Het beheersen van materiaalselectie voor CNC-draaien: kies de juiste materialen voor uw CNC-bewerkingsproject

Elk CNC-draaiproject vereist de juiste materiaalkeuze, wat misschien wel een van de meest cruciale beslissingen is. De eigenschappen van het eindproduct, waaronder kosten, prestaties, duurzaamheid en precisie, hangen allemaal af van deze beslissing. Het is begrijpelijk dat er talloze alternatieven zijn waaruit u kunt kiezen, te beginnen met metalen zoals aluminium en roestvrij staal en doorlopend tot technische kunststoffen zoals PEEK en Delrin. Deze blog fungeert als een gedetailleerde gids die u helpt bij het selecteren van het juiste materiaal voor CNC-bewerking. We zullen de factoren vaststellen die geanalyseerd moeten worden, bijvoorbeeld mechanische eigenschappen, bewerkbaarheid, toepassingsvereisten en kosten, zodat de doelstellingen voor het project kunnen worden gehaald. Dit artikel is bedoeld om beginners en meer ervaren machinisten die voor het eerst het domein van CNC-draaien betreden, te voorzien van praktische tips om het materiaalselectieproces te vergemakkelijken.

Welke materialen worden het meest gebruikt bij CNC-draaien?

Ingenieurs gebruiken doorgaans de volgende materialen bij CNC-draaien:

• Aluminium: Gemakkelijk te bewerken, zeer corrosiebestendig en licht van gewicht. Daardoor is het een geschikt materiaal voor gebruik in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en consumentenproducten.
• Staal: Sterk en duurzaam, verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten, wordt vaak gebruikt voor industriële componenten en machines.
• Roestvrij staal: sterk en corrosiebestendig. Het wordt veel gebruikt in de medische, voedselverwerkende en maritieme industrie.
• Messing: Goed bewerkbaar en met een lage wrijving, waardoor het een uitstekende keuze is voor precisieonderdelen. Het wordt veel gebruikt in elektrische componenten en fittingen.
• Kunststoffen zoals POM en nylon: worden gebruikt in toepassingen waarbij lichtgewicht, chemische bestendigheid en elektrische isolatie vereist zijn.

Project specifieke vereisten zoals sterkte, gewicht, thermische eigenschappen en kosten bepalen de beslissing om een ​​bepaald materiaal te gebruiken.

Metalen materialen voor CNC-bewerking: soorten en toepassingen

CNC-technologie kan worden toegepast op de meeste metalen materialen vanwege hun specifieke eigenschappen, die kunnen worden gebruikt in specifieke toepassingen. Hieronder worden enkele van de meest gebruikte metalen materialen en hun voordelen met behulp van CNC-bewerking beschreven.

1. Aluminium: Dit metaal wordt het meest gebruikt vanwege zijn corrosiebestendigheid, hoge bewerkbaarheid, lage dichtheid en eenvoudige vormbaarheid. Dit zijn nuttige eigenschappen voor de automobiel-, luchtvaart- en consumentenelektronica-industrie. Aluminium 6061 is een gespecialiseerde kwaliteit die veel wordt gebruikt en een treksterkte heeft van bijna 45000 psi, waardoor het geschikt is voor structurele onderdelen en behuizingen van bewerkte items.
2. Roestvrij staal: Roestvrij staal is essentieel vanwege de sterkte en duurzaamheid, maar ook vanwege het feit dat het niet corrodeert en relatief hoge temperaturen aankan. Hygiënische en corrosiebestendige eigenschappen zijn vaak vereist in medische apparatuur, apparatuur voor voedselverwerking en zelfs maritieme toepassingen waarbij roestvrij staal van klasse 304 en 316 wordt gebruikt.
3. Staal (zacht en gereedschapsstaal): Wordt gebruikt in de bouw, zacht staal en andere industriële sectoren, zware machines en industriële gereedschappen zoals staal zijn zeer gewild. Kostenefficiënt. Enkele veelvoorkomende voorbeelden zijn zacht staal van klasse 1018 dat wordt gebruikt in mechanische constructies of A2 en D2 gereedschapsstaal vanwege hun uitzonderlijke hardheid en slijtvastheid en ideale uitrusting voor snijgereedschappen en mallen.
4. Titanium: De lucht- en ruimtevaart, snelle voertuigen en zelfs de medische sector vertrouwen op titanium omdat het de hoogste sterkte-gewichtsverhouding heeft. Titaniumkwaliteit 5 of (Ti-6Al-4V) is een veelgebruikte legering omdat het een treksterkte van meer dan 130,000 psi heeft. Deze specifieke legering is populair in soja vanwege het brede gebruik ervan in biocompatibele producten.
5. Koper en messing: Koper wordt in veel componenten gebruikt, zoals elektrische schakelingen en warmtewisselaars, vanwege de uitstekende thermische en elektrische geleidbaarheid. Een ander veelgebruikt metaal is messing vanwege de lage wrijving en corrosiebestendigheid, waardoor het bruikbaar is voor kleppen, decoratieve fittingen en tandwielen.
6. Inconel en superlegeringen: Sterke punten in specifieke gebieden zijn mijnbouw, lucht- en ruimtevaart en energie; deze toepassingen maken het mogelijk om extreme omstandigheden zoals verhitting en corrosie te dekken. Afhankelijk van de omgeving worden specifieke modellen gebruikt. Incoel 718 staat bekend om zijn vermogen om hoge temperaturen van 1,300°F(700°C) te dekken en tegelijkertijd een sterke structurele weerstand te hebben.

Meerdere factoren beïnvloeden de beslissing om te kiezen welke specifieke metalen te gebruiken, zoals de mechanische prestaties van het systeem, thermische eigenschappen en zelfs het gewicht. Naarmate CNC-bewerkingstechnologieën geavanceerder worden en moderne technische uitdagingen complexer worden, is nauwkeurigere en efficiëntere metaalbewerking mogelijk.

Kunststofmaterialen voor CNC-draaien: voordelen en beperkingen

Het gebruik van kunststofmaterialen voor CNC-draaien heeft zijn voordelen, maar deze overwegingen bepalen of kunststofdraaien voor elke toepassing geschikt is.

Voordelen van kunststofmaterialen voor CNC-draaien

Bovenal is het primaire voordeel van het gebruik van kunststofmaterialen hun lage dichtheid ten opzichte van metalen, wat essentieel is voor toepassingen waarbij gewichtsbesparing een prioriteit is. PEEK-, PVC- en Delrin-kunststoffen hebben bijvoorbeeld een lage wrijvingscoëfficiënt dielectrisch, wat bijdraagt ​​aan een goede bewerkbaarheid en prestaties in bewegende onderdelen. Bovendien zijn kunststoffen immuun voor corrosie en de meeste chemische schade, wat omstandigheden creëert waarin metalen kunnen lijden. Speciale isolerende kunststoffen kunnen zelfs werken in omgevingen met hoge prestaties, waaronder de medische of lucht- en ruimtevaartindustrie. Sommige technische kunststoffen, zoals PTFE en PEEK, hebben een hoge temperatuurtolerantie; PEEK blijft effectief tot 250 graden Celsius (482 graden Fahrenheit).

