Como você seleciona os materiais certos para usinagem CNC?

Este guia abrangente compara os 25 materiais mais comuns usados ​​na usinagem CNC e ajuda você a escolher o mais adequado para sua aplicação.

A usinagem CNC pode produzir peças de quase qualquer metal ou plástico.Sendo assim, existe uma grande variedade de materiais disponíveis para peças produzidas por fresamento e torneamento CNC.Escolher o certo para a sua aplicação pode ser um grande desafio, e entender as vantagens e os melhores usos de cada material disponível pode ser crucial.

Neste artigo, comparamos os materiais CNC mais comuns, em termos de propriedades mecânicas e térmicas, custo e aplicações típicas (e ótimas).

Como você seleciona os materiais CNC certos?

Ao projetar uma peça para usinagem CNC, é essencial escolher os materiais certos.Aqui estão as etapas básicas que recomendamos seguir para selecionar os materiais certos para suas peças personalizadas.

Defina os requisitos de material: podem incluir requisitos mecânicos, térmicos ou outros materiais, bem como custo e acabamento de superfície.Considere como você usará suas peças e em que tipo de ambiente elas estarão.

Identifique materiais candidatos: selecione alguns materiais candidatos que atendam a todos (ou a maioria) de seus requisitos de design.

Selecione o material mais adequado: Um compromisso geralmente é necessário aqui entre dois ou mais requisitos de projeto (por exemplo, desempenho mecânico e custo).

Neste artigo, vamos nos concentrar na etapa dois.Usando as informações apresentadas abaixo, você pode identificar os materiais mais adequados para sua aplicação, mantendo seu projeto dentro do orçamento.

Quais são as diretrizes da Hubs para a escolha de materiais para CNC?

Nas tabelas abaixo, resumimos as características relevantes dos materiais CNC mais comuns, reunidas ao examinar as folhas de dados fornecidas pelos fabricantes de materiais.Dividimos metais e plásticos em duas categorias distintas.

Os metais são usados ​​principalmente em aplicações que requerem alta resistência, dureza e resistência térmica.Os plásticos são materiais leves com uma ampla gama de propriedades físicas, frequentemente usados ​​por sua resistência química e capacidade de isolamento elétrico.

Em nossa comparação de materiais CNC, nos concentramos na resistência mecânica (expressa como resistência à tração), usinabilidade (a facilidade de usinagem afeta os preços do CNC), custo, dureza (principalmente para metais) e resistência à temperatura (principalmente para plásticos).

Aqui está um infográfico que você pode usar como uma referência rápida para identificar rapidamente os materiais CNC que atendem às necessidades específicas de engenharia:

O que é alumínio?A liga robusta e econômica

Um componente feito de Alumínio 6061

As ligas de alumínio apresentam excelente relação resistência/peso, alta condutividade térmica e elétrica e proteção natural contra a corrosão.Eles são fáceis de usinar e econômicos a granel, muitas vezes tornando-os a opção mais econômica para a produção de protótipos e outros tipos de peças.

Embora as ligas de alumínio normalmente tenham menor resistência e dureza do que os aços, elas podem ser anodizadas, criando uma camada protetora dura em sua superfície.

Vamos detalhar os diferentes tipos de ligas de alumínio.

❖ O alumínio 6061 é a liga de alumínio de uso geral mais comum, com boa relação resistência/peso e excelente usinabilidade.

❖ O alumínio 6082 tem uma composição e propriedades de material semelhantes às do 6061. É mais comumente usado na Europa (por estar em conformidade com os padrões britânicos).

❖ O 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 alta resistência e dureza, tornando-o comparável aos aços.

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

Características materiais:

❖ Densidade típica de ligas de alumínio: 2,65-2,80 g/cm3

❖ Pode ser anodizado

❖ Não magnético

O que é aço inoxidável?A liga forte e durável

Uma peça feita de aço inoxidável 304

As ligas de aço inoxidável têm alta resistência, alta ductilidade, excelente resistência ao desgaste e à corrosão e podem ser facilmente soldadas, usinadas e polidas.Dependendo de sua composição, eles podem ser (essencialmente) não magnéticos ou magnéticos.

