Opsi Logam Untuk Mesin CNC

Saat merancang komponen untuk permesinan CNC, banyak kali Anda akan memilih bahan logam. Untuk ini, Anda perlu mempertimbangkan persyaratan kekuatan, ketahanan kimia, stabilitas termal, biaya, dan faktor lainnya. Dengan begitu banyak bahan untuk dipilih, itu mungkin sedikit berlebihan. Pertama-tama tentukan fitur terpenting dari bagian Anda. Bagaimana cara kerjanya? Lingkungan apa yang akan terpapar? Bagaimana interaksinya dengan komponen lain?

Setelah memahami karakteristik penting bagian di atas, gabungkan enam faktor yang harus Anda pertimbangkan sebelum memproses logam keras atau lunak yang diperkenalkan dalam artikel ini. Saya yakin ini akan membantu Anda dalam memilih bahan logam yang tepat.

Sifat Mekanik Logam

Mari kita mulai dengan sifat mekanik, yang diukur dengan kinerja material ketika gaya yang berbeda diterapkan.

Sifat mekanik utama logam yang harus diperhatikan adalah:

Kekerasan:

Bahan yang lebih keras lebih tahan terhadap goresan dan kusut daripada bahan lunak. Bahan keras cocok untuk suku cadang aus seperti busing. Beberapa bahan juga dapat dikerjakan dengan mesin dan dikeraskan kemudian. Ingatlah bahwa jika material mengeras, sifat material akan berubah. Misalnya, pengerasan material dapat membuatnya lebih rapuh. Permukaan bagian juga dapat dikeraskan dengan pelapis.

Gambar berikut hanya membandingkan kekerasan bahan logam biasa

Sumber dari https://www.metalcraftmachining.com/services/cnc-metal-materials.html

Kepadatan:

Kepadatan aluminium jauh lebih rendah daripada baja ringan, yang membuatnya sekitar sepertiga dari beratnya. Tergantung pada kualitas materialnya, aluminium sebenarnya bisa lebih kuat dari baja jika dibandingkan dengan beratnya (rasio kekuatan terhadap berat).

Kekuatan Tarik:

Tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh suatu material sebelum mengalami kegagalan. Jika Anda mendesain braket yang menghubungkan dua komponen, pertimbangkan bagaimana komponen ini berinteraksi. Kekuatan tarik akan mewakili kemampuan material untuk menahan patah.

Redaman (logam keras cenderung memiliki kapasitas redaman yang lebih kecil)

Kerapuhan:

Bahan yang sangat rapuh tidak akan meregang atau berubah bentuk sebelum pecah. Jika bagian Anda harus terus ditekuk, bahan yang rapuh bukanlah pilihan yang tepat.

Jika salah satu properti di atas penting untuk proyek Anda, kami sarankan Anda melakukan riset untuk mendapatkan peringkat properti sebenarnya dari setiap material.

Karakteristik Keausan Dan Kelelahan Logam

Umumnya, jika Anda melakukan pemesinan suku cadang untuk mencapai kesesuaian dan fungsi prototipe, Anda tidak perlu khawatir tentang keausan material. Jika Anda perlu memastikan kekuatan atau membiarkan suku cadang tahan uji karakteristik lingkungan seperti suhu ekstrem, pilihan bahan Anda akan sangat penting. Mari kita uraikan karakteristik kelelahan yang paling penting untuk dipertimbangkan.

Kekuatan dan Ketangguhan Kelelahan:

Ini adalah tegangan yang dapat ditahan material dalam sejumlah siklus tertentu. Perubahan ini telah dipelajari secara ekstensif untuk membantu memilih bahan yang sesuai untuk memenuhi persyaratan penggunaan akhir Anda. Faktanya, menurut penelitian tentang hal ini, kelelahan logam adalah kerusakan kumulatif permanen lokal bertahap dari bahan dan komponen di bawah aksi tegangan siklik atau regangan siklik di satu atau beberapa tempat, dan retakan atau kejadian tiba-tiba setelah sejumlah siklus tertentu. Proses fraktur lengkap. Sekitar 90% dari semua kegagalan logam terjadi dengan cepat dan tanpa peringatan, jadi kami biasanya menggunakan rasio rata-rata untuk mengukur kekuatan lelah. Saat memilih bahan, jika Anda tahu bahwa suku cadang Anda akan bertahan dalam beberapa siklus tegangan, sebaiknya Anda mengevaluasi tingkat kekuatan lelah.

