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Cómo elegir los materiales adecuados para sus piezas mecanizadas CNC personalizadas

2022.09.06

La versatilidad es uno de los principales beneficios del mecanizado CNC. Esto se debe a que el fresado y torneado CNC de precisión puede generar con éxito productos terminados a partir de una amplia gama de materias primas. Esto proporciona a los ingenieros de diseño numerosas posibilidades para desarrollar prototipos y productos comerciales.


La mayoría de las piezas torneadas y fresadas CNC están compuestas de metal. Debido a su fuerza y ​​rigidez, el metal puede soportar la rápida remoción de material inducida por los instrumentos contemporáneos. Comencemos explorando los metales más populares utilizados para el mecanizado CNC.


Consideraciones sobre el material de mecanizado CNC

Humedad

Algunos metales son naturalmente resistentes a la corrosión, mientras que otros necesitan pintura, enchapado o anodizado.


Fuerza

Los ingenieros de producto se preocupan por:

Resistencia a la tracción: ¿Qué tan bien resiste el material una fuerza de tracción?

⢠Compresión o soporte de carga: ¿Qué tan bien resiste el material una carga constante?

⢠Dureza: ¿Cuán duro es el material?

⢠Elasticidad: ¿Qué tan rápido vuelve el material a su forma original?

Todos los materiales tienen diferentes resistencias, por lo que es importante conocer sus límites de tolerancia y elegir un material con un alto factor de seguridad.


Calor

Los materiales calentados se expanden y contraen. Si su pieza pasará por múltiples ciclos de calentamiento y enfriamiento, esto podría afectarla. Antes de derretirse, las partes calentadas se vuelven más suaves y flexibles. Para evitar fallas en piezas cruciales, utilice siempre un material térmicamente estable muy por encima de las temperaturas de trabajo proyectadas.


anticorrosión

La corrosión no es simplemente la exposición al agua. Cualquier químico externo podría causar fallas en las piezas. Aceites, reactivos, ácidos, sales, alcoholes, limpiadores, etc. Verifica la resistencia química de tu metal.


maquinabilidad

Ciertos metales y fibras de carbono son difíciles de mecanizar. Los materiales extremadamente duros dañan las herramientas de corte rápidamente. Otros deben administrar la velocidad de corte y las tasas de avance. Algunos materiales son más rápidos de procesar. El uso de un metal de mecanizado rápido para ciclos de producción más largos puede ahorrar tiempo y costos

Todas las materias primas tienen costos. Elija el material más funcional y asequible. Esto asegura la durabilidad de la pieza terminada.


Metales ampliamente utilizados para el mecanizado CNC en DS

En esta sección, aprenderá sobre los diversos metales comúnmente utilizados en el mecanizado CNC. Estos materiales se enumeran a continuación.


El mecanizado de aluminio es un proceso muy versátil y se puede utilizar para una variedad de aplicaciones. Se utiliza en las industrias de envasado de alimentos, materiales de construcción, automoción, aeroespacial, defensa y electrodomésticos, así como en la fabricación de bienes de consumo como muebles y utensilios de cocina, incluso juguetes.

Aluminio 7075-T5

El aluminio 7075-T5 se utiliza para tratar térmicamente las aleaciones de aluminio. Es resistente a la corrosión, robusto y ligero. Es eléctrica, térmicamente y resistente a los impactos. El aluminio 7075-T5 es químicamente resistente al cloro gaseoso o al agua salada ya la intemperie. Las aplicaciones incluyen ejes de hélice marinos, cajas de engranajes y carcasas de ejes de hélice, ejes/ejes de transmisión de automóviles o componentes de dirección/eslabones de suspensión delantera, materiales de construcción para puentes y edificios, equipos de minería como taladros y bombas, artículos deportivos como raquetas de tenis y palos de golf, médicos instrumentos (como endoscopios), industrias de fabricación a medida (como muebles), etc.


