Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Đăng bởi: Tinh HàDanh mục: Tin kỹ thuật

Gia công CNC vẫn luôn là một phần quan trọng của ngành công nghiệp sản xuất với các ứng dụng như hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và điện tử. Trong những năm gần đây, đã có những tiến bộ đáng kinh ngạc đối với các vật liệu gia công CNC, mang đến sự kết hợp tuyệt vời giữa đặc tính vật liệu, chi phí và tính thẩm mỹ.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào thế giới đa dạng của vật liệu CNC. Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn hướng dẫn toàn diện để chọn vật liệu phù hợp cho gia công CNC, bao gồm danh sách chi tiết các vật liệu thường được sử dụng. 

Những điều cần lưu ý khi lựa chọn vật liệu gia công CNC

Sự phổ biến của nhiều loại vật liệu dành cho gia công CNC giúp các kỹ sư tự do lựa chọn loại vật liệu tốt nhất cho nhu cầu cụ thể của họ. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như sức bền cần thiết, tuổi thọ, bề mặt hoàn thiện và hiệu quả chi phí. (Xem thêm bài viết Chi phí gia công CNC, những yếu tố ảnh hưởng và làm cách nào để tiết kiệm chi phí).

Do đó, điều cần thiết là phải hiểu các yếu tố khác nhau cần xem xét trước khi chọn vật liệu CNC cho các dự án của bạn. Điều này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt và đảm bảo rằng các dự án của bạn thành công.

Môi trường gia công

Điều quan trọng là phải xem xét môi trường gia công khi lựa chọn vật liệu CNC. Bởi vì các vật liệu khác nhau phản ứng khác nhau với các điều kiện gia công khác nhau, chẳng hạn như tốc độ cắt, vật liệu dụng cụ cắt và chất làm mát. Môi trường gia công bao gồm các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và sự hiện diện của các chất gây ô nhiễm. 

Ví dụ, một số vật liệu có thể có xu hướng sứt mẻ hoặc nứt nếu nhiệt độ gia công quá cao, trong khi những vật liệu khác có thể khiến mài mòn dụng cụ quá mức nếu tốc độ cắt quá cao. Tương tự, việc sử dụng một số chất làm mát hoặc chất bôi trơn có thể cần thiết để giảm nhiệt và ma sát trong quá trình gia công. Nhưng những thứ này có thể không tương thích với một số vật liệu nhất định và có thể dẫn đến ăn mòn hoặc các dạng hư hỏng khác.

Do đó, xem xét đến môi trường gia công có thể giúp cải thiện năng suất, giảm chi phí và đảm bảo chất lượng của thành phẩm.

Trọng lượng sản phẩm

Điều cần thiết là phải xem xét trọng lượng sản phẩm cần gia công để đảm bảo hiệu quả chi phí, hiệu suất và khả năng sản xuất. Các bộ phận nặng hơn đòi hỏi nhiều vật liệu hơn, điều này có thể làm tăng chi phí sản xuất (Xem thêm 7 CÁCH ĐỂ GIẢM CHI PHÍ SẢN XUẤT TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ CHÍNH XÁC). Ngoài ra, các bộ phận nặng hơn có thể yêu cầu máy CNC lớn hơn và mạnh hơn để sản xuất, làm tăng chi phí và thời gian sản xuất. Do đó, việc chọn vật liệu có khối lượng riêng thấp hơn, chẳng hạn như nhôm hoặc magiê, có thể giúp giảm trọng lượng của sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

Bên cạnh đó, trọng lượng sản phẩm cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng. Ví dụ, trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, việc giảm trọng lượng của một bộ phận có thể tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu và cải thiện hiệu suất tổng thể. Trong các ứng dụng ô tô, việc giảm trọng lượng cũng có thể cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu, cũng như tăng khả năng tăng tốc và xử lý.