Bovendien worden kunststofmaterialen gezien als economische alternatieven in prototyping en kleinschalige productie vanwege hun lagere materiaalkosten, verbeterde bewerkbaarheid en kortere bewerkingscycli in vergelijking met metalen. Bovendien maakt hun niet-geleidende eigenschap ze nuttig in elektronische en elektrische industrieën. Verder heeft de ontwikkeling van CNC-technologieën in de afgelopen jaren het aantal materialen, waaronder kunststoffen, dat in deze processen kan worden gebruikt, vermenigvuldigd en ook de toleranties en precisie die haalbaar zijn, verbeterd, waardoor het mogelijk is om complexe vormen met strenge eisen te targeten.

Nadelen van kunststofmaterialen voor CNC-draaien

Zelfs met deze positieve eigenschappen hebben plastic materialen bepaalde basisnadelen. Hun mechanische sterkte en stijfheid zijn lager dan die van metalen in het algemeen, waardoor ze ongeschikt zijn voor elk lastdragend onderdeel in meer veeleisende toepassingen. Plastics zijn ook gevoeliger voor temperatuurveranderingen en de meeste materialen vertonen smelten of een vorm van vervorming bij lagere temperaturen dan metalen. Bijvoorbeeld, terwijl PEEK de voorkeur heeft in toepassingen met hoge temperaturen, hebben andere plastics, zoals polypropyleen of nylon, de neiging om zacht te worden bij temperaturen boven de 100 graden Celsius.

Bovendien kunnen afmetingen ook veranderen tijdens CNC-bewerking vanwege de warmte-uitzettingseigenschappen van kunststoffen, wat vaak problematisch is. Ook kunnen sommige kunststoffen te snel verslijten door misbruik van de machine, wat hun levensduur beïnvloedt op plaatsen met veel wrijving of schokken. Bovendien zijn bepaalde kunststoffen bijzonder gevoelig voor externe factoren, met name met betrekking tot UV-licht, wat hun betrouwbaarheid voor buitengebruik op de lange termijn verder ondermijnt.

Samenvatting van de geschiktheid van het materiaal

De fabricageprocessen zijn op vergelijkbare wijze van toepassing op lage en zeer dichte kunststofmaterialen. Daarom moet alles wat er met bewerkte componenten moet worden gedaan, zorgvuldig worden overwogen, waarbij naar de mechanische, thermische, chemische en omgevingsfactoren wordt gekeken en de kunststoffen dienovereenkomstig worden gesorteerd. Aan de andere kant zullen innovatieve ingenieurs de uitdagingen die kunststoffen met zich meebrengen niet als obstakels zien, maar in plaats daarvan de unieke eigenschappen van deze materialen zien en deze combineren met de beperkingen om de uitdagingen van moderne productie op te lossen.

Exotische materialen: wanneer en waarom ze te gebruiken bij CNC-draaien

CNC-draaien gebruikt exotische materialen voor strengere prestatie- of operationele vereisten dan standaardmaterialen. Titanium, Inconel en koolstofcomposieten behoren tot de exotische materialen die worden gekozen vanwege hun unieke kwaliteiten, zoals sterkte-gewichtsverhouding, corrosie en thermische weerstand. Ze worden uitgebreid gebruikt bij het construeren van onderdelen in de lucht- en ruimtevaart, medische en energiesector, waar extreme omstandigheden of zeer nauwkeurige bewerking vereist zijn. Niettemin is het bewerken van exotische materialen over het algemeen moeilijker vanwege hun hardheid of andere unieke kenmerken, dus zijn gespecialiseerde gereedschappen, technieken en planning vaak nodig om optimale resultaten te bereiken.

Hoe kies ik het juiste materiaal voor mijn CNC-draaiproject?

Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de materiaalkeuze voor CNC-bewerking

Mechanische eigenschappen

Bij elk CNC-draaiwerk is het essentieel om de mechanische eigenschappen zoals slagvastheid, taaiheid en ductiliteit van het gekozen materiaal te beoordelen. Daarom worden aluminiumlegeringen verkozen voor onderdelen met complexe vormen: ze zijn lichtgewicht en corrosiebestendig. Aan de andere kant heeft titanium de beste sterkte-gewichtsverhouding en kan het overleven in zware omstandigheden.

Thermische stabiliteit

Deze eigenschap is van vitaal belang voor onderdelen die met hoge snelheden worden gesneden of die, vanwege de verwerkingsmethode, aan hoge temperaturen kunnen worden blootgesteld. Sommige materialen, zoals roestvrij staal en wolfraam, veranderen niet van vorm, wat helpt de functionele afmetingen en nauwkeurigheid van het onderdeel te behouden tijdens en nadat de thermische belasting is toegepast. Roestvrij staal kan bijvoorbeeld temperaturen van meer dan 1400 graden Celsius weerstaan, waardoor het zeer gewild is in industrieën die thermische weerstand vereisen.

Kosten en beschikbaarheid

Afhankelijk van de specifieke vereisten voor het materiaal kunnen de kosten aanzienlijk verschillen. Goedkope productiematerialen zoals zacht staal of ABS-kunststoffen kunnen worden gebruikt voor technische prototypes. Toch kunnen ze op de lange termijn ook duur zijn in vergelijking met koolstofvezel of hoogwaardige legeringen. Bovendien heeft de manier waarop een bepaald materiaal lokaal kan worden verkregen invloed op de tijdlijnen en de omvang van het project.

bewerkbaarheid

Een van de ontwerpkenmerken waar bewerkbaarheid mee overeenkomt, is hoe gemakkelijk een materiaal kan worden gesneden, geboord of gevormd met een minimaal verlies aan gereedschapsgeometrie. Bijvoorbeeld, messing en aluminium hebben een zeer hoge waarde, dus productiecycli zijn sneller en gereedschappen raken minder beschadigd. Aan de andere kant moeten exotische soorten Inconel of gehard staal mogelijk worden bewerkt met geavanceerde snijgereedschappen en op lage snelheden.

Corrosie- en slijtvastheid

Voor componenten die in zeer agressieve omgevingen werken, wordt corrosiebestendigheid een beslissende parameter bij het kiezen uit een reeks materialen die geschikt zijn voor CNC-bewerking. Metalen, polymeercomposieten, roestvrij staal, titanium en bepaalde kunststoffen bieden uitstekende corrosie- en chemische bestendigheid. Op dezelfde manier zijn gereedschapsstaal en keramiek geschikter voor toepassingen waarbij herhaalde mechanische wrijving een probleem is.

