Quale metallo è il migliore per lavorare? Sono disponibili cinque alternative
Hai una gamma di materiali tecnici accessibili per i tuoi progetti di progettazione di prodotti, tra cui metalli, materie plastiche e compositi, quando si tratta di progettazione di prodotti e lavorazione a controllo numerico computerizzato (CNC).
I metalli, tuttavia, sono ancora i materiali di ingegneria più utilizzati in una vasta gamma di settori. Il mercato mondiale della lavorazione dei metalli valeva 6,17 miliardi di dollari nel 2017 e si prevede che aumenterà a un CAGR del 5,9% dal 2020 al 2027.
Esamineremo alcuni dei molti metalli che possono essere lavorati in questo post. Ecco cinque dei metalli più spesso trattati, così come le leghe che possono essere fatte da loro.
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# 1 acciaio
# 2 alluminio
# 3 ottone
# 4 rame
# 5 titanio
# 1 acciaio
Acciaio CNC
Nella lavorazione NC di precisione, l'acciaio è uno dei metalli più utilizzati. È una lega composta da ferro, carbonio (fino al 2%) e una serie di elementi aggiuntivi in varie proporzioni.
Ad esempio, lo 0,15-0,20% di carbonio, lo 0,05% di zolfo e lo 0,04% di fosforo si trovano nell'acciaio al carbonio AISI 1018. L'acciaio AISI 1215 ha un contenuto di carbonio dello 0,09%, un contenuto di fosforo dallo 0,04% allo 0,09%, un contenuto di manganese dallo 0,75% all'1,05% e un contenuto di zolfo dello 0,35%. Nonostante ciò, la maggior parte delle leghe di acciaio ha caratteristiche meccaniche accettabili e sono lavorabili.
Un avvertimento: l'acciaio è piuttosto corrosivo, quindi se i componenti lavorati verranno utilizzati in situazioni umide, potrebbe non essere il metallo ideale per te.
# 2 alluminio
La lavorazione nc
L'alluminio, come l'acciaio, ha una vasta gamma di applicazioni. Il peso ridotto e la resistenza alla corrosione dell'alluminio, tuttavia, sono ciò che lo distingue.
Poiché l'alluminio è 2,5 volte più denso dell'acciaio, è meno incline a rompersi durante la lavorazione CNC. L'alluminio produce anche uno strato di ossido (allumina) che lo protegge dall'ossidazione corrosiva causata dall'ossigeno, il componente principale.
Quando si taglia o si lavora l'alluminio, uno dei maggiori problemi è che lascia depositi appiccicosi. Ciò è dovuto alla bassa temperatura di fusione dell'alluminio, che lo fa legare al tagliente dell'utensile.
# 3 ottone
Lavorazione ottone
L'ottone è una lega metallica a base di rame e zinco. È noto per la sua lavorabilità, così come la sua stabilità, media durezza e alta resistenza. Le leghe di ottone, a differenza della maggior parte dei metalli morbidi utilizzati nella lavorazione CNC, non generano un'usura eccessiva sulle macchine CNC.
Tuttavia, uno degli svantaggi più significativi dell'ottone è la sua suscettibilità alle fessurazioni da corrosione da stress, in particolare a contatto con ammoniaca o soluzioni amminiche. Per aggirare questo vincolo, è necessario riscaldare il pezzo durante la fase di post-elaborazione, ad esempio la ricottura.
L'hardware elettronico, inclusi contatti, ingranaggi e pezzi di bloccaggio, può essere realizzato in leghe di ottone. La sua qualità superficiale superiore lo rende una scelta perfetta per una vasta gamma di applicazioni ornamentali.
# 4 rame
Il rame è anche uno dei metalli più spesso lavorati in una varietà di settori. Il rame offre un'elevata lavorabilità, una superba qualità superficiale e un'eccellente conduttività elettrica e termica, oltre ad essere uno dei metalli più convenienti disponibili oggi.
La capacità del rame di resistere ai germi è un altro attributo essenziale. Le leghe di rame (con almeno il 60% di rame) distruggono il 99,9% dei germi dopo due ore di contatto, secondo i test effettuati dall'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti. Il rame è quindi perfetto per i componenti utilizzati nel settore medico, anche come barre da letto, rubinetti e lavandini.
Elettromagneti e circuiti stampati sono realizzati anche con componenti in rame lavorati a CNC nei settori dell'elettronica e dei semiconduttori. Il principale svantaggio delle leghe di rame è la loro propensione alla corrosione quando esposte a soluzioni solforate, alogene e amminiche.
# 5 titanio
Il titanio è molto difficile da produrre, nonostante il suo basso rapporto resistenza-peso, resistenza alla corrosione e chimica e alta resistenza. Questo problema sorge principalmente a causa della debole conduttività termica del titanio.
Il calore viene intrappolato nell'area di lavoro durante la lavorazione, causando reazioni metallurgiche che provocano l'accumulo gelatinoso e hanno un impatto maggiore sull'azione di taglio rispetto ad altri metalli come l'acciaio inossidabile e la ghisa.
Ecco alcuni suggerimenti utili per lavorare con il titanio e le sue leghe:
Per impedire al titanio di aderire allo strumento, viene utilizzato un refrigerante ad alta pressione.
Poiché il titanio è meno rigido di altri metalli, assicurarsi che la macchina tenga saldamente il pezzo in titanio.
Il prima possibile, rimuovere i chip.
Per realizzare componenti, utilizzare fresatrici CNC multiasse all'avanguardia.
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