A Suhu kerja Bagian Logam

Suhu operasi lingkungan di mana komponen akan beroperasi merupakan faktor penting lainnya untuk dipertimbangkan. Hal ini dikarenakan titik leleh material CNC yang digunakan harus lebih tinggi dari temperatur operasi. Jika tidak, struktur bagian dapat berubah. Selain itu, Anda harus memastikan bahwa bahan mesin CNC dapat menahan perubahan suhu yang ekstrem. Meskipun beberapa bahan mungkin dapat menahan perubahan suhu ini, beberapa bahan mungkin mengalami perubahan struktural setelah periode penggunaan

Ada banyak sumber daya untuk pengujian siklus lingkungan. Dalam kebanyakan kasus, material ditempatkan di lingkungan yang terkendali dan diuji untuk suhu tinggi dan rendah, kelembaban tinggi dan rendah, siklus termal, dan kejutan termal.

–Logam tahan suhu tinggi:titanium dan baja tahan karat.

–Logam yang dapat menahan suhu yang sangat dingin dan mempertahankan keuletan pada suhu rendah:tembaga dan aluminium.

Resistensi rambat didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan 'creep', yang mengacu pada kecenderungan material padat untuk berubah bentuk dalam jangka waktu yang lama-karena paparan tingkat stres yang tinggi. Penting untuk dicatat bahwa ketahanan mulur dapat melebihi batas tegangan standar material karena membutuhkan waktu lebih lama untuk terjadi. Nikel, titanium, dan baja tahan karat memiliki ketahanan mulur tertinggi terhadap logam.

Ketahanan Korosi (Oksidasi) Logam

Karena reaksi kimia antara logam dan lingkungan sekitarnya, korosi logam adalah degradasi atau oksidasi. Ada banyak alasan untuk korosi logam, perlu dicatat bahwa semua logam akan menimbulkan korosi. Besi murni biasanya menimbulkan korosi sangat cepat, tetapi baja tahan karat yang menggabungkan besi dan paduan lainnya menimbulkan korosi sangat lambat. Jika Anda khawatir tentang korosi, baja tahan karat adalah pilihan yang sangat baik untuk logam.

Alternatif lain untuk stainless steel adalah aluminium anodized. Metode ini membantu mengurangi korosi dan merupakan hasil akhir yang sangat tahan lama. Baja ringan berlapis nikel mungkin lebih hemat biaya daripada menggunakan baja tahan karat.

Sifat Termal Logam

Logam dapat memuai, meleleh, dan menghantarkan listrik. Sifat termal yang paling umum adalah konduktivitas listrik, yang merupakan kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan panas. Bahan dengan konduktivitas termal tinggi lebih baik dalam mentransfer panas. Jika komponen Anda digunakan untuk aplikasi pendinginan, sebaiknya Anda lebih memperhatikan material dengan konduktivitas termal yang tinggi.

Sifat termal logam biasa tercantum dalam tabel di bawah untuk referensi.

Sumber dari https://www.protolabs.com/resources/blog/hard-metals-vs-soft-metals-for-cnc-machining/

Kinerja Manufaktur

Machinability mengacu pada kemudahan dimana material dapat dimodifikasi dengan memotong (machining). Misalnya, aluminium sangat mudah dikerjakan dan tidak memakai perkakas secepat bahan lainnya. Oleh karena itu, biaya pemrosesan aluminium “lebih murah” dibandingkan dengan material dengan kemampuan kerja yang lebih rendah.

Logam memiliki sifat material yang berbeda, yang menentukan karakteristik kinerja produk akhir. Berbagai karakteristik ini memang bagus, tetapi harus diimbangi dengan biaya bahan baku dan biaya pemrosesan. Misalnya, jika suku cadang Anda ditetapkan sebagai baja tahan karat, Anda akan menemukan bahwa ada beberapa jenis baja tahan karat yang sangat berbeda dalam hal biaya dan sifat material. Selain itu, beberapa baja tahan karat lebih sulit untuk dipotong daripada yang lain, yang berarti biaya peralatan mesin CNC akan sedikit lebih tinggi.