Inschrijvingsvoorwaarden 

De materiaalkeuze wordt op de juiste manier bepaald, aangezien het uiteindelijke gebruik van het CNC-vervaardigde onderdeel al is gespecificeerd. Luchtvaartcomponenten vereisen lichtgewicht, hoog belastbare materialen zoals titanium en aluminium. Aan de andere kant kan kunststofcomposietstaal kosteneffectiever zijn voor de automobielindustrie. Medische hulpmiddelen moeten vaak worden gemaakt van stevige, lichte, maar biocompatibele materialen zoals PEEK, titanium en andere splits om te voldoen aan strenge veiligheids- en regelgevingsregels.

milieueffectrapportage

Het doel van duurzaamheid bij de materiaalkeuze wint aan belang. Sommige materialen, zoals aluminium of zogenaamde 'groene' polymeren, worden opnieuw verwerkt, wat een minder negatief effect heeft op het milieu. Soms wordt verwacht dat specifieke materialen worden gekozen die milieuvriendelijker zijn in hun productie en verwijdering op bedrijfs- en gemeenschapsniveau.

Een gedetailleerd onderzoek van deze factoren maakt de keuze van materialen mogelijk die voldoen aan de prestatie-, budget- en operationele doelstellingen en die betrouwbaar en bruikbaar zullen zijn in de onderzochte structuur voor een lange tijd. Tegenwoordig is er dankzij de vooruitgang in materiaalkunde en CNC-bewerkingsgereedschappen een breed scala aan materialen voor zeer gespecialiseerde en uiteenlopende toepassingen toegankelijk voor fabrikanten.

Het in evenwicht brengen van materiaaleigenschappen met bewerkingsvereisten

Bij het selecteren van materialen voor een bepaald bewerkings- of productieproces, houd ik rekening met de mechanische en functionele aspecten en de mogelijkheden van het bewerkingsproces. Factoren zoals hardheid, ductiliteit, thermische geleidbaarheid en bewerkbaarheid van een materiaal bieden inzicht in het gedrag ervan tijdens het bewerken en in de uiteindelijke toepassing. Door middel van maakbaarheidsanalyse breng ik de prestaties en kostenefficiëntie op de juiste manier in evenwicht.

Kostenoverwegingen bij de materiaalkeuze voor CNC-draaien

Volgens indicatoren die zijn geselecteerd voor CNC-draaibewerkingen, zijn kosten een van de belangrijkste factoren met betrekking tot budgetten voor projecten en kwaliteits- en prestatiedoelstellingen. Veel fundamentele variabelen, zoals beschikbaarheid, complexiteit van de verwerking en de fysieke eigenschappen van het materiaal, bepalen de marktprijs voor grondstoffen. Bijvoorbeeld, veelgebruikte metalen, zoals aluminium of zacht staal, zijn over het algemeen goedkoper en zijn daardoor geschikter voor prototypes en massaproductie. Geavanceerde legeringen, zoals titanium of roestvrij staal, kunnen echter veel duurder zijn vanwege de hoge sterkte en corrosiebestendigheid, maar zijn ook erg moeilijk te bewerken.

De kosten van materialen moeten enerzijds de materialen zelf omvatten en anderzijds beheersbare overheadkosten zoals afval. Zoals het geval is bij mechanisch gestuurd draaien met hoge precisie, zal er wat materiaalafval worden geproduceerd, met name problematischere metalen of ingewikkelde vormen. Aan de andere kant hebben materialen met hogere bewerkingssnelheden, zoals 6061 aluminium en 80-20 free machining messing, de neiging om zowel de tijd die nodig is voor het bewerken als de snelheid van gereedschapsslijtage te verminderen, wat ook die kosten verlaagt.

Bovendien kan het bestuderen van toeleveringsketens voor materialen binnen de regio helpen kosten te verlagen. Zo kunnen de kosten lager zijn en de doorlooptijden korter als materialen dichtbij zijn. Andere industrieën, zoals de lucht- en ruimtevaart of medische apparatuur, vereisen echter meestal materialen zoals nikkelgebaseerde legeringen, die te duur zijn vanwege hun lage duurzaamheid en prestaties.

Informatie uit de meest recente studies geeft aan dat kosten kunnen worden verlaagd door 7075-T6 aluminium te gebruiken, wat ongeveer $ 3.50 per pond kost, in plaats van titaniumsoorten zoals 6A1-4V, wat $ 20 per pond kost. Al deze parameters moeten worden aangepast aan de operationele behoeften en het eindresultaat, om ervoor te zorgen dat het materiaalselectieproces kostenefficiënt is zonder dat doelen en projectuitvoering in gevaar komen.

Wat zijn de voor- en nadelen van verschillende materialen voor CNC-draaien?

Vergelijking van metaal, kunststof en composietmaterialen

CNC-draaien: algemene principes en activiteiten

De metalen die we hierboven hebben geanalyseerd, hebben een duidelijk voordeel: hun sterkte-gewichtsverhouding zorgt voor robuustere prestaties in veeleisende omgevingen, en een CNC-machine met metaallegeringen vereist doorgaans energie-intensieve en dus dure processen die moeilijk te rechtvaardigen zijn op economische gronden. Deze problemen hebben ongetwijfeld een zeer negatieve invloed op de productiviteit en economische duurzaamheid.

Kunststoffen

Kunststoffen kunnen erg nuttig zijn voor niet-geleidende of corrosiebestendige componenten waarvoor bedrijven lichtgewicht materialen moeten gebruiken. Kunststoffen van CNC-kwaliteit zoals acetaal en PEEK hebben een uitstekende bewerkbaarheid en geschikte gewicht-sterkte-eigenschappen. Delrin heeft bijvoorbeeld een treksterkte van bijna 10000 psi, waardoor het geschikt is voor tandwielen en bussen. PEEK heeft een treksterkte van 14000 psi en kan temperaturen tot wel 500 graden Fahrenheit weerstaan. Deze eigenschap maakt het ideaal voor de lucht- en ruimtevaart en medische apparatuur. Normaal gesproken zijn de kosten van materialen en het bewerken van kunststof goedkoper dan metalen en gunstiger. Zwakke punten in sterkte en stijfheid voor specifieke structurele componenten kunnen echter een belemmering vormen.