Vamos detalhar os tipos de aço inoxidável que oferecemos na plataforma.

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

❖ O aço inoxidável 316 é outra liga de aço inoxidável comum com propriedades mecânicas semelhantes ao 304. No entanto, tem uma maior resistência química e à corrosão, especialmente a soluções salinas (por exemplo, água do mar), portanto, geralmente é melhor para lidar com ambientes mais hostis.

❖ O aço inoxidável 2205 Duplex possui a maior resistência (o dobro das ligas de aço inoxidável comuns) e excelente resistência à corrosão.É utilizado em ambientes extremos, com diversas aplicações em Petróleo e Gás.

❖ O aço inoxidável 303 tem excelente tenacidade, mas menor resistência à corrosão em comparação com o 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.

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

Características materiais:

❖ Densidade típica: 7,7-8,0 g/cm3

❖ Ligas de aço inoxidável não magnéticas: 304, 316, 303

❖ Ligas magnéticas de aço inoxidável: 2205 Duplex, 17-4

O que é aço macio?A liga de uso geral

Uma peça feita de aço macio 1018

aços maciostambém são conhecidos como aços de baixo teor de carbono e possuem boas propriedades mecânicas, ótima usinabilidade e boa soldabilidade.Por serem de custo relativamente baixo, os fabricantes os usam para muitas aplicações de uso geral, como gabaritos e acessórios.Os aços macios são suscetíveis à corrosão e danos químicos.

Vamos detalhar os tipos de aços-carbono disponíveis na plataforma.

❖ O aço doce 1018 é uma liga de uso geral com boa usinabilidade e soldabilidade e excelente tenacidade, resistência e dureza.É a liga de aço macio mais comumente usada.

❖ O aço carbono 1045 é um aço de médio carbono com boa soldabilidade, boa usinabilidade e alta resistência mecânica e ao impacto.

❖ O aço doce A36 é um aço estrutural comum com boa soldabilidade.É adequado para uma variedade de aplicações industriais e de construção.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 7,8-7,9 g/cm3

❖ Magnético

O que é liga de aço?A liga mais dura e resistente ao desgaste

Uma peça feita de liga de aço

As ligas de aço contêm outros elementos de liga além do carbono, resultando em maior dureza, tenacidade, fadiga e resistência ao desgaste.Semelhante aos aços macios, os aços-liga são suscetíveis à corrosão e ataques de produtos químicos

❖ O aço liga 4140 possui boas propriedades mecânicas gerais, com boa resistência e tenacidade.Esta liga é adequada para muitas aplicações industriais, mas não é recomendada para soldagem.

❖ A liga de aço 4340 pode ser tratada termicamente em altos níveis de resistência e dureza, mantendo sua boa tenacidade, resistência ao desgaste e resistência à fadiga.Esta liga é soldável.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 7,8-7,9 g/cm3

❖ Magnético

O que é aço ferramenta?A liga excepcionalmente dura e resistente

Uma peça usinada em aço ferramenta

aços ferramentasão ligas metálicas com dureza, rigidez, abrasão e resistência térmica excepcionalmente altas, desde que submetidas atratamento térmico.Eles são usados ​​para criar ferramentas de fabricação (daí o nome), como matrizes, carimbos e moldes.

Vamos detalhar os aços para ferramentas que oferecemos na Hubs.

❖ O aço ferramenta D2 é uma liga resistente ao desgaste que mantém sua dureza até uma temperatura de 425°C.É comumente usado para fabricar ferramentas de corte e matrizes.

❖ O aço-ferramenta A2 é um aço-ferramenta de uso geral endurecido ao ar com boa tenacidade e excelente estabilidade dimensional em temperaturas elevadas.É comumente usado para fabricar matrizes de moldagem por injeção.

❖ O aço ferramenta O1 é uma liga endurecida em óleo com alta dureza de 65 HRC.É comumente usado para facas e ferramentas de corte.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 7,8 g/cm3

❖ Dureza típica: 45-65 HRC

O que é latão?A liga condutora e cosmética

Uma peça de latão C36000

Latãoé uma liga metálica com boa usinabilidade e excelente condutividade elétrica, tornando-a ideal para aplicações que requerem baixo atrito.Muitas vezes, você encontrará peças de latão cosméticas usadas para fins arquitetônicos (detalhamento em ouro).