Khả năng chịu nhiệt

Khả năng chịu nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu được nhiệt độ cao của vật liệu mà không bị biến dạng hoặc hư hỏng đáng kể. Trong quá trình gia công CNC , vật liệu được gia công trải qua nhiều chu kỳ gia nhiệt và làm mát khác nhau, đặc biệt khi vật liệu được cắt, khoan hoặc phay. Các chu trình này có thể gây ra hiện tượng giãn nở nhiệt, cong vênh hoặc nứt vỡ ở các vật liệu không chịu nhiệt.

Lựa chọn vật liệu CNC có khả năng chịu nhiệt tốt cũng có thể giúp cải thiện quá trình gia công và giảm chi phí sản xuất. Khi một vật liệu có thể chịu được nhiệt độ cao, nó cho phép tốc độ cắt nhanh hơn và vết cắt sâu hơn. Điều này mang đến thời gian gia công ngắn hơn và giảm hao mòn cho các dụng cụ cắt.

Các vật liệu khác nhau để gia công CNC có mức độ chịu nhiệt khác nhau và việc lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào mục đích sử dụng của thành phẩm. Các vật liệu như nhôm và đồng thích hợp cho các ứng dụng tản nhiệt và kiểm soát nhiệt do tính dẫn nhiệt tốt của chúng. Nhưng thép không gỉ và titan là lý tưởng cho các ứng dụng hàng không và y tế do điểm nóng chảy cao và khả năng chống ăn mòn của chúng.

Yêu cầu về độ dẫn điện và từ tính

Độ dẫn điện là thước đo khả năng dẫn điện của vật liệu. Trong gia công CNC, vật liệu có độ dẫn điện cao được ưa chuộng hơn vì chúng có thể tản nhiệt hiệu quả. Điều này đặc biệt quan trọng khi gia công kim loại, vì nhiệt sinh ra trong quá trình này có thể khiến vật liệu bị cong vênh hoặc biến dạng. Các vật liệu có độ dẫn điện cao, chẳng hạn như đồng và nhôm, có thể tản nhiệt hiệu quả, giúp ngăn ngừa những vấn đề này. 

Tính chất từ ​​tính cũng rất quan trọng khi lựa chọn vật liệu CNC, đặc biệt khi làm việc với các vật liệu sắt từ như sắt, niken và coban. Những vật liệu này có từ trường mạnh có thể ảnh hưởng đến quá trình cắt. Các vật liệu không có từ tính, chẳng hạn như titan và thép không gỉ, được ưu tiên sử dụng cho gia công CNC. Bởi vì chúng không bị ảnh hưởng bởi từ trường và do đó tạo ra đường cắt sạch hơn.

Độ cứng vật liệu

Độ cứng vật liệu đề cập đến việc vật liệu có thể được cắt, khoan hoặc tạo hình dễ dàng như thế nào bằng máy gia công CNC.

Khi vật liệu quá cứng, có thể khó cắt hoặc tạo hình, điều này có thể dẫn đến mài mòn dụng cụ cắt quá mức, gãy dụng cụ hoặc bề mặt kém hoàn thiện. Ngược lại, vật liệu quá mềm có thể biến dạng hoặc lệch hướng dưới lực cắt, dẫn đến độ chính xác về kích thước hoặc độ hoàn thiện bề mặt kém.

Do đó, việc chọn vật liệu cho gia công CNC có độ cứng phù hợp là rất quan trọng để đạt được các bộ phận gia công chính xác, chất lượng cao. Ngoài ra, độ cứng của vật liệu cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu quả của quá trình gia công. Vì vật liệu cứng hơn có thể yêu cầu tốc độ cắt chậm hơn hoặc dụng cụ cắt mạnh hơn.