Composites

Koolstofvezelversterkte polymeren (CFRP's) en glasvezelcomposieten zijn composietmaterialen die de voorkeur hebben voor hoogwaardige toepassingen vanwege hun geweldige sterkte-gewichtsverhouding. CFRP heeft een treksterkte van meer dan 150000 psi en is 5 keer lichter dan staal. Deze materialen kunnen moeiteloos worden gebruikt in de luchtvaart-, motorsport- en hernieuwbare-energie-industrie. Ondanks de voordelen van composieten zijn ze duur om te produceren en hebben ze specialisten nodig om gereedschappen voor ze te ontwikkelen, wat de bewerkingskosten kan verhogen. Bovendien brengt hun vermogen om in verschillende richtingen te werken een groot aantal problemen met zich mee voor ontwerp en bewerking.

Door een grondige analyse uit te voeren van materiaaleigenschappen zoals treksterkte, dichtheid, kosten en bewerkbaarheid, kunnen ingenieurs beslissen welke CNC-draaitechniek het beste bij een bepaald project past.

Materiaalspecifieke uitdagingen in het CNC-bewerkingsproces

1. Aluminium legeringen

De meest geprefereerde materialen voor CNC-bewerkingsprocessen zijn aluminiumlegeringen. Hun voorkeur is toe te schrijven aan hun lage dichtheid, grote oxidatiebestendigheid en uitstekende bewerkingseigenschappen. Het smeltpunt van aluminiumlegeringen is vrij laag, wat een probleem vormt bij het bewerken, omdat de hitte die ontstaat tijdens het snijproces de randen van het snijgereedschap kan smelten, waardoor het materiaal aan het gereedschap blijft kleven in plaats van dat het wordt gesneden of gelast. Dit kan nog meer problemen veroorzaken in de vorm van verhoogde gereedschapsslijtage en problemen met de oppervlaktekwaliteit. Onderzoek geeft aan dat dit probleem tot op zekere hoogte kan worden opgelost door de snijsnelheden te optimaliseren en snijgereedschappen met een carbidecoating te gebruiken. Bovendien zijn effectieve koeling en productieve bewerkingsprocessen belangrijke kenmerken van betrouwbare en sterke prestaties tijdens het bewerken van aluminiumlegeringen, omdat aluminium een ​​hoge thermische geleidbaarheid heeft.

2. Roestvrij staal

Vanwege hun verbazingwekkende mechanische eigenschappen ondergaan de meeste roestvrijstalen kenmerken tegenslag in het proces van CNC-bewerking. Dergelijke eigenschappen omvatten de sterke bewerkbaarheid, maar de prachtige vervaardigde eigenschappen van roestvrij staal maken het contra-intuïtief, omdat er sterke snijkrachten nodig zijn en de prestaties van gereedschappen meestal ontoereikend zijn. Ook is er een fenomeen van uithoudingsvermogen dat roestvrij staal bezit, wat betekent dat naarmate het bewerkingsproces van het snijden vordert, het roestvrij staal taaier wordt op het oppervlakniveau. Bovendien geeft onderzoek aan dat onvoldoende geoptimaliseerde invoersnelheden, gecombineerd met de juiste toepassing van snijvloeistoffen, de operator gemak bieden en de levensduur van het gereedschap verlengen terwijl de juiste toleranties worden gehandhaafd.

3. Titaanlegeringen

Met superieure sterkte en thermische stabiliteit wordt titanium veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en medische industrie. De mechanische en thermische geleidbaarheid en de terugverende neigingen na het snijden maken het bewerken echter veel moeilijker. Oververhitting van gereedschap wordt veroorzaakt door de slechte thermische geleidbaarheid van titanium, wat resulteert in de behoefte aan sterkere koelsystemen en lagere snijsnelheden. Onderzoek suggereert dat deze problemen kunnen worden opgelost door geavanceerde TiAlN-coatings aan te brengen terwijl scherpe gereedschappen met lage snijhoeken worden gebruikt.

4. Composieten

Met koolstofvezel versterkte polymeren (CFRP) zijn composieten die veel worden gebruikt in de ruimtevaart- en automobielindustrie vanwege hun bewonderenswaardige sterkte-gewichtsverhouding. Deze materialen zijn veel schurender dan andere vanwege ingebedde vezels en zorgen er daarom voor dat CNC-bewerking een uitdaging wordt met een hoog potentieel voor vroegtijdige slijtage. Bovendien hebben de te bewerken composietstructuren verschillende lagen die het moeilijk maken om een ​​fijnere afwerking te bereiken. De implementatie van PCD (polykristallijne diamant) gereedschap met hogesnelheidsbewerking heeft bewezen slijtage te minimaliseren en de snijprecisie te verscherpen, waardoor het algehele proces wordt verbeterd.

5. Harde metalen 

Inconel en gehard staal doorstaan ​​enkele van de moeilijkste omstandigheden, zoals in turbinebladen of auto-onderdelen, waar veelzijdigheid en extreme temperaturen katalysatoren zijn. Deze metalen staan ​​erom bekend dat ze tot de moeilijkst te bewerken metalen behoren vanwege hun vermogen om vervorming te weerstaan. Als gevolg hiervan legt CNC-bewerking op dit soort metalen vaak een aanzienlijke hoeveelheid mechanische spanning op het gereedschap en de machine. Onderzoek wijst op het nut van keramische of CBN (kubieke boornitride) snijgereedschappen en de effectieve hervorming van snijparameters.

Ingenieurs stroomlijnen voortdurend bewerkingsprocessen voor hardmetaal en implementeren vooruitgang in materiaalkunde om de uitdaging van het verbeteren van de efficiëntie en de uiteindelijke kwaliteit van producten te overwinnen. Deze "eenvoudige" oplossingen voor zulke complexe problemen kunnen helpen bij het nauwkeurig monitoren van de bewerkingsparameters, gereedschapspadstrategie en zelfs de benodigde koeltechnieken.

Materialen selecteren voor optimale prestaties en levensduur

Voor optimale prestaties en levensduur is het verstandig kiezen van materialen een kwestie van inzicht in de werkomgeving van de toepassing, de belastingomstandigheden en de verwachte gebruiksduur. Enkele van de meest voor de hand liggende overwegingen zijn de mechanische eigenschappen van een materiaal, zoals sterkte, ductiliteit, slijtvastheid en corrosie-, hitte- en vermoeidheidsbestendigheid. Economisch en milieuvriendelijk materiaal moet ook zo worden behandeld dat de kosten in evenwicht zijn met de prestaties. Om de selecties voor projectimplementaties zo nauwkeurig en competent mogelijk te maken, moeten altijd materiaalgegevensbladen, normdocumenten en het advies van specialisten worden geraadpleegd.

Welke invloed heeft materiaalkeuze op CNC-draaiprocessen?

Effecten van materiaalkeuze op snijgereedschappen en machineonderdelen

De keuze van het materiaal heeft een significant effect op gereedschapsslijtage, de efficiëntie van het bewerkingsproces en de operationele levensduur van de onderdelen van de machine tijdens CNC-draaibewerkingen. Het verhogen van de taaiheid van de bewerkbare materialen, bijvoorbeeld door roestvrij staal of titanium te gebruiken, verhoogt de slijtage van het snijgereedschap, wat wordt veroorzaakt door hogere snijweerstanden van het gereedschap. Aan de andere kant slijten bewerkbare materialen zoals aluminium, die zachter zijn dan snijgereedschappen, minder snel, maar hebben mogelijk extra coatings op de gereedschappen nodig voor hechtingsdoeleinden. Sommige materialen kunnen zeer schurend zijn en slijtage veroorzaken aan de bewerkbare onderdelen en gereedschappen, wat, als het niet wordt gecontroleerd, de machine kan beschadigen. Men moet ervoor zorgen dat de materialen die voor het onderdeel zijn geselecteerd, kunnen worden bewerkt door de beschikbare machine en dat de snijgereedschappen bestand zijn tegen de werkstukmaterialen. Deze maatregelen helpen om de gewenste prestaties te bereiken tegen redelijke kosten.

Aanpassen van CNC-bewerkingsparameters voor verschillende materialen

Bij het werken met verschillende materialen is het essentieel om parameters zoals snijdiepte, voedingssnelheid, snijsnelheid en de toepassing van koelmiddel te wijzigen om nauwkeurig snijden mogelijk te maken en tegelijkertijd gereedschapsslijtage te beheersen. Strengere materialen zoals titanium of roestvrij staal moeten bijvoorbeeld met lagere snelheden worden gesneden om oververhitting te voorkomen en de levensduur van het gereedschap te verlengen. Voor titaniumlegeringen zijn snijsnelheden van 30-50 meter per minuut (m/min) standaard; roestvrij staal heeft een hogere tolerantie van 60-120 m/min, afhankelijk van de kwaliteit en het gereedschap.

Aan de andere kant kunnen zachtere materialen zoals aluminium met veel hogere snelheden worden gesneden, soms wel 600-1,000 m/min als er hardmetalen gereedschappen worden gebruikt. Net als bij de snijsnelheid moet ook de voedingssnelheid worden gecontroleerd, waarbij stijvere materialen lagere voedingssnelheden nodig hebben om hun afmetingen en oppervlakteafwerking te behouden. Voor roestvrij staal zijn voedingssnelheden tussen 0.08-0.3 millimeter per omwenteling (mm/omw) standaard, terwijl aluminium kan worden gevoed met snelheden van 0.1-0.5 mm/omw.

Een andere cruciale variabele is de snijdiepte; stijvere materialen hebben dunnere snijdieptes nodig om schade aan het snijgereedschap te voorkomen. Bijvoorbeeld, ruwe bewerkingen op staal kunnen een diepte van 2-5 mm gebruiken, terwijl grotere dieptes gemakkelijk worden geaccepteerd door aluminium en kunststoffen.

Bij het bewerken vervult koelmiddel een essentiële functie van thermisch beheer. Voor complexere of hittebestendige legeringen worden flood-koelmiddelsystemen of hogedruk-koelmiddelsystemen gebruikt in CNC om warmte af te voeren en de levensduur van het gereedschap te verlengen. Voor non-ferromaterialen zoals aluminium kunnen nevelkoelmiddelen of lucht de spaanhechting verminderen en de gereedschapscoating behouden.

Door de juiste materialen en instellingen te gebruiken, kunt u een hoge precisie bereiken bij het bewerken. Tegelijkertijd worden productievere cycli gegarandeerd, worden de kosten voor gereedschapsvervanging verlaagd en wordt de algehele efficiëntie bij CNC-bewerking verhoogd.

Materiaalspecifieke afwerkingstechnieken bij CNC-draaien

De algehele kwaliteit van afwerkingen bij CNC-draaien wordt sterk beïnvloed door het gebruikte materiaal en de juiste afwerkingstechniek. Dit komt doordat verschillende materialen verschillende eigenschappen hebben die het type snede, de gereedschappen en de gebruikte afwerkingsprocedures bepalen. Hieronder staan ​​enkele materiaalspecifieke afwerkingstechnieken:

Afwerkingstechnieken voor staal

Vanwege de sterkte en hardheid van staal, wordt bij de economische bewerking vaak gebruikgemaakt van duurzame snijgereedschappen van hardmetaal of keramiek. Bij het afwerken van gelegeerd staal kunnen verschillende methoden worden gebruikt, waaronder fijnkorrelige schuurmiddelen en polijstmiddelen om het oppervlak glad te maken. Ook kan honen of slijpen voornamelijk worden gebruikt voor toepassingen die een nauwe tolerantie vereisen. Sommige onderzoeken tonen aan dat trillingen en andere oppervlaktedefecten minder vaak voorkomen wanneer lage snijsnelheden en hoge voedingssnelheden worden gebruikt. In feite worden superieure betrouwbaarheid en maatnauwkeurigheid bereikt.

Aluminium Afwerkingstechnieken

Omdat aluminium een ​​relatief zachter metaal is, is het soms gevoelig voor problemen zoals oppervlaktekrassen en spaanvorming tijdens het bewerken. Het selecteren van goed ontworpen snijgereedschappen met gepolijste bladen om de vorming van opgebouwde randen te verminderen, is essentieel. Gereedschappen met een diamantachtige koolstofcoating zijn gladder en verbeteren de oppervlakteafwerking van de randen. Micro-schuren, of trillen, wordt uitgevoerd voor afwerking, wat resulteert in Ra-waarden van slechts 0.2 µm, wat geschikt is voor lucht- en ruimtevaart- en auto-onderdelen.

Titanium Afwerkingstechnieken

Vanwege de lage thermische geleidbaarheid van titanium ten opzichte van de hoge sterkte-gewichtsverhouding, is het moeilijk om te schrijven en te snijden. Het wordt meestal aanbevolen voor een beter oppervlak voor multi-pass-bewerkingen, hoewel lichte sneden en lage snelheden tijdens het snijden ook behoorlijk effectief zijn. Gecoate carbiden zijn goede gereedschappen omdat ze de hitte die tijdens het snijden wordt geproduceerd, kunnen weerstaan. Als een post-finish-stap verbeteren parelstralen of elektrolytisch polijsten de afwerking verder door kleinere ongewenste oppervlakken te elimineren en de weerstand tegen oxidatie te vergroten.