Aqui está o latão que oferecemos na Hubs.

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

Características materiais:

❖ Densidade típica: 8,4-8,7 g/cm3

❖ Não magnético

O que é ABS?O termoplástico de prototipagem

Uma peça feita de ABS

abdômené um dos materiais termoplásticos mais comuns, oferecendo boas propriedades mecânicas, excelente resistência ao impacto, alta resistência ao calor e boa usinabilidade.

O ABS tem baixa densidade, tornando-o ideal para aplicações leves.As peças ABS usinadas em CNC são frequentemente usadas como protótipos antes da produção em massa com moldagem por injeção.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 1,00-1,05 g/cm3

O que é náilon?O termoplástico de engenharia

Uma peça feita de nylon

Nylon(aka poliamida (PA)) é um termoplástico que é frequentemente utilizado para aplicações de engenharia, devido às suas excelentes propriedades mecânicas, boa resistência ao impacto e alta resistência química e à abrasão.É suscetível à absorção de água e umidade.

Nylon 6 e nylon 66 são as classes mais comumente usadas em usinagem CNC.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 1,14 g/cm3

O que é policarbonato?O termoplástico com resistência ao impacto

Uma peça fabricada em policarbonato

O policarbonato é um termoplástico com alta tenacidade, boa usinabilidade e excelente resistência ao impacto (melhor que o ABS).Geralmente é transparente, mas pode ser tingido em uma variedade de cores.Esses fatores o tornam ideal para uma ampla gama de aplicações, incluindo dispositivos fluídicos ou vidros automotivos.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 1,20-1,22 g/cm3

O que é POM (Delrin)?O plástico CNC mais usinável

Uma peça feita de POM (Delrin)

O POM é comumente conhecido pelo nome comercial Delrin e é um termoplástico de engenharia com a maior usinabilidade entre os plásticos.

O POM (Delrin) costuma ser a melhor escolha na usinagem CNC de peças plásticas que requerem alta precisão, alta rigidez, baixo atrito, excelente estabilidade dimensional em temperaturas elevadas e baixíssima absorção de água.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 1,40-1,42 g/cm3

O que é PTFE (Teflon)?O termoplástico de temperatura extrema

Uma peça feita de PTFE

PTFE, comumente conhecido como Teflon, é um termoplástico de engenharia com excelente resistência química e térmica e o menor coeficiente de atrito de qualquer sólido conhecido.É um dos poucos plásticos que podem suportar temperaturas operacionais acima de 200 graus Celsius e é um excelente isolante elétrico.Ele também possui propriedades mecânicas puras e é frequentemente usado como revestimento ou inserção em uma montagem.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 2,2 g/cm3

O que é PEAD?O termoplástico para exteriores e tubagens

Uma peça feita de HDPE

Polietileno de alta densidade (PEAD)é um termoplástico com alta relação resistência/peso, alta resistência ao impacto e boa resistência às intempéries.HDPE é leve e é adequado para uso externo e tubulação.Como o ABS, é frequentemente usado para criar protótipos antes da moldagem por injeção.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 0,93-0,97 g/cm3

O que é o PEEK?O plástico para substituir o metal

Uma peça fabricada em PEEK

OLHADINHAé um termoplástico de engenharia de alto desempenho com excelentes propriedades mecânicas, estabilidade térmica em uma ampla faixa de temperaturas e excelente resistência à maioria dos produtos químicos.

O PEEK é frequentemente usado para substituir peças de metal devido à sua alta relação resistência-peso.Graus médicos também estão disponíveis, tornando o PEEK adequado também para aplicações biomédicas.

Características materiais:

❖ Densidade típica: 1,32 g/cm3

Perguntas frequentes

❖ Quais são as vantagens da usinagem CNC com metais?

Os metais são ideais para aplicações de fabricação que requerem alta resistência, dureza e/ou resistência confiável a temperaturas extremas.

A fonte do artigo:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining