkt, Verschleiß, Verformung und Abrieb standzuhalten.

Die Härte eines Materials beeinflusst die Effizienz und Qualität eines CNC-Bearbeitungsprozesses. Bei der CNC-Bearbeitung übt das Schneidwerkzeug Druck auf das Material aus, was zu physikalischen Veränderungen führt. Der Härtegrad spielt eine entscheidende Rolle für die Wirksamkeit des Schneidwerkzeugs und seine Fähigkeit, die Bearbeitungszeit zu verkürzen.

Die Wahl eines zu weichen Materials kann dazu führen, dass das Werkzeug schneller schneidet als das Material, was zu minderwertigen Produkten, beschädigten Maschinen und Werkzeugen sowie höheren Werkzeug- und Herstellungskosten führt. Eine zu hohe Härte des Materials kann zu einem frühen Werkzeugverschleiß führen, was die Produktivität verringert, die Werkzeugkosten erhöht und gleichzeitig die Bearbeitungszeiten verlängert.

 

Abschluss

Die CNC-Bearbeitung hat eine Revolution im Fertigungsgeschäft herbeigeführt, und die Wahl des richtigen Materials ist entscheidend für die Erzielung idealer Ergebnisse. Wie in diesem Leitfaden erwähnt, stehen zahlreiche Materialien zur Auswahl, von denen jedes seine eigenen besonderen Qualitäten und Merkmale aufweist.

Dieser Artikel hat lieferte einige Einblicke in die typischen Materialien, die bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden. In Betracht ziehen Faktoren wie; Bearbeitungsumgebung, Teilegewicht, Hitzebeständigkeit, elektrische Leitfähigkeit, magnetische Anforderungenund Härte bevor Sie sich für eine Wahl entscheiden. Um maximale Effizienz und Haltbarkeit zu gewährleisten, ist es wichtig, danach zu streben CNC-Experte Lassen Sie sich beraten, wenn Sie unsicher sind und wählen Sie nur hochwertige Materialien.

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