Aluminio 6063-T6

El aluminio 6063-T6 es una aleación de tratamiento térmico utilizada para fabricar aleaciones de aluminio. Tiene una excelente resistencia a la corrosión, alta dureza y baja densidad. El material está disponible en forma de barras o láminas y se puede moldear en lingotes.


Aluminio 6061-T6

El aluminio 6061-T6 es una aleación de aluminio de alta resistencia, bajo peso y resistente a la corrosión que tiene una excelente maquinabilidad. Tiene buena soldabilidad, formabilidad y penetración de soldadura. Este material es adecuado para su uso en aplicaciones industriales como maquinaria, piezas de aeronaves y equipos eléctricos.


Latón

El latón es una aleación metálica de cobre y zinc, cuyas proporciones están determinadas por el punto de fusión y la acidez. El mecanizado CNC de latón muele metal con una máquina controlada por computadora. Taladros giratorios, máquinas o sierras cortan metal. Es una técnica popular de metalurgia. El latón es suave y fácil de mecanizar en láminas delgadas. Se utiliza para joyería, arquitectura y puentes.


Latón C260

La Brass C260 es una máquina montada rotativa de servicio pesado con características de movimiento de tres ejes. Funciona a velocidades de hasta 6000 rpm y tiene un índice de precisión de 0,001 mm por eje. La máquina se puede utilizar para trabajos de diámetro pequeño y grande con una capacidad de espacio de trabajo de 800 x 400 mm y se puede equipar con varias herramientas según el tamaño del trabajo que se realiza.

Este grado a veces se denomina latón de cartucho gracias a su historial de uso en cartuchos de munición. Otras aplicaciones comunes incluyen remaches, bisagras y núcleos de radiadores.


Latón C360

La Brass C360 es otra máquina montada rotativa de servicio pesado con características de movimiento de tres ejes. Funciona a velocidades de hasta 6000 rpm y tiene un índice de precisión de 0,001 mm por eje. La máquina se puede utilizar para trabajos de diámetro pequeño y grande con una capacidad de espacio de trabajo de 800 x 400 mm.

Cobre C101

El cobre C101 es un tipo de aleación de cobre donde la composición química del cobre se ha modificado para incluir uno o más elementos adicionales. Los aditivos más comunes son el estaño y el zinc, pero también se pueden agregar otros. El cobre C101 se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, incluido el cableado eléctrico, la plomería y los intercambiadores de calor.

El cobre C101 es un metal líquido con alta resistencia a la corrosión y excelente conductividad eléctrica. Tiene buenas propiedades mecánicas y es fácil de trabajar. El cobre C101 se puede utilizar en varios campos, como la electrónica, los motores eléctricos, los motores magnéticos, los equipos de iluminación y otros campos.


Acero

El acero es un acero para herramientas con alto contenido de carbono que ofrece una buena resistencia al desgaste. Se utiliza para herramientas de corte, brocas y otros artículos que requieren alta resistencia, buena tenacidad y excelente resistencia al desgaste. La estructura granular de este material es similar a la que se encuentra en muchos aceros. Esto significa que se puede mecanizar con herramientas de corte que tengan un acabado similar. También tiene buenas características de maquinabilidad, lo que significa que no se tratará con calor tan fácilmente como otros aceros.

El acero 1008 está disponible en formas de láminas laminadas en frío y en caliente. La forma caliente se recoce antes del mecanizado, mientras que la hoja laminada en frío no se recoce. Esto afecta el acabado de la superficie del acero y qué tan bien mantendrá un borde cuando se termine con una herramienta de pulido o una piedra de afilar.

El acero 1018 es un acero de baja aleación con buena resistencia al desgaste y vida útil a la fatiga. Tiene buena resistencia a la corrosión y propiedades de corte afilado.

El acero 1020 es un acero de baja aleación y alta resistencia con buena resistencia a la corrosión y excelentes propiedades de conformado en caliente. Se puede mecanizar fácilmente con herramientas manuales y también se puede procesar en aceros de baja aleación de alta resistencia, aceros inoxidables o aceros al carbono.