Methoden voor het afwerken van kunststoffen

Als niet-metalen materialen moeten specifieke maatregelen worden genomen met betrekking tot snijsnelheden en gereedschapsscherpte om smelten en vervorming van het werkstuk te voorkomen. De voorkeursafwerkingsmethode van optisch-kwaliteit kunststoffen is enkelpunts diamantdraaien, met oppervlakteafwerkingen van Ra onder 0.1 µm. Polijsten – met enkele speciale verbindingen – is een andere mogelijke manier om de helderheid en gladheid te verbeteren bij het gebruik van CNC-machines voor het snijden van kunststof in elektronica en consumptiegoederen.

Gereedschapsbeheer Coating

Vooruitgang in hoogwaardige gereedschapscoatings afwerking CVD TiAlN heeft een groot potentieel getoond door de gereedschapsafwerking van een heel scala aan materialen te verbeteren. Bovendien kan effectief beheer van koelmiddeltoepassing tijdens afwerkingsprocessen thermische vervormingsfactoren met maximaal 30% verbeteren, wat resulteert in een hogere oppervlaktekwaliteit en minder gereedschapsslijtage.

Dit kan worden bereikt door materiaalspecifieke afwerkingstechnieken en geavanceerde hulptechnologieën toe te passen, waardoor fabrikanten dergelijke onderdelen kunnen produceren zonder kwantiteitslimieten en tegen lagere kosten. De juiste afwerking zorgt niet alleen voor correcte oppervlaktevereisten, maar ook voor een aanzienlijke verbetering van de functionele kwaliteiten van de bewerkte componenten.

Wat zijn de nieuwste trends op het gebied van materialen voor CNC-draaien?

Nieuwe materialen in CNC-bewerking: eigenschappen en toepassingen

Titanium legeringen

• Eigenschappen: Titaniumlegeringen worden vaak gebruikt vanwege hun corrosiebestendige eigenschappen, hoge smeltpunt en goede sterkte-gewichtsverhouding. Hierdoor zijn ze ideaal voor toepassingen waarbij extreme omgevingsomstandigheden vereist zijn.
• Toepassing: Dankzij de uitstekende biocompatibiliteit wordt titanium gebruikt in chirurgische instrumenten en orthopedische implantaten. Daarnaast worden titaniumlegeringen veelvuldig gebruikt in componenten voor de lucht- en ruimtevaart en in auto-onderdelen.

Belangrijke gegevens:

• Treksterkte: 1,400 MPa
• Dichtheid: 4.5 g / cm³
• CFRP (koolstofvezelversterkte kunststoffen)
• Eigenschappen: CFRP heeft een lichtgewicht structuur, een hoge treksterkte, is bestand tegen vermoeidheid en chemische degradatie en levert hoge prestaties in vergelijking met andere materialen.
• Toepassing: Sportuitrusting en structurele accessoires in krachtige auto's en vliegtuigen zijn de belangrijkste toepassingen van CFRP.

Belangrijke gegevens:

• Treksterkte-gewichtsverhouding: 10 keer hoger
• Dichtheid: ~1.6 g/cm³
• Superlegeringen op nikkelbasis
• Kenmerken: Het kan hoge temperaturen weerstaan ​​zonder te schuren of te kraken. Andere kenmerken zijn onder meer oxidatiebestendigheid en uitstekende vervorming onder belasting, wat geweldig is voor extreme thermische omgevingen.
• Toepassing: Toegepast in turbinebladen, motoren en straalvliegtuigen en in apparaten in de chemische procestechniek.

Belangrijke gegevens:

• Smeltbereik: 1350°C tot 1400°C
• Dichtheid: 8.4 – 9.0 g/cm³
• PEEK, PTFE en andere technische kunststoffen vertonen een hoge mechanische sterkte met thermische stabiliteit en uitstekende verouderingsfactoren, waardoor technische kunststoffen aantrekkelijk zijn.
• Andere toepassingen zijn onder andere elektrische onderdelen, medische apparaten en lichte machines. In de lucht- en ruimtevaart- en halfgeleiderindustrieën is PEEK vooral gewild.

Belangrijke gegevens: 

• Bedrijfstemperatuur (PEEK): 260 graden Celsius
• Dichtheid (PTFE): 2.2 g/cm³

Gereedschapsstaal 

• Eigenschappen: Deze staalsoorten bezitten uitzonderlijke taaiheid, slijtvastheid en hoge sterkteniveaus, zelfs bij vervorming. Onder zware omstandigheden behouden deze staalsoorten hun prestatiekenmerken, waardoor ze ideaal zijn voor bewerkingen met hoge spanning.
• Toepassingen: Ideaal voor snijgereedschappen, matrijzen en CNC-bewerkingsmallen.

Belangrijke gegevens: 

• Hardheid (HRC): 68 of meer
• Treksterkte: 2000 MPa
• Aluminiumlegeringen
• Eigenschappen: Aluminiumlegeringen zijn vrij licht, maar hebben een grote thermische geleidbaarheid en corrosiebestendigheid. Ze zijn ook goedkoop en gemakkelijk te bewerken, waardoor ze erg handig zijn voor CNC-werk.
• Toepassingen: Veelgebruikt in de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie en consumentenelektronica.

Belangrijke gegevens: 

• Dichtheid: 2,7 g / cm³
• Treksterkte (6061-legering): 310 MPa

Deze opkomende materialen stellen stoffen in staat om te voldoen aan specifieke operationele normen, terwijl ze proberen gelijke tred te houden met de technologische vooruitgang. Elk materiaal biedt unieke voordelen die zijn afgestemd op specifieke toepassingen. Ontwerpen met een CNC-geleider die uitzonderlijk eenvoudig en betrouwbaar functioneert, kunnen deze specifieke materialen gebruiken.

Vooruitgang in materiaalkunde heeft invloed op CNC-draaien

De verbetering in materiaalkunde heeft een significante impact gehad op de CNC-draaibewerkingen, waardoor de productie van nauwkeurige, duurzame en hoogwaardige componenten mogelijk is. In het moderne tijdperk wordt meer aandacht besteed aan nieuwe materialen en hun bijbehorende bewerkingsprocessen om te voldoen aan strengere industriële behoeften.

Moderne Inconel en Hastelloy superlegeringen zijn bijvoorbeeld een technologische stap voorwaarts. Deze materialen zijn onmisbaar voor de lucht- en ruimtevaart- en energiesector vanwege hun ongelooflijke hitte- en corrosiebestendigheid. Neem bijvoorbeeld moderne turbinebladen voor de lucht- en ruimtevaart. Het is vrij standaard om Inconel 718-legering te gebruiken. Het is niet alleen bestand tegen extreme temperaturen, maar heeft ook een treksterkte van meer dan 1000 MPa bij 700 °C. Gereedschapsmaterialen zoals polykristallijn diamant (PCD) en kubisch boornitride (CBN) hebben ook geholpen bij het moderniseren van de bewerking van taaie materialen.