Độ hoàn thiện bề mặt

Yêu cầu về hoàn thiện bề mặt sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và hình thức của sản phẩm gia công cuối cùng. Ví dụ, một sản phẩm có bề mặt nhám có thể bị ma sát nhiều hơn, điều này có thể dẫn đến dụng cụ cắt bị hao mòn sớm và hỏng hóc. Mặt khác, một sản phẩm có bề mặt nhẵn sẽ ít ma sát hơn, dẫn đến hiệu suất được cải thiện và tuổi thọ dụng cụ dài hơn. Ngoài ra, bề mặt hoàn thiện cũng đóng một vai trò quan trọng trong tính thẩm mỹ. Lớp hoàn thiện bề mặt được đánh bóng có thể cải thiện vẻ ngoài của một bộ phận và làm cho nó hấp dẫn hơn đối với khách hàng.

Do đó, khi lựa chọn vật liệu để gia công CNC, điều cần thiết là phải xem xét các yêu cầu hoàn thiện bề mặt cho sản phẩm cuối cùng. Một số vật liệu dễ gia công để có bề mặt nhẵn hơn những vật liệu khác. Ví dụ, các kim loại như nhôm và đồng thau tương đối dễ gia công để đạt được độ hoàn thiện nhẵn. Ngược lại, các vật liệu như carbon fiber và fiberglass có thể khó gia công hơn và để đạt được bề mặt mịn có thể yêu cầu các công cụ đặc biệt và kỹ thuật gia công cao hơn.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Tính thẩm mỹ

Nếu dự án gia công CNC của bạn dự định sản xuất một sản phẩm sẽ được sử dụng trong môi trường bán lẻ cao cấp, thì tính thẩm mỹ sẽ là một yếu tố quan trọng. Vật liệu phải hấp dẫn về mặt thị giác, với kết cấu, màu sắc và bề mặt hoàn thiện hấp dẫn. Nó cũng phải có khả năng dễ dàng đánh bóng, sơn hoặc hoàn thiện để đạt được vẻ ngoài mong muốn.

Ngoài ra, trong các ngành công nghiệp như ô tô và hàng không vũ trụ, tính thẩm mỹ có thể là một dấu hiệu cho thấy chất lượng của sản phẩm và sự chú ý của nhà sản xuất vào từng chi tiết. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các loại xe hạng sang, nơi người tiêu dùng trả phí cao cho các vật liệu và lớp hoàn thiện chất lượng cao.

Ứng dụng của sản phẩm

Ứng dụng cuối cùng của sản phẩm sẽ có quyết định rất lớn tới việc lựa chọn vật liệu gia công CNC. Các yếu tố định hướng ứng dụng khác có thể bao gồm các mối quan tâm thực tế như khả năng gia công vật liệu, phản ứng hóa học, độ bám dính, tính sẵn có của vật liệu, tuổi thọ, độ bền mỏi, v.v.

Khi nói đến việc lựa chọn vật liệu thích hợp cho gia công CNC, ứng dụng dự định của thành phẩm là một yếu tố quan trọng cần xem xét. Các vật liệu khác nhau có các đặc tính khác nhau, chẳng hạn như độ cứng, độ bền kéo và độ dẻo. Các tính chất này ảnh hưởng đến cách vật liệu hoạt động trong các điều kiện cụ thể và xác định tính phù hợp của vật liệu cho các ứng dụng thực tế khác nhau.

Ví dụ: nếu thành phẩm được thiết kế để sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao, thì các vật liệu như nhôm hoặc đồng sẽ là lựa chọn tốt hơn do tính dẫn nhiệt cao và khả năng chống hư hại do nhiệt.

Ngân sách

Ngân sách là một yếu tố quan trọng cần xem xét vì nhiều lý do. Đầu tiên, chi phí của vật liệu có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào loại vật liệu và số lượng được yêu cầu. Trong khi một số kim loại cao cấp có thể đắt tiền, nhựa hoặc vật liệu tổng hợp có thể hợp túi tiền hơn. Đặt ngân sách cho vật liệu sẽ giúp thu hẹp các lựa chọn của bạn và tập trung vào các vật liệu trong phạm vi giá của bạn.

