Panduan Ahli Memilih Material untuk Pemesinan CNC

Seiring perkembangan teknologi pemesinan CNC, berbagai bagian mesin perkakas CNC juga terus berkembang. Pemesinan CNC telah menjadi kebutuhan utama dalam banyak disiplin ilmu, dan masing-masing disiplin membutuhkan bagian khusus untuk proyeknya. Pilihan material CNC telah diperluas untuk memenuhi kebutuhan konsumen, insinyur, kontraktor, dan bidang lainnya guna menciptakan solusi untuk aplikasi yang sangat spesifik. Kunci utama untuk menghasilkan produk akhir yang berkualitas adalah memilih material yang tepat.

Ada berbagai macam material yang tersedia, dan masing-masing dapat digunakan untuk bagian dengan tujuan yang sama sekali berbeda. Karena beragamnya pilihan, memilih material yang tepat untuk aplikasi Anda dapat menjadi tantangan. Dengan menyaring jenis material pemrosesan yang paling sesuai untuk bagian tersebut, Anda dapat memilih material yang paling efisien dan hemat biaya. Berikut beberapa poin yang perlu dipertimbangkan saat memilih material.

Faktor Pertimbangan Pemilihan Material

Bagaimana Bagian Digunakan?

Karena pemesinan CNC telah berkembang selama bertahun-tahun, komponen mesin perkakas CNC juga mengalami perkembangan yang serupa. Jenis material yang sama dapat digunakan dalam berbagai produk untuk berbagai fungsi. Apakah bagian tersebut digunakan dalam peralatan medis, mobil, penerbangan angkasa, mesin, atau manufaktur industri?

Misalnya, untuk isolasi, material yang digunakan untuk mengisolasi analyzer napas mungkin berbeda dari material yang digunakan untuk isolasi dalam kamera. Keduanya melayani tujuan yang sama, tetapi tidak dapat digunakan dengan cara yang sama atau menghasilkan hasil yang identik. Jika bagian akan digunakan di luar ruangan atau di lingkungan lembap, sebaiknya gunakan baja tahan karat alih-alih baja karbon untuk mencegah karat.

Beban Tekanan

Beban tekanan tinggi dapat menyebabkan beberapa material merusak atau bahkan retak. Saat memilih material bagian, pastikan untuk mempertimbangkan beban tekanan. Bagian yang terkena beban tekanan tinggi perlu diproses dengan komponen yang tahan terhadap beban tekanan dan mencegah deformasi. Jika bagian Anda akan terkena beban tinggi, material yang digunakan harus memiliki elemen yang cukup untuk menahan beban dan mencegah deformasi.

Toleransi Dimensi

Jangan pernah meremehkan pentingnya toleransi dimensi. Toleransi tidak hanya memainkan peran dalam pemilihan material, tetapi juga mempengaruhi bagian, rangkaian, metode pemotongan, dan penggunaan alat serta mesin. Toleransi dimensi akan mempengaruhi seluruh proses dan keuntungan akhir.

Anda perlu mengetahui toleransi yang diperlukan untuk bagian. Jika Anda menggunakan desain bagian lama atau sketsa dan ingin mengikuti metode sebelumnya, sebaiknya periksa kembali apakah toleransinya masih sesuai. Kesalahan ketik dapat dengan mudah muncul dalam dokumen. Bahkan jika informasi benar, jika penyesuaian dapat dilakukan untuk melonggarkan toleransi sambil masih memungkinkan bagian berfungsi optimal, Anda dapat menghemat biaya dengan mengevaluasi ulang toleransi. Toleransi ketat biasanya lebih mahal.

Toleransi dimensi standar digunakan secara default, tetapi jika Anda tidak menentukan toleransi atau menemukan angka yang tidak tepat, Anda akan akhirnya memesan bagian yang tidak sesuai. Memerlukan lebih banyak waktu untuk mengubah ukuran dan/atau memesan ulang, dan pada akhirnya, langkah awal sederhana ini dapat membantu Anda menghemat uang.