Een andere doorbraak komt met composietmaterialen, zoals koolstofvezelversterkte polymeren (CFRP's). Hoewel CFRP's uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhoudingen hebben, vormen ze een uitdaging bij CNC-draaien omdat ze zeer schurend zijn. Vooruitgang in snijgereedschappen, waaronder diamantgecoate gereedschappen en geoptimaliseerde invoersnelheden, hebben geleid tot aanzienlijke winst in de bewerkingsefficiëntie en oppervlaktekwaliteit van deze composieten. CFRP's worden nu veel gebruikt voor auto-onderdelen vanwege hun lichte gewicht en verbeterde brandstofefficiëntie.

Daarnaast hebben traditionele metalen nieuwe oppervlaktebehandelingen en coatings die hun gebruik verbreden. Bijvoorbeeld, titaniumlegeringen, ooit gebruikt in vliegtuigen en nu gekoppeld aan nieuw gestructureerde nanocoatings, vertonen een betere weerstand tegen slijtage en zijn beter bewerkbaar. Een voorbeeld is Titanium Grade 5 (Ti-6Al-4V), dat vaak wordt gebruikt voor medische implantaten en onderdelen van ruimtevaartuigen. Deze metaallegeringen hebben een dichtheid van 4.43 g/cm³ en treksterktes tot 950 MPa; zo kunnen aluminium onderdelen die zowel licht als sterk zijn, eenvoudig worden bewerkt.

Metaalmatrixcomposieten (MMC's) zijn ook ontwikkeld, waarbij metalen materialen worden geïntegreerd met keramische verstevigingen om stevige en thermisch stabiele composieten te verkrijgen. Bijvoorbeeld, aluminium MMC's versterkt met siliciumcarbide bieden treksterktes van 300-600 MPa en verbeterde thermische eigenschappen, waardoor ze ideaal zijn voor onderdelen van motoren en systemen die warmte verliezen.

Deze nieuwe materialen, gecombineerd met nieuwe methoden van CNC-gereedschappen en -tools, zijn anders dan wat voorheen mogelijk was met CNC-draaibanken. Uitdagende materialen kunnen nu met hogere precisie, hogere productiviteit en minder gereedschapsslijtage worden bewerkt, wat betere kwaliteitscomponenten voor geavanceerde toepassingen oplevert.

Hoe kan ik het materiaalgebruik bij CNC-draaiprojecten optimaliseren?

Strategieën voor het verminderen van materiaalverspilling bij CNC-bewerking

Optimalisatie van onderdeelontwerp

Concentreer u op het ontwerpen van efficiëntere onderdelen in termen van geometrie en feature-complexiteit. Pas design-for-manufacturing (DFM)-technieken toe om zo min mogelijk materiaal te gebruiken zonder het doel van het ontwerp in gevaar te brengen.

Efficiënte gereedschapspadplanning

Gebruik moderne CAD/CAM-constructietechnologieën om gereedschapspaden te creëren die de beschikbare materialen optimaal benutten en zo min mogelijk afval produceren. Dit kunnen nesttechnieken en adaptieve snijstrategieën zijn die afval drastisch kunnen verminderen.

De juiste materiaalgrootte selecteren

Gebruik grondstoffen die qua formaat dichter bij het eindproduct liggen, zodat er minder materiaal verloren gaat tijdens het bewerkingsproces.

Recycling en hergebruik van afvalmateriaal

Schroot en overgebleven materialen moeten worden verzameld en gerecycled voor toekomstige projecten wanneer dat redelijk is. Dit minimaliseert afval en verlaagt de totale materiaaluitgaven.

Gebruik van precisiebewerkingsmethoden

Stel alle machines en gereedschappen correct in om de juiste sneden te verkrijgen. Dit vergroot de kans op een goede snede en vermindert materiaalverspilling.

Door deze technieken toe te passen, kunnen fabrikanten hun kosten beter beheren en duurzaamheid bereiken, terwijl hoge productienormen worden gehandhaafd.

Recycling- en duurzaamheidsaspecten bij materiaalkeuze

Selecteer in plaats daarvan materialen die recyclebaar en hernieuwbaar zijn en die eerder zijn verwerkt. Aluminium en staal zijn populaire hervormde materialen en zeer geschikt voor duurzame productie. Waar mogelijk moeten biologisch afbreekbare materialen, specifieker bepaalde polymeren en natuurlijke vezels, worden gebruikt. Bekijk en bestudeer de levenscyclusbeoordelingen van materiaalproductie om de impact op het milieu te begrijpen en werk samen met leveranciers die zich inzetten voor duurzame praktijken zoals het certificeren van materialen en ethische inkoop. Dit minimaliseert ecologische zorgen terwijl aan productiebehoeften wordt voldaan.

Kosteneffectieve materiaalkeuzes voor verschillende productievolumes

Het afronden van projecten met lage productievolumes vereist economische CNC-bewerkingsmaterialen die in eerste instantie geen zware investering vereisen. Dit omvat bijvoorbeeld gefabriceerde of standaardformaat materialen die minder afval creëren tijdens het bewerken en minder kosten.

Voor middelgrote productievolumes kunt u het beste kiezen voor materialen met een gemiddelde prijs-kwaliteitverhouding, zoals technisch vervaardigde kunststoffen of legeringen die duurzaam genoeg zijn, maar niet te veel kosten.

Hoge productievolumes profiteren enorm van schaalvoordelen, omdat ze de kosten compenseren die worden gemaakt met behulp van hoogwaardige of op maat gemaakte materialen. Een grote hoeveelheid materialen, bijvoorbeeld geavanceerde composieten of gespecialiseerde metalen, kan redelijkerwijs worden gekocht, waardoor de kosten per eenheid worden verlaagd en aan de productie- en kwaliteitsbehoeften wordt voldaan.

Veelgestelde vragen (FAQ's)

V: Welke materialen worden het meest gebruikt bij CNC-bewerking?

A: De meest alledaagse CNC-materialen omvatten zowel metalen als plastic varianten. Aluminium, roestvrij staal, koolstofstaal, messing en titanium zijn enkele van de metalen die gewoonlijk voor dit proces worden gekozen. ABS, polycarbonaat, nylon en acetaal zijn enkele geprefereerde plastic materialen voor CNC-bewerking. Deze stoffen hebben verschillende eigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende CNC-bewerkingsprojecten.

V: Hoe kies ik het juiste CNC-bewerkingsmateriaal voor mijn project?

A: Om de juiste CNC-machinematerialen te kiezen, moet u rekening houden met factoren als het beoogde gebruik van het onderdeel, vereiste sterkte, gewichtsbeperkingen, corrosiebestendigheid en een budget. Begrijp de bewerkbaarheid van het materiaal, omdat het gemakkelijker is om materialen te bewerken dan andere soorten. Vraag professionele meningen van dienstverleners die CNC-bewerking aanbieden over het kiezen van wat geschikt is voor uw specifieke projectbehoeften met betrekking tot de materiaalsamenstelling.