Thứ hai, chi phí gia công CNC có thể tốn kém và tốn thời gian. Chi phí gia công phụ thuộc vào loại vật liệu, độ phức tạp của bộ phận sản phẩm và các thiết bị cần thiết. Chọn vật liệu rẻ hơn có thể giảm chi phí sản xuất chung.

Cuối cùng, việc chọn vật liệu nằm trong ngân sách của bạn có thể ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm. Vật liệu rẻ hơn có thể dễ bị lỗi hoặc kém bền hơn vật liệu chất lượng cao hơn. Do đó, thiết lập ngân sách và chọn vật liệu có chất lượng cao hơn trong ngân sách sẽ đảm bảo thành phẩm vừa bền vừa đạt tiêu chuẩn cao.

Gợi ý các vật liệu tốt nhất cho các dự án gia công CNC

Bây giờ, chúng ta hãy chuyển sang phần tiếp theo của cuộc thảo luận: các loại vật liệu gia công CNC. Chúng tôi sẽ thảo luận chi tiết về kim loại và nhựa thông thường. Sau đó, chúng tôi sẽ chuyển trọng tâm sang một số vật liệu CNC ít được biết đến hơn.

Vật liệu CNC kim loại

Kim loại là vật liệu phổ biến nhất trong số các sản phẩm được gia công CNC. Chúng cung cấp một loạt các đặc tính thuận lợi như độ bền cao, độ cứng, khả năng chịu nhiệt và tính dẫn điện.

Nhôm 

Nhôm được coi là một trong những vật liệu linh hoạt và có giá trị nhất trong gia công CNC. Nó có tỷ lệ sức bền trên trọng lượng vượt trội, tính chất nhẹ, khả năng chống ăn mòn và vẻ ngoài màu bạc nổi bật. Do đó, nhôm rất được ưa chuộng để sử dụng trong nhiều ứng dụng. Ngoài ra, các đặc tính nhiệt và điện thuận lợi của nó khiến nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong nhiều ứng dụng quản lý nhiệt và điện tử.

So với các kim loại CNC khác , chẳng hạn như titan và thép, nhôm tương đối dễ gia công, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến của các nhà sản xuất. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nhôm không phải là vật liệu rẻ nhất hiện có. Và nó đắt hơn một số vật liệu khác, chẳng hạn như thép không gỉ.

Các loại nhôm 6061 và 7075 chất lượng cao đặc biệt phổ biến để sử dụng trong khung hàng không vũ trụ, các bộ phận động cơ ô tô và thiết bị thể thao hạng nhẹ. Tính linh hoạt của nhôm cho phép nó được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng khác, bao gồm xây dựng, đóng gói và điện tử tiêu dùng.

Xem thêm bài viết Cần lưu ý những gì khi gia công phay nhôm

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Inox 

Thép không gỉ hay inox có nhiều loại. Tuy nhiên, nói chung nó có độ bền và độ dẻo dai cao, chống mài mòn và chống ăn mòn, đồng thời có vẻ ngoài sáng bóng. Hơn nữa, nó là một trong những kim loại có giá trung bình. Dẫu vậy, nó là vật liệu khó gia công CNC do độ cứng của nó.

316 SS rất hữu ích trong các ứng dụng hàng hải, thiết bị y tế và vỏ bảo vệ ngoài trời nhờ khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn tốt. Inox 303 và 314 cũng có các thành phần tương tự và thường rẻ hơn và dễ gia công hơn 316. Công dụng chính của chúng bao gồm ốc vít (bu lông, ốc vít, ống lót, v.v.), phụ tùng ô tô và thiết bị gia dụng.

› Xem thêm Dòng mảnh dao tiện Inox Sumitomo AC6000M

Thép carbon và thép hợp kim

Thép carbon và các hợp kim liên quan mang lại độ bền và khả năng gia công tuyệt vời, khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong nhiều ứng dụng. Chúng cũng tương thích với các quy trình xử lý nhiệt khác nhau, nâng cao hơn nữa các tính chất cơ học của chúng. Hơn nữa, thép carbon tương đối rẻ so với các kim loại CNC khác.