Jika Anda tidak yakin dengan toleransi pasti dari bagian yang dibutuhkan, jangan membuat tebakan, tetapi biarkan perusahaan pemesinan CNC profesional membantu menyelesaikannya.

Suhu Operasi

Saat memilih material, titik leleh material harus lebih rendah dari suhu kerja proses. Selain itu, perlu dipertimbangkan apakah ada fluktuasi suhu operasi, dan material harus dapat menahan suhu tanpa meruncing, deformasi, atau kerusakan seiring waktu.

Meskipun beberapa material yang lebih tahan dirancang untuk menahan perubahan ini, banyak material akan menunjukkan tanda-tanda meruncing, membengkak, dan/atau retak seiring waktu. Suhu ekstrem juga dapat secara negatif mempengaruhi daya tahan material tertentu.

Saat Anda memproses material dengan CNC, juga penting untuk memahami informasi ini, sehingga Anda dapat memastikan bahwa suhu yang dihasilkan oleh pemotongan dan pembentukan bagian tidak akan merusaknya. Membangun hubungan antara suhu operasi dan material yang digunakan sangat penting untuk desain dan produksi yang berhasil.

Bobot dan Kapasitas Tekanan

Bobot material yang diproses tergantung pada cara bagian digunakan.
Material berat dapat menyerap banyak tekanan. Untuk proyek yang memerlukan kapasitas beban berlebih dan beban tekanan tinggi, material berat harus dipertimbangkan. Namun, material berat tidak cocok untuk item yang sensitif terhadap bobot.

Material ringan populer dalam proyek yang sensitif terhadap bobot. Mereka tahan lama, dapat digunakan, dan dapat menyerap banyak tekanan, tetapi lebih mahal. Material ringan ideal untuk banyak produk, tetapi jika biaya adalah faktor penting, maka mereka mungkin bukan pilihan terbaik.

Memilih antara material berat dan ringan hanyalah contoh fitur mana yang paling penting untuk bagian pemesinan CNC. Dengan cara ini, Anda dapat menentukan elemen yang krusial untuk bagian Anda agar berfungsi dengan baik, mengecualikan material yang tidak memenuhi standar, dan kemudian membandingkan biaya.

Biaya Keseluruhan dan Kefabrikanan Material

Material yang paling mahal biasanya adalah material ringan dengan kekuatan tinggi. Saat memilih material pemrosesan, banyak faktor yang akan membantu membuat keputusan. Untuk menemukan material yang paling kompatibel, prioritaskan karakteristik yang paling penting untuk bagian akhir. Pilih material yang memenuhi kurva kekuatan, batas suhu, dan persyaratan rangkaian. Elimina material yang tidak memenuhi persyaratan ini, bandingkan biaya material, dan kemudian pilih.

Secara umum, semakin banyak material yang digunakan dalam bagian, semakin tinggi biayanya. Demikian pula, material khusus dan material yang sangat kuat (seperti titan) juga akan lebih mahal.

Mencari perusahaan yang menawarkan penawaran gratis dan tanpa kuantitas pesanan minimum akan membantu Anda mengurangi biaya. Setelah semua cakupan disempitkan, material yang lebih hemat biaya dapat digunakan untuk memenuhi sebagian besar kebutuhan Anda.

Panduan Pemilihan Material

SANS dapat memproses ratusan material logam, alloy, dan plastik, serta material kustom lain atas permintaan. Jadi di bawah ini kita akan membahas materi terpopuler dan propertinya.

Logam

Salah satu jenis material paling umum dalam pemesinan CNC adalah logam, dan ada juga berbagai pilihan. Mari kita tinjau pilihan yang paling terkenal dan aplikasi yang paling cocok untuk setiap logam. Bergantung pada ukuran dan geometri bagian, biaya material mungkin mencakup bagian besar dari harga total bagian.

