A seleção correta do material para usinagem CNC

A usinagem CNC pode criar peças de uso final de alta precisão para quase todas as aplicações. Ele permite tolerâncias incrivelmente estreitas em dimensões de peças e projetos complexos. Mas, como qualquer processo de manufatura, a seleção do material é um componente crítico para determinar a funcionalidade geral e o custo de sua peça: o designer define as características importantes do material para o projeto – dureza, rigidez, resistência química, tratabilidade térmica e estabilidade térmica, para citar uns poucos.

A Indusmart usina uma grande variedade de metais e materiais plásticos, bem como outros materiais personalizados disponíveis mediante solicitação. Continue lendo para aprender mais sobre as vantagens e desvantagens da fabricação de metais e plásticos.

Metais

Como regra geral, metais mais macios, como alumínio e latão, bem como plásticos, usinam facilmente e levam menos tempo para remover o material da peça bruta, o que por sua vez reduz o tempo da máquina e o custo de usinagem. Materiais mais duros, como aço inoxidável e aço carbono, devem ser usinados com rotação e taxas de avanço da máquina mais lentas, o que aumentaria os tempos de ciclo em relação aos materiais mais macios. Como regra geral, o alumínio usinará cerca de 4 vezes mais rápido do que o aço carbono, e o aço inoxidável usinará metade da velocidade do aço carbono.

O tipo de metal  é um fator crítico na determinação do custo geral da peça. Por exemplo, o custo do Kg da barra de alumínio 6061 é aproximadamente metade do custo do Kg da placa de alumínio e o custo da barra de alumínio 7075 pode ser 2 a 3 vezes o custo da barra 6061. O aço inoxidável 304 custa cerca de 2 a 3 vezes o custo do alumínio 6061 e é quase o dobro do aço carbono 1018. Dependendo do tamanho e da geometria da peça, o custo do material pode ser uma parte significativa do preço geral da peça. Se o projeto não garantir as propriedades do aço carbono ou inoxidável, considere o uso do alumínio 6061 para minimizar o custo do material.

Plásticos

O material plástico  pode ser uma alternativa menos cara aos metais se o projeto não exigir a rigidez do metal. O polietileno é fácil de usinar e custa cerca de 1/3 do custo do alumínio 6061. O ABS é normalmente 1,5 vezes o custo do acetal. O naylon e o policarbonato custam aproximadamente 3 vezes o custo do acetal. Embora os plásticos possam ser uma alternativa de material econômica, tenha em mente que, dependendo da geometria, as tolerâncias estreitas podem ser mais difíceis de alcançar com plásticos e as peças podem deformar após a usinagem por causa da tensão criada quando o material é removido.

Aqui estão algumas diretrizes adicionais a serem consideradas para escolher o metal ou plástico certo para sua peça:

Para que sua parte será usada?

O ambiente final onde sua peça usinada CNC será usada terá o impacto mais significativo na seleção do material. Por exemplo, se você estiver usando sua peça ao ar livre ou em ambientes úmidos, use aço inoxidável em vez de aço carbono para que sua peça não enferruje.

As especificações de projeto como carga de tensão, tolerância e tipos de fixação (soldagem, rebites) também podem impactar sua escolha de material, assim como especificações como para peças militares e aeroespaciais.

O peso importa?

Em geral, ligas de alumínio padrão como 6061 são ótimas opções de baixa densidade para manter o peso baixo se um metal for necessário. Plásticos como Delrin e ABS podem ajudar a manter o peso baixo ainda mais se houver compensações em termos de resistência.

Força e resistência ao calor

Existem muitas maneiras diferentes de medir a resistência do material, incluindo resistência à tração, dureza do material e resistência ao desgaste. Escolher o material que incorpora os diferentes tipos de resistência que seu projeto exige permitirá que você selecione o melhor material para sua peça.

Da mesma forma, temperaturas muito baixas ou muito altas impedirão o uso de certos materiais. Ambientes onde há alta flutuação de temperatura são particularmente importantes a serem considerados, uma vez que alguns materiais irão expandir ou contrair consideravelmente, mesmo com pequenas mudanças de temperatura.

Preços

A capacidade de fabricação e o custo geral do seu projeto influenciarão a escolha do material. Em geral, quanto mais material sua peça usar, mais cara ela será. Da mesma forma, materiais especiais e materiais extremamente fortes, como titânio, também custarão mais.