5 Logam Lunak Ideal untuk CNC Machining: Panduan Praktis

Logam keras alami seperti tungsten dan krom cukup jarang di industri manufaktur. Faktanya, sebagian besar logam secara alami relatif lunak, tetapi dibuat cukup kuat untuk manufaktur dengan menambahkan alloy atau dengan membungkuk, meregang, atau memukul material.

Logam nonferrous (tanpa besi) yang lunak mudah dipotong dan mudah diolah, dengan hanya sejumlah kecil perawatan panas pasca-proses yang diperlukan. Logam lunak yang paling umum untuk CNC machining adalah alloy tembaga, dan aplikasi umum meliputi pembuatan perhiasan, plating, dan saluran listrik. Aluminium sering memenuhi peran yang serupa dalam CNC machining seperti logam lunak ini, tetapi aluminium digunakan cukup luas untuk memerlukan pembicaraan tersendiri.

Logam lunak kompatibel dengan sejumlah proses manufaktur, tetapi insinyur dan tim produk sering menciptakan bagian dengan logam lunak melalui CNC machining. Inilah semuanya yang perlu diketahui tim produk tentang pemesinan dengan tembaga, gangsa, dan kuningan, tiga logam lunak teratas di pasar saat ini.

1. Tembaga

Tembaga C101 juga unik karena properti antimikrobinnya — pengujian yang dilakukan oleh Environmental Protection Agency menemukan bahwa 355 alloy tembaga, termasuk C101, membunuh lebih dari 99,9% bakteri dalam dua jam setelah kontak.

Untuk alasan itu, tembaga biasanya ditemukan di titik kontak tinggi di industri medis seperti rel kasur, keran, keran, dan perlengkapan toilet. Aplikasi populer lainnya meliputi kabel listrik, elektromagnet, dan papan sirkuit di industri semikonduktor.

Meskipun tembaga tahan karat dalam sebagian besar lingkungan laut dan industri, ia dapat terkorosi oleh halogen, sulfida, dan larutan berbasis amonia. Juga, C101 sangat rentan terhadap kerapuhan hidrogen pada suhu tinggi karena konten oksigen yang tinggi.

Spesifikasi mekanis:

• Kekuatan tarik ultimatum: 310-380 MPa
• Modulus elastisitas: 125 – 135 GPa
• Peregangan hingga patah: 6-25%
• Kekerasan: 27 HV
• Konduktivitas termal: 390 – 398 W/(m⋅°C)

2. Kuningan

Misalnya, alloy kuningan yang mengandung 32-39% seng mungkin memiliki kemampuan hot-working yang baik tetapi kemampuan cold-working yang buruk. Insinyur dan tim produk harus mencatat konten seng alloy kuningan sebelum membuat keputusan akhir.

Banyak tim produk bekerja dengan 360 Brass karena memiliki kekuatan tarik yang baik dan resistensi karat alami. Plus, material ini sangat mudah di-mesin, dapat dilas, dan tidak akan menyebabkan aus berlebih pada mesin CNC.

Namun, material ini memiliki kelemahan. Saat kuningan bersentuhan dengan amonia atau larutan berbasis amonia, ia menjadi rentan terhadap stress corrosion cracking. Dalam sebagian besar kasus, keterbatasan ini dapat diatasi dengan annealing selama purna proses. Dari segi keuangan, kuningan adalah salah satu logam lunak yang lebih mahal.

360 brass ideal untuk aplikasi gesekan rendah dan biasanya digunakan untuk membuat alat musik, komponen kunci, dan gigi roda. Karena kuningan sangat mirip dengan emas, ia juga memiliki berbagai macam aplikasi hias murni.

Spesifikasi mekanis:

• Kekuatan tarik ultimatum: 140 MPa
• Peregangan hingga patah: 23%
• Kekerasan: Rockwell B35
• Densitas: 0,307 lbs / cu. in.
• Suhu maksimum: 1650°F

3. Perunggu

Seperti kuningan, alloy perunggu terdiri dari dasar tembaga digabungkan dengan alloy lain. Timah adalah salah satu tambahan yang paling umum. Properti mekanis dan fisik perunggu berubah ketika fosfor, aluminium, mangan, silikon, dan bahan lainnya ditambahkan, yang harus diingat oleh insinyur dan desainer.

642 bronze duktil, tahan karat, galling, dan lelah, dan memiliki kemampuan olah tertinggi di antara semua alloy kuningan dan perunggu. Juga, perunggu melebihi tembaga ketika berkaitan dengan kekuatan dan resistensi karat. Aplikasi umum untuk alloy perunggu meliputi alat musik, medali, aplikasi laut, dan aplikasi industri seperti bushing pesawat di mana logam gesekan rendah diperlukan. Sayangnya, perunggu mahal untuk dikerjakan karena konten tembaga yang tinggi.

Spesifikasi mekanis:

• Kekuatan tarik 517-621 MPa
• Modulus elastisitas: 16.000 ksi
• Modulus kekakuan geser: 6.000 ksi
• Densitas: 0,278 lb/in3 pada 68 °F
• Konduktivitas listrik: 8% IACS pada 68 °F

Memilih material yang tepat untuk pekerjaan

Logam lunak menawarkan banyak properti menguntungkan untuk bagian CNC machining. Mereka umumnya mudah di-mesin, secara alami tahan karat, dan cocok untuk berbagai macam aplikasi di seluruh industri. Dengan kuningan dan perunggu khususnya, insinyur dan tim produk harus memastikan untuk memeriksa ulang konten alloy dari logam lunak ini, karena menambahkan elemen tambahan pasti akan memengaruhi properti mekanis dan fisik bagian akhir.

Bagi insinyur dan tim produk, memilih material yang paling cocok untuk proyek tertentu adalah salah satu keputusan terpenting yang harus mereka buat selama proses pengembangan. Tim produk harus melakukan due diligence untuk memastikan mereka mencapai hasil yang diinginkan, dan mitra manufaktur dan desain ahli seperti Fast Radius dapat membantu.

Fast Radius adalah one-stop-shop untuk inovasi manufaktur. Tim yang berpengalaman kami dapat membantu insinyur dan tim produk memastikan pilihan material mereka akan memenuhi semua persyaratan kritis — dengan titik harga dan jadwal waktu yang cocok untuk mereka. Mari kita buat hal-hal baru menjadi bersama. Hubungi kami hari ini.

Tetap menantikan installmen berikutnya dalam seri keluarga material CNC! Sementara itu, kunjungi panduan pemilihan material lain untuk proses seperti injection molding dan 3D printing di pusat pembelajaran Fast Radius.