Memilih Bahan CNC Optimal: Panduan Kinerja, Biaya, dan Aplikasi
Pemesinan CNC dapat memproduksi bagian dari hampir setiap logam atau plastik. Dengan demikian, ada berbagai luas pilihan bahan yang tersedia untuk bagian yang diproduksi melalui pemesinan milling dan turning CNC. Memilih yang tepat untuk aplikasi Anda dapat menjadi tantangan yang cukup besar, dan memahami keuntungan serta penggunaan terbaik dari setiap bahan yang tersedia dapat sangat krusial.
Dalam artikel ini, kami membandingkan bahan CNC yang paling umum, dalam hal properti mekanis dan termal, biaya serta aplikasi tipikal (dan optimal).
Bagaimana Anda memilih bahan CNC yang tepat?
Saat Anda mendesain bagian untuk diproses CNC, memilih bahan yang tepat sangat penting. Berikut adalah langkah-langkah dasar yang kami rekomendasikan untuk memilih bahan yang tepat untuk bagian khusus Anda.
-
Tentukan persyaratan bahan: Ini dapat mencakup persyaratan mekanis, termal atau lainnya, serta biaya dan finishing permukaan. Pertimbangkan bagaimana Anda akan menggunakan bagian Anda dan jenis lingkungan tempat mereka akan berada.
-
Identifikasi bahan kandidat: Tentukan beberapa bahan kandidat yang memenuhi semua (atau sebagian besar) persyaratan desain Anda.
-
Pilih bahan yang paling sesuai: Di sini biasanya diperlukan kompromi antara dua atau lebih persyaratan desain (misalnya, kinerja mekanis dan biaya).
Dalam artikel ini, kami akan fokus pada langkah kedua. Menggunakan informasi yang disajikan di bawah ini, Anda dapat mengidentifikasi bahan yang paling sesuai untuk aplikasi Anda, sambil menjaga proyek Anda tetap dalam anggaran.
Apa panduan Hubs untuk memilih bahan untuk CNC?
Dalam tabel di bawah ini, kami meringkas karakteristik relevan dari bahan CNC yang paling umum, yang dikumpulkan dengan memeriksa datasheet yang disediakan oleh produsen bahan. Kami membagi logam dan plastik menjadi dua kategori yang berbeda.
Logam terutama digunakan dalam aplikasi yang memerlukan kekuatan, kekerasan dan resistensi termal yang tinggi. Plastik adalah bahan ringan dengan berbagai luas properti fisik, sering digunakan untuk resistensi kimia dan kemampuan isolasi listrik mereka.
Dalam perbandingan bahan CNC kami, kami fokus pada kekuatan mekanis (diekspresikan sebagai kekuatan leleh tarik), kemudahan pemesinan (kemudahan pemesinan mempengaruhi harga CNC), biaya, kekerasan (utama untuk logam) dan resistensi suhu (utama untuk plastik).