Aluminium

Aluminium kemungkinan adalah material yang paling banyak digunakan untuk pemesinan CNC dan adalah pilihan yang sangat baik untuk bagian mekanik dan bagian eksternal. Dibandingkan dengan logam lain, aluminium umumnya dapat diproses lebih cepat dari pada logam lain, menjadikannya metode yang paling ekonomis. Bagian yang terbuat dari aluminium membentuk lapisan pelindung saat terpapar lingkungan, sehingga memberikan kekuatan tambahan dan resistensi korosi. Dengan karakteristik material berkualitas tinggi ini, aluminium yang diproses CNC sangat cocok untuk digunakan di industri otomotif, penerbangan angkasa, kesehatan, dan elektronika konsumen. Aplikasi spesifik termasuk aksesori pesawat, penutup elektronik, peralatan medis, gear, dan poros.

Aluminium 6061

Ini adalah alloy aluminium general purpose yang paling banyak digunakan dengan rasio kekuatan-berat yang baik dan kemahasiswaan yang luar biasa. Ini adalah grade aluminium general purpose yang paling umum, biasanya digunakan untuk bagian otomotif, kerangka sepeda, barang olahraga, kerangka RC, dll.

Elemen alloy utama adalah magnesium, silicon, dan iron. Mirip dengan alloy aluminium lain, ia memiliki rasio kekuatan-berat yang baik dan secara alami tahan terhadap korosi atmosfer. Salah satu kekurangan 6061 adalah resistensi korosi yang buruk saat terpapar air asin atau kimia lainnya. Dalam aplikasi yang lebih menuntut, ia tidak sekuat alloy aluminium lain.

Komposisi dan properti material aluminium 6082 mirip dengan 6061. Di Eropa, ia lebih banyak digunakan karena mematuhi standar British.

Aluminium 7075

7075 adalah produk unggulan dari aluminium. Ini terutama di-alloy dengan seng. Ini adalah salah satu alloy aluminium yang kuat. Ini adalah pilihan ideal untuk peralatan hiburan dengan kekuatan tinggi dan kerangka otomotif serta penerbangan angkasa. Karena untuk baja, aluminium 7075 memiliki properti kelelahan yang luar biasa dan dapat dirawan panas untuk mencapai kekuatan dan kekerasan tinggi, sehingga sangat penting untuk mengurangi bobot. Namun, harus dihindari saat diperlukan pengelasan.

Aluminium 5083

Aluminium 5083 memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan resistensi air laut yang luar biasa dibandingkan dengan sebagian besar alloy aluminium lainnya, sehingga umum digunakan dalam aplikasi konstruksi dan laut. Ini juga adalah pilihan yang sangat baik untuk pengelasan.

Pengetahuan lebih lanjut tentang Bagian Aluminium di All about CNC Alumunium Machining

Baja Tahan Karat

Alloy baja tahan karat memiliki kekuatan tinggi, ductility tinggi, resistensi aus dan korosi yang luar biasa, dan mudah dijalin, diproses, dan dipolish. Bergantung pada komposisinya, mereka dapat (esensial) non-magnetik atau magnetik.

Ada banyak jenis baja tahan karat. Ia disebut baja tahan karat karena mengandung kromium yang membantu mencegah oksidasi (karat). Karena semua baja tahan karat terlihat sama, perlu menggunakan alat pengukuran modern (seperti detektor OES) untuk menguji bahan baku masuk dengan hati-hati ekstrim untuk mengonfirmasi karakteristik baja yang digunakan.

Baja Tahan Karat 303

Dalam kasus 303, sulfur juga ditambahkan. Sulfur ini membantu membuat 303 sebagai baja tahan karat yang paling mudah diproses, tetapi juga cenderung mengurangi resistensi korosinya hingga tingkat tertentu.