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là thép carbon và các hợp kim của nó vốn không có khả năng chống ăn mòn, không giống như các vật liệu như thép không gỉ hoặc nhôm. Ngoài ra, vẻ ngoài thô ráp của chúng có thể không phù hợp cho các ứng dụng thẩm mỹ.

Tuy nhiên, thép carbon và các hợp kim của nó có nhiều ứng dụng thực tế, bao gồm các chốt cơ khí và các yếu tố cấu trúc như dầm. Bất chấp những hạn chế của chúng, những vật liệu này vẫn là lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng công nghiệp và sản xuất do độ bền, khả năng chi trả và khả năng gia công của chúng.

Đồng thau

Đồng thau là một kim loại linh hoạt được biết đến với khả năng gia công tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn và tính dẫn nhiệt và điện. Nó cũng có vẻ ngoài hấp dẫn nhờ hàm lượng đồng cũng như đặc tính ma sát bề mặt tuyệt vời.

Đồng thau phù hợp với nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Ví dụ, nó thường được sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng, ốc vít có độ bền thấp, hệ thống ống nước và thiết bị điện. Các đặc tính của nó làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng để sản xuất các thành phần đòi hỏi độ bền và sức mạnh trong khi vẫn giữ được tính thẩm mỹ.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Đồng

Đồng nổi bật với tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời. Tuy nhiên, nó có thể là một thách thức đối với máy móc do tính dẻo của nó. Điều này có thể gây khó khăn trong việc cắt phôi và thoát phoi trong quá trình gia công CNC. Ngoài ra, đồng dễ bị ăn mòn, đây có thể là mối lo ngại trong một số môi trường nhất định.

Bất chấp những thách thức này, đồng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm hệ thống dây điện, sản phẩm từ tính và làm đồ trang sức . Đặc tính dẫn điện tuyệt vời của nó khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng điện và điện tử, trong khi tính dễ uốn và tính thẩm mỹ khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong ngành trang sức.

Titan

Hợp kim titan được biết đến với tỷ lệ sức bền trên trọng lượng vượt trội, giúp chúng vừa nhẹ vừa bền. Chúng cũng chống ăn mòn và có khả năng dẫn nhiệt tốt. Ngoài ra, titan tương thích sinh học, vì vậy chúng phù hợp cho các ứng dụng y sinh.

Tuy nhiên, có một số nhược điểm khi sử dụng titan. Nó có độ dẫn điện kém và khó gia công. Công cụ HSS thông thường hoặc carbide yếu hơn không phù hợp để gia công nó và nó là một vật liệu đắt tiền để sử dụng trong sản xuất CNC.

Mặc dù vậy, titan là một vật liệu phổ biến cho gia công CNC, đặc biệt là cho các bộ phận hàng không vũ trụ hiệu suất cao, các bộ phận quân sự và các sản phẩm y sinh như cấy ghép.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Magie

Magiê là một kim loại kết hợp giữa sức bền với trọng lượng thấp. Tính chất nhiệt tuyệt vời của nó làm cho nó lý tưởng để sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao, chẳng hạn như trong động cơ. Bản chất trọng lượng nhẹ của nó cho phép sản xuất các phương tiện nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.

Tuy nhiên, magiê cũng được biết đến với tính dễ cháy, điều này có thể khiến nó trở thành mối lo ngại về an toàn trong một số ứng dụng nhất định. Ngoài ra, nó không có khả năng chống ăn mòn như một số kim loại khác, chẳng hạn như nhôm, và có thể đắt hơn khi gia công bằng máy CNC.

Vật liệu nhựa CNC

Bây giờ chúng ta sẽ thảo luận về vật liệu nhựa trong gia công CNC. Mặc dù hầu hết các vật liệu nhựa không thể gia công được do độ cứng thấp và điểm nóng chảy thấp, nhưng chúng tôi đã chọn ra một nhóm nhỏ có ứng dụng CNC trên phạm vi rộng.