Berikut adalah infografik yang dapat Anda gunakan sebagai referensi cepat untuk dengan cepat mengidentifikasi bahan CNC yang sesuai dengan kebutuhan teknik spesifik:
| Bahan | Grade | Kekuatan* | Kekerasan+ | Kemudahan pemesinan | Biaya | Aplikasi tipikal |
| Aluminium | 6061 | Sedang | Sedang | ★★★★★ | $ | Tujuan umum Komponen pesawat Bagian otomotif Kerangka sepeda Wadah makanan |
| 6082 | Sedang | Sedang | ★★★★★ | $ | Tujuan umum Bagian otomotif Wadah makanan |
| 7075 | Tinggi | Sedang | ★★★★ | $$$ | Komponen pesawat & penerbangan Bagian otomotif Aplikasi laut Perlengkapan olahraga |
| 5083 | Sedang | Rendah | ★★★★★ | $$ | Aplikasi laut Konstruksi Tangki tekanan |
| Stainless steel | 304 | Tinggi | Sedang | ★★ | $$$ | Tujuan umum Alat medis Industri makanan Aplikasi laut Pemrosesan kimia |
| 316 | Tinggi | Sedang | ★★ | $$$$ | Peralatan persiapan makanan Aplikasi laut Arsitektur Implan bedah Wadah kimia |
| 2205 Duplex | Tinggi | Tinggi | ★ | $$$$$ | Minyak & gas Aplikasi laut Pemrosesan kimia Pemanasan |
| 303 | Tinggi | Tinggi | ★★★ | $$$$ | Komponen pesawat Mesin bagian Baut, baut, gear, bushings |
| 17-4 | Tinggi | Sangat tinggi | ★★ | $$$$$ | Siling turbin Aplikasi laut Vessel kimia Minyak & Gas Aplikasi nuklir |
| Low carbon steel | 1018 | Sedang | Sedang | ★★★ | $$ | Tujuan umum Bagian mesin Jig & fixture |
| 1045 | Sedang | Tinggi | ★★ | $$$ | Tujuan umum Bagian mesin |
| A36 | Tinggi | Sedang | ★★★ | $$ | Konstruksi Bagian mesin Jig & fixture |
| Alloy steel | 4140 | Sedang | Tinggi | ★★ | $$$ | Tujuan umum Bagian mesin Tooling |
| 4340 | Tinggi | Tinggi | ★★ | $$$ | Landing gear pesawat Transmisi daya Tooling |
| Tool steel | D2 | Tinggi | Sangat tinggi | ★ | $$$$ | Tooling pendingin mata Dies & cap Alat potong & pisau |
| A2 | Tinggi | Sangat tinggi | ★ | $$$$ | Tooling pendingin mata Dies & cap Alat potong & pisau |
| O1 | Tinggi | Sangat tinggi | ★ | $$$$ | Tooling pendingin mata Dies & cap |
| Brass | C36000 | Sedang | Sedang | ★★★★★ | $$ | Bagian mekanik Valve & nozel Arsitektur |
- : Kekuatan leleh tarik - Sedang: 200-400 MPa, Tinggi: 400-600 MPa
- : Kekerasan - Sedang: 50-90 HRB, Tinggi: 90 HRB - 50 HRC, Sangat tinggi: di atas 50 HRC
| Bahan | Kekuatan* | Suhu operasi+ | Kemudahan pemesinan | Biaya | Aplikasi tipikal |
| ABS | Sedang | Hingga 60oC | ★★★ | $$ | Otomotif Enclosure elektronik Pipa & fitting Produk konsumen |
| Nylon | Tinggi | Hingga 100oC | ★ | $$ | Bagian otomotif Bagian mekanik Fastener |
| Polycarbonate (PC) | Tinggi | Hingga 120oC | ★★ | $$ | Arsitektur Otomotif Enclosure elektronik Wadah makanan |
| POM (Delrin) | Sedang | Hingga 82oC | ★★★★ | $$ | Bagian mekanik Enclosure elektronik Bushings & fitting |
| PTFE (Teflon) | Rendah | Hingga 260oC | ★★★★ | $$ | Aplikasi suhu tinggi Pemrosesan kimia Enclosure elektronik Pemrosesan makanan |
| HDPE | Rendah | Hingga 80oC | ★ | $$ | Wadah kimia Pipa & fitting Produk konsumen |
| PEEK | Tinggi | Hingga 260oC | ★★ | $$$$ | Aplikasi medis Pemrosesan kimia Pemrosesan makanan Valve tekanan tinggi |
- : Kekuatan leleh tarik - Rendah: 5-30 MPa, Sedang: 30-60 MPa, Tinggi: 60-100 MPa
- : Suhu operasi maksimum yang direkomendasikan untuk penggunaan konstan
Apa itu aluminium? Alloy yang kuat dan hemat biaya
Alloy aluminium memiliki rasio kuat-berat yang baik, konduktivitas termal dan listrik yang tinggi serta perlindungan alami terhadap karatan. Mereka mudah diproses dan hemat biaya dalam jumlah besar, seringkali menjadikannya opsi paling hemat biaya untuk memproduksi prototipe dan jenis bagian lainnya.