V: Welke soorten kunststof worden doorgaans gebruikt bij CNC-bewerking?

A: ABS, polycarbonaat, nylon, acetaal (Delrin), PEEK en UHMW zijn veelgebruikte kunststofmaterialen bij CNC-bewerking. Ze hebben verschillende eigenschappen, zoals sterkte, flexibiliteit of chemische bestendigheid. Als u een prototype nodig hebt van kunststof onderdelen, kies dan voor ABS. Als u taaiheid en slijtvastheid nodig hebt, kies dan nylon. Polycarbonaat kan worden gebruikt wanneer optische helderheid en slagvastheid nodig zijn; daarom wordt het veel gebruikt in verschillende toepassingen binnen CNC-frezen en -draaien, waar ze te maken hebben met CNC-bewerking van kunststof.

V: Waarom wordt koolstofstaal gebruikt bij CNC-bewerking?

A: Vanwege de sterkte, duurzaamheid en kosteneffectiviteit is koolstofstaal vaak een populaire keuze voor dit soort bewerkingsproces en wordt het daarom beschouwd als een van de voorkeursopties voor zachte metalen. Het wordt vaak gebruikt in onderdelen met een hoge treksterkte en hardheid. Koolstofstaal kan worden gehard door warmtebehandeling, wat resulteert in gewenste eigenschappen. Hoewel het misschien niet de corrosiebestendigheid biedt die roestvrij staal wel biedt, is het ideaal voor situaties waarin men sterk materiaal nodig heeft, aangezien de meeste machinegereedschappen en industriële apparatuur ervan zijn gemaakt.

V: Welke invloed heeft de materiaalkeuze op het CNC-bewerkingsproces?

A: CNC-bewerking wordt sterk beïnvloed door de materiaalkeuze. Verschillende materialen vereisen specifieke gereedschappen, snijsnelheden en voedingssnelheden. Hardere materialen vereisen bijvoorbeeld lagere snijsnelheden en sterkere gereedschappen, terwijl zachtere materialen sneller bewerkt kunnen worden. Bovendien beïnvloeden materiaaleigenschappen ook de toleranties die bereikt kunnen worden en de oppervlakteafwerkingen die verkregen kunnen worden. De juiste CNC-materiaalkeuze verbetert de algehele kwaliteit van onderdelen, terwijl de bewerkingsefficiëntie wordt gemaximaliseerd en de levensduur van het gereedschap wordt verlengd.

V: Met welke factoren moet ik rekening houden bij het kiezen van metaal en kunststof voor mijn CNC-bewerkingsproject?

A: Er zijn verschillende factoren om te overwegen bij het kiezen tussen metalen en kunststoffen voor uw CNC-bewerkingsproject, waaronder sterktevereisten, gewichtsbeperkingen, omgevingsomstandigheden en kosten, onder andere. Metalen hebben over het algemeen een hogere sterkte en hittebestendigheid dan kunststoffen; daarom zijn ze geschikter voor structurele componenten of toepassingen met hoge spanning. Kunststoffen zijn licht van gewicht en minder corrosiebestendig, terwijl ze meestal ook goedkoper zijn. Afhankelijk van zaken als mechanische eigenschappen, gewenste chemische bestendigheid of esthetische doeleinden, kiest u metaal of kunststof als de best mogelijke fabricagebron voor uw behoeften in CNC-machines, zodat u uw doelstellingen perfect bereikt.

Referentiebronnen

1. “Vergelijking van de materiaalverwijderingssnelheid van aluminiumlegering AA6082 tussen een nieuw AlTiN-gecoat gereedschap en een ongecoat hardmetalen gereedschap bij CNC-draaien” door Venkata Ganga Babu Cheekatla en D. Vinodh (2022)

Belangrijkste bevindingen:

• In deze studie worden de materiaalverwijderingssnelheden (MRR) voor aluminiumlegering 6082 onderzocht, bewerkt met verschillende coatinggereedschappen.
• Uit de resultaten blijkt dat het AlTiN-gecoate gereedschap beter presteert dan het ongecoate hardmetalen gereedschap wat betreft MRR, namelijk 0.19745 g/s vergeleken met 0.16110 g/s, wat duidt op een goede prestatieverbetering door coating op het bewerkingsproces.

Methodologie:

• Beide gereedschappen werden gebruikt om draaibewerkingen uit te voeren op aluminiumlegering AA6082. Er werden MRR-metingen uitgevoerd en statistische analyses uitgevoerd om te bepalen of de waargenomen verschillen significant waren.

2. Titel van het artikel: “Experimentele optimalisatie van uiterst nauwkeurige draaiparameters van AL6061-materialen voor de automobielindustrie op basis van grijze relationele analyse” door J. Puoza et al. (2023).”

Belangrijkste bevindingen

• Dit onderzoek presenteert een optimalisatiestudie over draaiparameters voor AL6061 aluminiumlegering, een van de meest gebruikte materialen in de automobielindustrie. Het wordt gewaardeerd om zijn gunstige mechanische eigenschappen en bewerkbaarheid.
• Er werd aangetoond dat optimale snijsnelheden en voedingssnelheden werden bereikt, wat resulteerde in minimale maatafwijkingen en een verbeterde oppervlaktemicrohardheid.

Methodologie

• De auteurs voerden hun onderzoek uit met behulp van een CCD-benadering (Central Composite Design) om erachter te komen hoe verschillende bewerkingsparameters de prestaties van AL6061 tijdens het draaiproces beïnvloeden. Hierbij werd gebruikgemaakt van de Response Surface Methodology (RSM).

3. Titel: Rahul Sharma et al. (2021). “Optimalisatie van bewerkingsprocesparameters van aluminiumlegering AA6262 T6 voor CNC-draaien door middel van grijsrelationele analyse”

Belangrijkste bevindingen:

• In dit artikel worden de bewerkingsparameters van aluminiumlegering AA6262 T6 geoptimaliseerd. Deze legering is zeer goed bewerkbaar en sterk.
• Deze bevindingen laten zien dat het optimaliseren van de voedingssnelheid, snijsnelheid en snijdiepte de oppervlakteruwheid en de materiaalverwijderingssnelheid aanzienlijk kan verbeteren.

Methoden:

• Onderzoekers gebruikten Grey Relational Analysis (GRA) om de draaiparameters te optimaliseren door experimenten uit te voeren met ongecoate hardmetalen wisselplaten onder droge snijomstandigheden.

4. Toonaangevende CNC-draaidienstverlener in China