El acero 1045 es un acero de baja aleación de resistencia media-alta con buenas propiedades de conformado en caliente y buena resistencia a la corrosión. Tiene una tenacidad excelente a temperatura ambiente y se puede mecanizar fácilmente con herramientas manuales, pero cuando se calienta se vuelve quebradizo.


Acero 430F

El acero 430F es un acero de carbono medio que ofrece una excelente resistencia y resistencia al desgaste. Tiene buena maquinabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión. El acero 430F se puede utilizar para una variedad de aplicaciones que incluyen: herramientas, herramientas de corte, cuchillas, taladros, engranajes y troqueles.


Acero 4130

4130 es una aleación de cromo (50%) y molibdeno (20%). Se utiliza en aceros de baja aleación y alta resistencia que tienen alta resistencia a la tracción, baja elongación y excelente tenacidad.


Acero 4140

4140 es una aleación de níquel (35 %), cromo (17 %), manganeso (10 %) y níquel (10 %). Tiene buena maquinabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión. Las características de esta aleación la hacen apta para su uso en piezas de maquinaria como ejes y engranajes con mayores cargas.


Acero 40CrMo

40CrMo es una aleación de cromo (40 %), carbono (10 %) y molibdeno (10 %). Este material tiene excelentes propiedades mecánicas debido a su combinación de alta dureza, resistencia al desgaste y tenacidad junto con una alta resistencia a la tracción que lo hace ideal para engranajes.


42CrMo también es un tipo de material de alta resistencia. Este producto se utiliza principalmente en la construcción de trenes de alta velocidad, aviones, automóviles y otras industrias, así como en la producción de diversas piezas de precisión.


El acero 12L14 es un acero de baja aleación que contiene manganeso, silicio y molibdeno. Es ampliamente utilizado para la fabricación de troqueles de fundición a presión y otros fines. Las propiedades físicas varían dependiendo de la composición química.


El acero 12L15 es un acero de baja aleación que contiene cromo y molibdeno. Es ampliamente utilizado para fundición a presión y otras aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad a temperaturas elevadas. Las propiedades físicas varían dependiendo de la composición química.

Acero inoxidable 304


El acero inoxidable 304 es uno de los aceros inoxidables más versátiles y ampliamente utilizados. Tiene buena resistencia a la corrosión a muchos medios, incluyendo agua dulce y salada, la mayoría de los productos químicos industriales y productos alimenticios. Tiene buenas propiedades mecánicas, pero no es tan resistente como otros grados de acero inoxidable.


El acero inoxidable 304L es una versión con bajo contenido de carbono del acero inoxidable 304 con menos contenido de carbono que el grado 304 normal. Esto hace que sea más fácil de fabricar, soldar y pulir que el grado 304 normal sin pérdida de resistencia o resistencia a la corrosión. También se puede utilizar en aplicaciones en las que se esperan altas temperaturas, como pernos de colectores de escape, pernos de turbocompresores y pasadores de palas de turbinas.


El acero inoxidable 304F es un acero inoxidable austenítico de cromo-níquel que combina la resistencia a la corrosión de las aleaciones austeníticas de cromo-níquel con la resistencia de las aleaciones ferríticas a base de hierro. Esto lo hace muy atractivo para aplicaciones donde se requiere alta resistencia a temperaturas elevadas, como piezas de hornos, tubos de intercambiadores de calor, tubos de generadores de vapor y recipientes a presión de reactores nucleares.

Acero inoxidable 316

El acero inoxidable 316 es una aleación austenítica resistente a la corrosión con cromo como componente principal. Tiene una excelente combinación de conformabilidad, resistencia y tenacidad. La designación 15-5-3 indica una composición de 15 % de cromo, 5 % de molibdeno y 3 % de níquel. Este material tiene una excelente resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en soluciones de cloruro. También se usa en ambientes severos donde se requiere una alta resistencia junto con una buena resistencia a la corrosión.


Acero inoxidable 316L

El acero inoxidable 316L es similar al acero inoxidable 316 pero tiene un bajo contenido de carbono (0,030 %). El acero inoxidable 316L se usa cuando se necesita soldabilidad sin sacrificar la resistencia a la corrosión o la fuerza.