Sementara alloy aluminium biasanya memiliki kekuatan dan kekerasan yang lebih rendah daripada steel, tetapi mereka dapat dianodize, menciptakan lapisan keras dan pelindung pada permukaannya.
Mari kita uraikan berbagai jenis alloy aluminium.
-
Aluminium 6061 adalah alloy aluminium paling umum dan untuk tujuan umum, dengan rasio kuat-berat yang baik dan kemudahan pemesinan yang luar biasa.
-
Aluminium 6082 memiliki komposisi dan properti bahan yang mirip dengan 6061. Ini lebih umum digunakan di Eropa (karena mematuhi Standar Inggris).
-
Aluminium 7075 adalah alloy yang paling umum digunakan dalam aplikasi penerbangan di mana pengurangan berat krusial. Ini memiliki properti kelembapan yang luar biasa dan dapat diperlakukan panas hingga kekuatan dan kekerasan tinggi, membuatnya setara dengan steel.
-
Aluminium 5083 memiliki kekuatan yang lebih tinggi dari kebanyakan alloy aluminium lainnya dan resistensi laut yang luar biasa. Ini menjadikannya optimal untuk konstruksi dan aplikasi laut. Ini juga pilihan yang bagus untuk pengelasan.
Karakteristik bahan:
Apa itu stainless steel? Alloy yang kuat dan tahan lama
Alloy stainless steel memiliki kekuatan tinggi, duktibilitas tinggi, resistensi aus dan karatan yang luar biasa dan dapat dengan mudah dielas, diproses dan dipolir. Bergantung pada komposisinya, mereka dapat (esensialnya) non-magnetik atau magnetik.
Mari kita uraikan jenis stainless steel yang kami tawarkan di platform.
-
Stainless steel 304 adalah alloy stainless steel yang paling umum. Ini memiliki properti mekanik yang luar biasa dan kemudahan pemesinan yang baik. Ini tahan terhadap sebagian besar kondisi lingkungan dan media korosif.
-
Stainless steel 316 adalah alloy stainless steel umum lainnya dengan properti mekanik yang mirip dengan 304. Ini memiliki resistensi karatan dan kimia yang lebih tinggi, terutama terhadap larutan salina (misalnya air laut), jadi seringkali lebih baik untuk menangani lingkungan yang lebih keras.
-
Stainless steel 2205 Duplex memiliki kekuatan tertinggi (dua kali lipat alloy stainless steel umum) dan resistensi karatan yang luar biasa. Ini digunakan dalam lingkungan ekstrim, dengan banyak aplikasi di Minyak & Gas.
-
Stainless steel 303 memiliki ketahanan yang luar biasa, tetapi resistensi karatan yang lebih rendah dibandingkan 304. Karena kemudahan pemesinan yang luar biasa, ini sering digunakan dalam aplikasi volume tinggi, seperti produksi baut dan baut untuk penerbangan.
-
Stainless steel 17-4 (grade SAE 630) memiliki properti mekanik yang setara dengan 304. Ini dapat diperlakukan panas hingga tingkat yang sangat tinggi (setara dengan tool steel) dan memiliki resistensi kimia yang luar biasa, menjadikannya cocok untuk aplikasi performa sangat tinggi, seperti produksi blade turbin angin.
Karakteristik bahan:
-
Densitas tipikal: 7,7-8,0 g/cm3
-
Alloy stainless steel non-magnetik: 304, 316, 303
-
Alloy stainless steel magnetik: 2205 Duplex, 17-4
Apa itu low carbon steel? Alloy tujuan umum
Low carbon steel juga dikenal sebagai low-carbon steel dan memiliki properti mekanik yang baik, kemudahan pemesinan yang bagus dan kemudahan pengelasan yang baik. Karena biaya relatif rendah, produsen menggunakannya untuk banyak aplikasi tujuan umum, seperti jig dan fixture. Low carbon steel rentan terhadap karatan dan kerusakan kimia.