Acetal (POM)

Acetal là một loại nhựa CNC rất linh hoạt với một loạt các đặc tính mong muốn. Nó gây ấn tượng ở khả năng chống mỏi và va đập tuyệt vời, độ dẻo dai tốt và hệ số ma sát thấp. Bên cạnh đó, nó có khả năng chống ẩm cao, khiến nó trở thành sự lựa chọn tuyệt vời để sử dụng trong môi trường ẩm ướt.

Một trong những ưu điểm chính của acetal là độ cứng của nó, giúp dễ dàng gia công với độ chính xác kích thước lớn. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến để sử dụng trong các bộ phận chính xác như vòng bi, bánh răng và van. Do tính chất cơ học tuyệt vời và khả năng chống lại các yếu tố môi trường cao, Acetal là sự lựa chọn đáng tin cậy cho các ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như ô tô, hàng không vũ trụ và hàng tiêu dùng.

Acrylic (PMMA)

Acrylic là một vật liệu thường được sử dụng có thể thay thế cho thủy tinh do các đặc tính mong muốn của nó. Nó có độ cứng tốt và độ rõ quang học, cho phép nó được sử dụng trong các ứng dụng cần bề mặt trong suốt. Các thành phần acrylic cung cấp một giải pháp thay thế hấp dẫn tương đương những chức năng của thủy tinh, với độ rõ quang học tốt và độ bền cao.

Mặc dù acrylic có một số hạn chế, chẳng hạn như dễ bị nứt và làm mềm bằng nhiệt, nhưng nó vẫn là vật liệu phổ biến để gia công CNC do tính linh hoạt và dễ sử dụng của nó. Với khả năng tạo ra các thành phần chính xác, chất lượng cao, acrylic là sự lựa chọn tuyệt vời cho nhiều ứng dụng. Thấu kính, vỏ trong suốt, hộp đựng thực phẩm và đồ trang trí chỉ là một vài ví dụ.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Polycarbonate (PC)

Polycarbonate (PC) là vật liệu nhựa phổ biến được sử dụng để gia công CNC do tập hợp các đặc tính độc đáo của nó. Nó có độ trong suốt cao, giúp cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để sử dụng trong các sản phẩm đòi hỏi độ rõ nét, chẳng hạn như kính bảo hộ, thiết bị y tế và màn hình điện tử. Hơn nữa, nó có khả năng chịu nhiệt tốt nên thích hợp sử dụng cho các ứng dụng có nhiệt độ cao.

Tuy nhiên, tính dễ trầy xước và thiếu khả năng chống tia cực tím có thể hạn chế việc sử dụng nó trong một số ứng dụng nhất định. Tiếp xúc với ánh sáng mặt trời trong thời gian dài có thể khiến nó bị ố vàng và trở nên giòn. Điều này có thể hạn chế việc sử dụng nó trong các ứng dụng ngoài trời trừ khi nó được sửa đổi bằng chất ổn định tia cực tím.

Một ứng dụng phổ biến của PC là sản xuất kính bảo hộ và tấm che mặt, trong đó khả năng chống va đập và độ trong suốt khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng. PC cũng được sử dụng trong sản xuất phụ tùng ô tô, linh kiện điện tử và thiết bị y tế.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Polypropylen (PP)

Polypropylene là một loại polymer linh hoạt với nhiều lợi ích, bao gồm khả năng kháng hóa chất cao và độ bền mỏi. Nó cũng là vật liệu cấp y tế, và nó tạo ra bề mặt mịn khi gia công CNC. Tuy nhiên, một trong những hạn chế của nó là không thể chịu được nhiệt độ cao, vì nó có xu hướng mềm và nhão trong quá trình cắt, điều này khiến nó hơi khó gia công.

Polypropylene vẫn là một lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng khác nhau. Đặc tính tuyệt vời của nó cho phép nó phù hợp để chế tạo bánh răng và các sản phẩm y tế.