Acero inoxidable 316F

El acero inoxidable 316F es similar al acero inoxidable 316 pero contiene 1 % de molibdeno en lugar de 5 %. Tiene mejor resistencia a las picaduras que el acero inoxidable 316 y se puede usar a temperaturas elevadas de hasta 1800 grados Fahrenheit (980 grados Celsius).


Acero inoxidable 303

El acero inoxidable 303 es un tipo de acero inoxidable 18-8. Es uno de los tipos de acero inoxidable más populares, debido a su alta resistencia a la corrosión, excelente formabilidad y excelentes propiedades mecánicas.


El acero inoxidable 303 tiene alta resistencia a la tracción, buena tenacidad y excelente resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros. La aleación tiene alta conductividad térmica y baja temperatura de distorsión térmica. El material también es altamente resistente a la corrosión atmosférica, particularmente en atmósferas marinas. La resistencia a la corrosión se puede mejorar mediante la adición de molibdeno y nitrógeno.

El acero inoxidable 303 no reacciona con alimentos ni bebidas de ningún tipo.


Acero inoxidable PH17-4

El acero inoxidable PH17-4 es un acero al cromo molibdeno con alto contenido de carbono con un límite elástico mínimo de 110 000 psi y una resistencia a la tracción de 140 000 psi. Se utiliza en la industria aeronáutica para muchas aplicaciones estructurales donde se requieren propiedades de alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y alta temperatura. La aleación también se conoce como acero inoxidable P-1, P-11 o 18/8.


Súper aleación

Super Alloy es una aleación superior. Este metal de alta calidad se utiliza en la fabricación de dispositivos médicos, aviones y automóviles. El material también se llama "Super Titanio".

Las propiedades de Super Alloy lo hacen popular en muchas industrias, incluidas aquellas que requieren materiales fuertes y livianos.

Los componentes principales de Super Alloy son titanio, circonio y hafnio. Estos elementos se combinan con hierro, aluminio y vanadio para crear un metal con un alto punto de fusión y resistencia a la tracción.


Super Alloy se puede encontrar en muchos tipos diferentes de productos, que incluyen:

Motores de avión

transbordadores espaciales

Piezas de automóviles


Super Alloy tiene una serie de ventajas sobre las aleaciones tradicionales a base de hierro, como el hierro fundido y los aceros al carbono. Éstos incluyen:

Alta resistencia a altas temperaturas;

Alta resistencia al desgaste ya la corrosión;

Bajo coeficiente de dilatación térmica;

Alta conductividad eléctrica;

Alto módulo de elasticidad;

Buena ductilidad a temperatura ambiente.


Aleación de titanio

La aleación de titanio es una combinación de titanio y otros metales. El elemento de aleación más común es el aluminio, que representa hasta el 60% del peso total. Otros elementos de aleación incluyen vanadio y molibdeno.


Las propiedades de las aleaciones de titanio varían ampliamente según los tipos y cantidades de elementos de aleación utilizados. Las aleaciones de titanio son generalmente más fuertes, más livianas y más resistentes a la corrosión que el titanio puro.


OJEADA

PEEK es una forma altamente cristalina de poliéter éter cetona (PEEK). Es un polímero semicristalino disponible en lámina, varilla y tubo.


PEEK tiene una temperatura de transición vítrea de aproximadamente 140 °C y un punto de fusión de aproximadamente 400 °C. PEEK tiene buena resistencia química a la mayoría de los medios corrosivos, incluidos ácidos, álcalis y alcoholes. También tiene buena resistencia al calor, la luz ultravioleta y la radiación gamma.


PEEK tiene excelentes propiedades mecánicas que incluyen alto módulo (resistencia a la tracción) a temperaturas elevadas, baja fluencia bajo carga, alta resistencia a la tracción a baja temperatura (bajo coeficiente de expansión térmica), baja absorción de agua, excelente estabilidad dimensional y alta resistencia a la abrasión.





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