303 bukan pilihan yang baik untuk pembentukan dingin (melengkung), dan juga tidak dapat dirawan panas. Kehadiran sulfur juga berarti ia tidak ideal untuk pengelasan. Ia memang memiliki performa pemrosesan yang luar biasa, tetapi Anda harus memperhatikan kecepatan/feed dan kekerasan alat potong.

303 biasanya digunakan untuk baut dan baut baja tahan karat, fitting, poros, dan gear. Namun, ia tidak boleh digunakan untuk aksesori grade laut.

Baja Tahan Karat 304

Ini adalah alloy baja tahan karat yang paling umum dengan properti mekanik yang luar biasa dan kemahasiswaan yang baik. Ia dapat menahan sebagian besar kondisi lingkungan dan media korosif.

Ini adalah bentuk baja tahan karat yang paling umum ditemukan dalam berbagai produk konsumen dan industri. Biasa disebut 18/8, ini merujuk pada penambahan 18% kromium dan 8% nikel ke dalam alloy, yang merupakan bentuk baja tahan karat yang paling umum.

304 sangat keras, non-magnetik, mudah diproses dan biasanya memiliki resistensi korosi, sehingga sangat cocok untuk aksesori dapur, tangki penyimpanan, dan pipa yang digunakan di industri, konstruksi, dan otomotif.

304 mudah diproses, tetapi tidak seperti 303, dapat dijalin. Ia juga lebih tahan terhadap korosi dalam sebagian besar lingkungan normal (non-kimia). Untuk tukang mesin, gunakan alat potong yang sangat tajam untuk pemrosesan dan jangan terkontaminasi oleh logam lain.

Baja Tahan Karat 316

Ini adalah alloy baja tahan karat umum lainnya dengan properti mekanik yang mirip dengan 304. Biasa dianggap sebagai baja tahan karat grade laut, kuat dan mudah dijalin. Material ini sangat tahan terhadap korosi, dan untuk larutan garam (seperti air laut), sangat cocok untuk konstruksi, fitting kapal, pipa industri, dan aplikasi otomotif.

Baja Tahan Karat 2205

Baja tahan karat 2205 duplex adalah alloy baja tahan karat yang kuat (dua kali lipat dari alloy baja tahan karat biasa lainnya) dan memiliki resistensi korosi yang luar biasa. Ia digunakan dalam lingkungan yang sulit dan memiliki banyak aplikasi dalam industri minyak dan gas.

Baja Tahan Karat 17-4

Properti mekanik baja tahan karat 17-4 (grade SAE 630) dapat dibandingkan dengan 304. Ia dapat dirawan presipitasi hingga tingkat yang tinggi (dibandingkan baja perkakas) dan memiliki resistensi kimia yang luar biasa, menjadikannya cocok untuk aplikasi dengan performa sangat tinggi, seperti pembuatan balur turbin.

Baja Perkakas

Baja perkakas adalah alloy logam dengan kekerasan, kekakuan, resistensi aus dan termal yang luar biasa. Mereka digunakan untuk menciptakan alat manufaktur (dengan nama itu), seperti cetakan, cap, dan cetakan. Untuk mencapai properti mekanik yang baik, mereka harus melalui perawatan panas.

Baja perkakas D2 adalah alloy yang tahan aus yang mempertahankan kekerasannya hingga suhu 425°C. Baja D2 adalah baja perkakas yang dirawan udara, karbon tinggi, kromium tinggi dengan resistensi aus yang tinggi. Ia dapat dirawan panas dan memiliki kisaran kekerasan yang kuat. Baja D2 adalah pilihan ideal untuk membuat bagian dan produk yang perlu dapat dibentur dengan mudah.

Baja perkakas A2 adalah baja perkakas general purpose yang dirawan udara dengan ketawanan yang baik dan stabilitas dimensi yang luar biasa pada suhu tinggi. Biasa digunakan untuk manufaktur cetakan injeksi.

Baja perkakas O1 adalah alloy yang dirawan minyak dengan kekerasan tinggi 65 HRC. Biasa digunakan untuk pisau dan alat potong.