Nhựa ABS

ABS là vật liệu nhựa có hiệu quả chi phí cao, rất phù hợp cho gia công CNC do khả năng gia công tuyệt vời, độ bền kéo, khả năng chống va đập và khả năng chống hóa chất. Hơn nữa, nó có thể dễ dàng pha màu, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi tính thẩm mỹ cao.

Tuy nhiên, ABS không phù hợp để sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao và không thể phân hủy sinh học. Bên cạnh đó, nó tạo ra khói khó chịu khi đốt cháy, đây có thể là một vấn đề đáng lo ngại trong cửa hàng CNC.

ABS có nhiều ứng dụng và thường được sử dụng trong in 3D và ép phun , thường được xử lý hậu kỳ bằng gia công CNC. Nó thường được sử dụng để tạo ra các bộ phận ô tô, vỏ bảo vệ và để tạo mẫu nhanh.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Nylon

Nylon là một vật liệu linh hoạt với độ bền kéo, độ cứng và khả năng chống va đập tuyệt vời. Nó có thể được sử dụng ở nhiều dạng hỗn hợp khác nhau, chẳng hạn như nylon được gia cố bằng sợi thủy tinh và có khả năng bôi trơn bề mặt tuyệt vời. Tuy nhiên, nó không được khuyến khích sử dụng trong môi trường ẩm ướt.

Ni lông đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng cần bảo vệ khỏi lực ma sát. Điều này bao gồm các thành phần như bánh răng, bề mặt trượt, vòng bi và đĩa xích. Với độ bền và đặc tính bôi trơn vượt trội, nylon là lựa chọn phổ biến cho nhiều sản phẩm liên quan đến công nghiệp và thể thao.

UHMW-PE

UHMWPE là một vật liệu phổ biến do các đặc tính đặc biệt của nó, bao gồm độ cứng cao, chống mài mòn và mài mòn và độ bền. Tuy nhiên, tính không ổn định nhiệt của nó trong quá trình gia công khiến nó trở nên khó khăn đối với máy gia công.

Mặc dù khó gia công, nhưng UHMWPE là một vật liệu tuyệt vời để gia công CNC các bề mặt trượt trong ổ trục, bánh răng và con lăn. Các đặc tính nổi bật của nó khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn và độ bền cao. Khi được gia công chính xác, UHMWPE có thể mang lại hiệu suất tuyệt vời và tuổi thọ cao hơn so với các vật liệu khác.

Các vật liệu khác

Gia công CNC thường sử dụng kim loại và nhựa, nhưng nó cũng có thể áp dụng được với nhiều vật liệu khác, bao gồm cả những vật liệu được liệt kê bên dưới.

Foam

Foam hay còn gọi là mút/xốp là một loại vật liệu CNC có đặc điểm là khối đặc với các lỗ rỗng chứa đầy không khí. Cấu trúc độc đáo này mang lại cho foam một hình dạng dễ nhận biết và độ nhẹ vượt trội. Một số loại foam mật độ cao, chẳng hạn như polyurethane foam và styrofoam, có thể dễ dàng gia công do độ cứng, độ bền, trọng lượng nhẹ và độ bền của chúng.

Bản chất nhẹ của foam làm cho chúng trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho bao bì bảo vệ. Tính linh hoạt của chúng trong việc được gia công thành nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau khiến chúng trở nên hữu ích như nhau để tạo ra các vật dụng trang trí. Bên cạnh đó, đặc tính cách nhiệt của chúng làm cho chúng trở thành lựa chọn phổ biến để cách nhiệt trong các tòa nhà, thiết bị làm lạnh và các ứng dụng khác trong đó việc kiểm soát nhiệt độ là quan trọng.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Gỗ

Gỗ là vật liệu được sử dụng rộng rãi để gia công CNC do dễ gia công, độ bền và độ cứng tốt, chủng loại đa dạng. Ngoài ra, gỗ là hợp chất hữu cơ và không có tác động tiêu cực đến môi trường. Do tính linh hoạt và tính thẩm mỹ cao, gỗ là lựa chọn phổ biến cho đồ nội thất, trang trí nhà cửa và các dự án handmade.