Mari kita uraikan jenis low carbon steel yang tersedia di platform.
-
Low carbon steel 1018 adalah alloy untuk tujuan umum dengan kemudahan pemesinan dan pengelasan yang baik serta ketahanan, kekuatan dan kekerasan yang luar biasa. Ini adalah alloy low carbon steel yang paling banyak digunakan.
-
Low carbon steel 1045 adalah steel karbon menengah dengan kemudahan pengelasan yang baik, kemudahan pemesinan yang baik dan kekuatan serta resistensi dampak yang tinggi.
-
Low carbon steel A36 adalah steel struktural umum dengan kemudahan pengelasan yang baik. Ini cocok untuk berbagai aplikasi industri dan konstruksi.
Karakteristik bahan:
Apa itu alloy steel? Alloy yang lebih kuat dan tahan aus
Alloy steel mengandung elemen alloying lain selain karbon, yang mengakibatkan peningkatan kekerasan, ketahanan, kelembapan dan resistensi aus. Mirip dengan low carbon steel, alloy steel rentan terhadap karatan dan serangan kimia
-
Alloy steel 4140 memiliki properti mekanik keseluruhan yang baik, dengan kekuatan dan ketahanan yang baik. Alloy ini cocok untuk banyak aplikasi industri tetapi tidak direkomendasikan untuk pengelasan.
-
Alloy steel 4340 dapat diperlakukan panas hingga tingkat kekuatan dan kekerasan yang tinggi, sambil mempertahankan ketahanan, resistensi aus dan kekuatan kelembapan yang baik. Alloy ini dapat dielas.
Karakteristik bahan:
Tool steel adalah alloy logam dengan kekerasan, kekakuan, resistensi aus dan termal yang sangat tinggi, asalkan mereka mengalami heat treatment . Mereka digunakan untuk menciptakan alat manufaktur (dengan nama itu) seperti dies, cap dan cetakan.
Mari kita uraikan tool steel yang kami tawarkan di Hubs.
-
Tool steel D2 adalah alloy yang tahan aus dan mempertahankan kekerasannya hingga suhu 425°C. Ini umum digunakan untuk memproduksi alat potong dan dies.
-
Tool steel A2 adalah tool steel tujuan umum yang diulas udara dengan ketahanan yang baik dan stabilitas dimensi yang luar biasa pada suhu tinggi. Ini umum digunakan untuk memproduksi dies cetak injeksi.
-
Tool steel O1 adalah alloy yang diulas minyak dengan kekerasan tinggi 65 HRC. Ini umum digunakan untuk pisau dan alat potong.
Karakteristik bahan:
Apa itu brass? Alloy konduktif & kosmetik
Brass adalah alloy logam dengan kemudahan pemesinan yang baik dan konduktivitas listrik yang luar biasa, menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan gesekan rendah. Anda sering akan menemukan bagian brass kosmetik yang digunakan untuk tujuan arsitektur (detailing emas.
Berikut adalah brass yang kami tawarkan di Hubs.
Karakteristik bahan:
Apa itu ABS? Thermoplastic prototipe
ABS adalah salah satu bahan thermoplastic yang paling umum yang menawarkan properti mekanik yang baik, resistensi dampak yang luar biasa, resistensi panas yang tinggi dan kemudahan pemesinan yang baik.
ABS memiliki densitas rendah, menjadikannya ideal untuk aplikasi ringan. bagian ABS yang diproses CNC sering digunakan sebagai prototipe sebelum produksi massal dengan cetak injeksi.
Karakteristik bahan:
Apa itu nylon? Thermoplastic teknik
Nylon (aka polyamide (PA)) adalah thermoplastic yang sering digunakan untuk aplikasi teknik, karena properti mekanik yang luar biasa, resistensi dampak yang baik dan resistensi kimia serta aus yang tinggi. Ini rentan terhadap penyerapan air dan kelembapan.