Baja Ringan

Juga dikenal sebagai baja karbon rendah dan memiliki properti mekanik yang baik, kemahasiswaan yang luar biasa, dan kemampuan pengelasan yang baik. Karena biayanya rendah, mereka menemukan aplikasi general purpose, termasuk manufaktur bagian mesin, jig, dan fitting. Baja ringan rentan terhadap korosi dan serangan kimia. Biasa digunakan adalah

Baja Ringan 1018

Baja ringan 1018 adalah alloy general purpose dengan kemahasiswaan dan kemampuan pengelasan yang baik, serta ketawanan, kekuatan, dan kekerasan yang luar biasa. Ini adalah alloy baja karbon rendah yang paling banyak digunakan.

Baja Karbon 1045

Material tahan ini adalah baja karbon rendah, bukan baja tahan karat, yang biasanya lebih murah dari pada baja tahan karat, tetapi memiliki kekuatan yang lebih tinggi. Material dapat dirawan keras dan dirawan panas untuk memudahkan pemrosesan dan pengelasan. Ia paling banyak digunakan dalam aplikasi industri dan bagian mekanik yang memerlukan ketawanan dan kekuatan tinggi, seperti baut dan baut, gear, poros, dan roda penghubung. Ia juga digunakan dalam konstruksi, tetapi jika terpapar lingkungan, biasanya melalui perawatan permukaan untuk mencegah karat.

Baja ringan A36

Baja karbon rendah A36 adalah baja struktural umum dengan kemampuan pengelasan yang baik. Ia cocok untuk berbagai aplikasi industri dan konstruksi

Magnesium AZ31

Alloy aluminium dan seng, magnesium AZ31 memiliki pengurangan bobot sebesar 35% dibandingkan dengan aluminium, tetapi kekuatannya lebih tinggi. Namun, material ini umumnya lebih mahal dan sering digunakan untuk komponen pesawat. Material mudah diproses, tetapi memiliki karakteristik mudah terbakar.

Magnesium mudah diproses, tetapi sangat mudah terbakar, terutama dalam bentuk bubuk, jadi harus diproses dengan pelumas cair. Magnesium dapat dianodisasi untuk meningkatkan resistensi korosinya. Ia juga adalah material struktural yang sangat stabil dan pilihan yang sangat baik untuk cetakan tekan.

Karena bobot ringan dan kekuatan tinggi, ia juga sering digunakan untuk casing laptop, alat tenaga, body kamera, dan penggunaan lain di sekitar rumah.
titan

Titan dikenal karena kekuatan tinggi, bobot ringan, ketawanan, dan resistensi korosi. Ia dapat dijalin, dipassivasi, dan dianodisasi untuk meningkatkan perlindungan dan memperbaiki penampilan. Titan memiliki efek polish yang buruk dan adalah konduktor listrik yang buruk, tetapi konduktor termal yang baik. Ini adalah material yang sulit diproses, dan hanya alat profesional yang dapat digunakan.

Material ini biasanya lebih mahal dari pada logam lain. Ia melimpah dalam kerut bumi, tetapi sulit untuk difinisikan. Ia paling banyak digunakan dalam aplikasi militer, penerbangan angkasa, industri, dan biomedis.

Kuningan

Dikenal sebagai salah satu material yang paling sederhana dan hemat biaya dalam pemesinan CNC, Kuningan adalah alloy tembaga dan seng, yang stabil tetapi tidak cukup kuat. Penggunaan umum termasuk peralatan medis, produk konsumen, dan perangkat keras serta kontak listrik. Karena kuningan juga memiliki koefisien gesekan rendah dan resistensi korosi yang tinggi, mereka juga digunakan dalam teknik, plomberi, teknik uap, dan bahkan alat musik. Karena material yang lembut dan karakteristik pemrosesan yang mudah, digunakan dalam aksesori plomberi, dekorasi rumah, dan alat musik.