Tuy nhiên, gia công gỗ tạo ra một lượng lớn bụi, có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe của người lao động. Do đó, điều quan trọng đối với các xưởng gia công gỗ là phải có hệ thống kiểm soát phoi phù hợp.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Vật liệu tổng hợp

Vật liệu tổng hợp là vật liệu được tạo thành từ hai hoặc nhiều thành phần được liên kết với nhau bằng các phương pháp liên kết. Các vật liệu composite phổ biến được sử dụng trong gia công CNC bao gồm sợi carbon, ván ép, sợi thủy tinh và các loại khác. Những vật liệu này có ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như ô tô, hàng không, thể thao và y tế.

Gia công composite có thể khá khó khăn do một số yếu tố. Các vật liệu cấu thành trong vật liệu tổng hợp có thể có các tính chất và hình thức cơ học khác nhau, chẳng hạn như sợi, mảnh hoặc tấm. Hơn nữa, bản thân phương tiện liên kết có thể có các đặc tính riêng cần được tính đến trong quá trình gia công.

Cách chọn vật liệu phù hợp cho dự án gia công CNC

Đừng quên xem xét các vật liệu CNC tiềm năng

Sự đa dạng phong phú trong vật liệu gia công CNC đôi khi có thể gây ra nhiều nhầm lẫn hơn là lợi ích. Một vấn đề phổ biến là bỏ qua các vật liệu CNC tiềm năng ngoài kim loại và nhựa thông thường.

Để giúp bạn nhìn vào bức tranh toàn cảnh hơn trong khi thiết kế sản phẩm , dưới đây là danh sách ngắn các điểm cần xem xét trước khi hoàn thiện vật liệu cho dự án của bạn!

  • Chọn vật liệu phi kim loại: Có một số trường hợp vật liệu phi kim loại có thể thay thế kim loại. Ví dụ, nhựa cứng như ABS hoặc UHMW-PE cứng, chắc và bền. Các vật liệu tổng hợp như sợi carbon cũng được quảng cáo là vượt trội so với nhiều kim loại hoạt động tốt nhất.
  • Cân nhắc vật liệu Phenolic: Phenolic là một loại vật liệu composite tiết kiệm chi phí với độ cứng và đặc tính bề mặt cao. Chúng rất dễ gia công và có thể cắt ở tốc độ cực cao, tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
  • Hiểu về các loại nhựa khác nhau: Hiểu biết về danh mục đầy đủ các vật liệu nhựa trong gia công CNC là một kỹ năng bắt buộc đối với các nhà thiết kế. Nhựa CNC rẻ, dễ gia công và có nhiều đặc tính vật liệu đa dạng không thể bỏ qua.
  • Chọn đúng giữa các loại foam khác nhau:  Đề cập đến phần trên về foam, chúng tôi muốn nhấn mạnh rằng nó có rất nhiều tiềm năng như một vật liệu CNC. Ngay cả một số thành phần máy CNC hiện được làm từ foam kim loại! Nghiên cứu các loại foam CNC khác nhau để xem loại nào phù hợp nhất với ứng dụng của bạn.

Thiết kế cho sản xuất là một khía cạnh quan trọng của ngành công nghiệp hiện đại. Khi khoa học vật liệu phát triển, gia công CNC ngày càng phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu cẩn thận. Đồng thời, ngoài việc hiểu biết về các vật liệu gia công CNC để dễ dàng lựa chọn loại phù hợp cho ứng dụng cuối thì nó cũng rất cần thiết để chọn phương pháp gia công và dụng cụ gia công phù hợp với vật liệu đó.

› Xem thêm bài viết Nắm rõ 12 bước trong quy trình gia công cơ khí chính xác