Nylon 6 dan nylon 66 adalah grade yang paling umum digunakan dalam pemesinan CNC.
Karakteristik bahan:
Apa itu polycarbonate? Thermoplastic dengan resistensi dampak
Polycarbonate adalah thermoplastic dengan ketahanan tinggi, kemudahan pemesinan yang baik dan resistensi dampak yang luar biasa (lebih baik dari ABS). Biasanya transparan, tetapi dapat diwarnai berbagai warna. Faktor-faktor ini menjadikannya ideal untuk berbagai luas aplikasi, termasuk perangkat fluida atau glazing otomotif.
Karakteristik bahan:
Apa itu POM (Delrin)? Plastik CNC yang paling mudah diproses
POM umumnya dikenal dengan nama komersial Delrin, dan merupakan thermoplastic teknik dengan kemudahan pemesinan tertinggi di antara plastik.
POM (Delrin) seringkali pilihan terbaik saat pemesinan CNC bagian plastik yang memerlukan presisi tinggi, kekakuan tinggi, gesekan rendah, stabilitas dimensi yang luar biasa pada suhu tinggi dan penyerapan air sangat rendah.
Karakteristik bahan:
Apa itu PTFE (Teflon)? Thermoplastic suhu ekstrem
PTFE , umum dikenal sebagai Teflon, adalah thermoplastic teknik dengan resistensi kimia dan termal yang luar biasa dan koefisien gesekan terendah dari semua padat yang diketahui. Ini adalah salah satu plastik yang sedikit yang dapat menahan suhu operasional di atas 200 derajat Celsius dan merupakan isolator listrik yang luar biasa. Ini juga memiliki properti mekanik murni dan sering digunakan sebagai pelapis atau insert dalam rangkaian.
Karakteristik bahan:
Apa itu HDPE? Thermoplastic luar ruangan & pipa
High-density polyethylene (HDPE) adalah thermoplastic dengan rasio kuat-berat yang tinggi, resistensi dampak yang tinggi dan resistensi cuaca yang baik. HDPE ringan dan cocok untuk penggunaan luar ruangan dan pipa. Seperti ABS, ini sering digunakan untuk menciptakan prototipe sebelum Cetak Injeksi.
Karakteristik bahan:
Apa itu PEEK? Plastik untuk mengganti logam
PEEK adalah thermoplastic teknik berperforma tinggi dengan properti mekanik yang luar biasa, stabilitas termal pada rentang suhu yang sangat luas dan resistensi yang luar biasa terhadap sebagian besar kimia.
PEEK sering digunakan untuk mengganti bagian logam karena rasio kuat-berat yang tinggi. Grade medis juga tersedia, membuat PEEK cocok juga untuk aplikasi biomedis.
Karakteristik bahan:
Pertanyaan yang sering diajukan
Apa bahan yang paling hemat biaya untuk pemesinan CNC?
Ini sangat bergantung pada aplikasi yang dimaksud, tetapi secara keseluruhan Aluminium 6061 adalah logam yang paling umum dan paling murah untuk pemesinan CNC.
Plastik apa yang terbaik untuk pemesinan CNC?
POM (Delrin) adalah plastik yang paling hemat untuk pemesinan CNC. Ini adalah sebabnya sebagian besar dari kemudahan pemesinan yang luar biasa dari thermoplastic.
Apa keuntungan pemesinan CNC dengan logam?
Logam ideal untuk aplikasi manufaktur yang memerlukan kekuatan, kekerasan dan/atau resistensi terpercaya terhadap suhu ekstrim.
Apa keuntungan pemesinan CNC dengan plastik?
Sementara lebih umum dalam cetak 3D, plastik ideal untuk pemesinan CNC saat Anda ingin memproduksi bagian ringan dengan persyaratan bahan khusus. Plastik juga layak untuk memproduksi prototipe (terutama sebelum Anda mulai membuat jumlah lebih besar dengan cetak injeksi).