Dengan kemahasiswaan yang baik dan konduktivitas yang luar biasa, sangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan gesekan rendah. Ia juga umum digunakan dalam konstruksi untuk menghasilkan penampilan emas dengan penampilan estetik.
Kuningan C36000 adalah material dengan kekuatan tarik tinggi dan resistensi korosi alami. Ini adalah salah satu material yang paling mudah diproses, jadi biasanya digunakan untuk aplikasi volume tinggi.

Tembaga

Saat berkaitan dengan material pemesinan CNC, sedikit logam yang menawarkan konduktivitas listrik tembaga. Resistensi korosi yang tinggi membantu material ini melawan karat, sementara properti konduktivitas termal membuat proses pembentukan lebih mudah selama pemesinan CNC. Sering digunakan di industri otomotif, aplikasi termasuk sistem pendingin dan pemanas perpindahan, serta berbagai aplikasi teknis seperti klep dan radiator. Namun, penting untuk mengetahui bahwa tembaga lemah terhadap beberapa kimia, seperti asam, halida sulfida, dan larutan amonia.

Plastik

Selain material logam, layanan pemesinan CNC presisi tinggi SANS juga kompatibel dengan beberapa plastik. Di bawah ini adalah beberapa plastik yang paling banyak digunakan untuk teknologi pemesinan CNC.

ABS

ABS adalah salah satu material termoplastik yang paling umum, dengan properti mekanik yang baik, resistensi tabrakan yang luar biasa, resistensi panas tinggi, dan kemahasiswaan yang baik.

ABS memiliki densitas rendah, jadi sangat cocok untuk aplikasi ringan. Bagian ABS yang diproses CNC biasanya digunakan sebagai prototipe sebelum produksi massal melalui cetakan injeksi.

Nylon

Nylon, juga dikenal sebagai poliamida (PA), adalah jenis termoplastik. Karena properti mekanik yang luar biasa, resistensi tabrakan yang baik, resistensi kimia yang tinggi dan resistensi aus, dan juga memiliki resistensi api yang sedang, biasanya digunakan Ini termasuk isolator, bearing, dan produk jangka pendek yang akan digunakan untuk cetakan injeksi. Kekurangannya adalah mudah menyerap air dan kelembaban.

POM

POM juga disebut Delrin. Ini adalah termoplastik teknis dan memiliki kemampuan proses yang tertinggi di antara plastik.

POM (Delrin) biasanya adalah pilihan terbaik untuk pemesinan CNC bagian plastik yang memerlukan presisi tinggi, kekakuan tinggi, gesekan rendah, stabilitas dimensi yang luar biasa pada suhu tinggi, dan penyerapan air yang sangat rendah.

PTFE

PTFE, biasa dikenal sebagai polytetrafluoroethylene (Teflon), adalah termoplastik teknis dengan resistensi kimia dan panas yang luar biasa dan koefisien gesekan terendah dari semua padat yang diketahui. Ia adalah isolator listrik yang luar biasa. Namun, ia memiliki properti mekanik murni dan sering digunakan sebagai pelapisan atau sisipan dalam komponen.

HDPE

Polietilena padat (HDPE) adalah termoplastik dengan rasio kekuatan-berat yang tinggi, resistensi tabrakan yang tinggi, dan resistensi cuaca yang baik.

HDPE adalah termoplastik ringan, cocok untuk penggunaan luar ruangan dan transportasi pipa. Seperti ABS, sering digunakan untuk membuat prototipe sebelum cetakan injeksi.

PEEK

PEEK adalah termoplastik teknis dengan performa tinggi dengan properti mekanik yang luar biasa, stabilitas termal dalam rentang suhu yang luas, dan resistensi yang luar biasa terhadap sebagian besar kimia.

PEEK sering digunakan untuk mengganti bagian logam karena rasio berat-berat yang tinggi. Grade medis juga tersedia, menjadikan PEEK juga cocok untuk aplikasi biomedis.