CNC-Bearbeitung ist ein hochpräziser, flexibler und effizienter BearbeitungsprozessCNC-Bearbeitung ermöglicht die Herstellung komplexer Teile mit engen Toleranzen. Im Vergleich zur herkömmlichen manuellen Bearbeitung weist die CNC-Bearbeitung einen höheren Automatisierungsgrad auf. Sie ermöglicht die Bearbeitung vieler Materialien. Dazu gehören Metalle wie Aluminium und Edelstahl sowie Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. In diesem Artikel erläutert Yonglihao Machinery den Prozess, die Materialverträglichkeit und die Anwendungen im Detail. So treffen Sie die besten Entscheidungen für Ihre zukünftige Teilebearbeitung.
Inhaltsverzeichnis
CNC-Bearbeitungsprozesse
In der modernen Fertigung bietet die CNC-Bearbeitung drei Hauptprozesse: CNC-Fräsen, Drehen und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung. Jeder Prozess nutzt ein computergesteuertes CNC-System, um Rohmaterialien in Produkte umzuwandeln. Sie unterscheiden sich jedoch in Maschinen, Anwendung und optimalem Produkttyp. Hier ist eine Aufschlüsselung der von uns zusammengestellten Details:
CNC-Fräsen: CNC-Fräsen ähnelt Bohren und Schneiden. Allerdings kann es sich entlang verschiedener Achsen bewegen. Dadurch lassen sich vielfältige Formen, Schlitze, Löcher und Details in einem Werkstück erzeugen. Fräsmaschinen können viele Materialien bearbeiten, von Kunststoffen bis hin zu Metallen. Sie sind vielseitig einsetzbar für die Bearbeitung komplexer Teile. Das gewählte Fräsverfahren hängt von der erforderlichen Schnittgenauigkeit und der Komplexität des Teiledesigns ab.
CNC-Drehen: CNC-Drehen Dabei wird das Werkstück gedreht. Das Schneidwerkzeug bewegt sich geradlinig. Dieses Verfahren eignet sich ideal für die Bearbeitung von Teilen mit Zylindern. Es wird für Wellen und Knöpfe verwendet. Drehmaschinen eignen sich hervorragend für die schnelle Teileherstellung. Sie sind dabei besser als Fräsmaschinen, insbesondere bei Teilen mit einfacheren Formen.
5-Achsen-CNC-Bearbeitung: 5-Achsen-CNC-Bearbeitung Bietet hohe Präzision und Flexibilität. Im Gegensatz zu 3-Achs-Maschinen können 5-Achs-Maschinen um zwei weitere Achsen rotieren. Dadurch kann das Schneidwerkzeug das Werkstück aus nahezu jeder Richtung anfahren. Diese Funktion reduziert den Bedarf an Mehrfacheinstellungen. Das reduziert Fehler und spart Zeit. Die 5-Achs-Bearbeitung ist entscheidend für komplexe Teile in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbau. Sie erfordern mehrdimensionale Merkmale und enge Toleranzen.
Materialauswahl für die CNC-Bearbeitung
Die Wahl des richtigen Materials ist bei der CNC-Bearbeitung entscheidend. Sie beeinflusst maßgeblich Funktion, Haltbarkeit und Kosten der Teile. Der Prozess umfasst die Bewertung der Teileanforderungen. Dabei werden die Umweltfaktoren berücksichtigt, denen das Produkt ausgesetzt ist. Diese Faktoren werden mit den Budgetgrenzen kombiniert, um das beste Material auszuwählen.
Metalle: Metalle wie Aluminium, Edelstahl, Und Titan wird bevorzugt Aufgrund ihrer Festigkeit, Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit eignen sie sich ideal für die Luft- und Raumfahrt, den Automobilbau und die Medizin. Aluminium ist leicht und lässt sich zudem gut bearbeiten. Dies reduziert Fertigungszeit und -kosten.
Kunststoffe: Kunststoffe, wie ABS, Nylon, Und SPÄHENbieten einzigartige Vorteile. Sie sind korrosionsbeständig, leicht und flexibel. Kunststoffe sind günstiger als Metalle. Sie werden in der Unterhaltungselektronik, in Automobilteilen und bei Prototypen eingesetzt. Diese Teile benötigen komplexe Formen.
Verbundwerkstoffe: Verbundwerkstoffe sind technische Werkstoffe. Sie bestehen aus zwei oder mehr Komponenten mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. In der CNC-Bearbeitung können Verbundwerkstoffe besondere Eigenschaften aufweisen. Dazu gehören ein höheres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, Korrosionsbeständigkeit und thermische Stabilität. Sie eignen sich für Spezialbereiche wie die Luft- und Raumfahrt und den Hochleistungs-Automobilbau.
Detaillierte Analyse von CNC-Bearbeitungsmaterialien
Yonglihao Machinery empfiehlt, bei der Auswahl von Materialien für die CNC-Bearbeitung sorgfältig vorzugehen. Berücksichtigen Sie deren Eigenschaften und Anwendungen. So stellen Sie sicher, dass das Endprodukt alle erforderlichen Spezifikationen und Qualitätsstandards erfüllt. Die folgenden Abschnitte beschreiben gängige Metalle Und Kunststoffe Wird in der CNC-Bearbeitung verwendet. Sie decken auch spezielle Materialien wie Kupfer und Messing ab. Der Schwerpunkt liegt auf ihren spezifischen Anwendungen.
Metalle
Aluminium
Aluminium ist ein leicht formbares Metall, das vielseitig einsetzbar ist. Darüber hinaus ist es ein weit verbreitetes CNC-Material. Generell ist es Metallen wie Titan und Stahl überlegen. Aluminium und seine Legierungen gehören zu den am häufigsten verwendeten Elementen. Aluminium ist robust, leicht, korrosionsbeständig und hat ein silbriges Aussehen.
Allerdings eignet sich nicht jede Aluminiumart für die Herstellung von CNC-bearbeiteten Teilen und Komponenten. Aluminium 6061 und 7075 sind die härtesten Aluminiumlegierungen. Ihre hohe Bearbeitbarkeit macht sie zu idealen CNC-Bearbeitungsmaterialien für die Herstellung leichter Teile. Beispiele hierfür sind Rahmen für die Luft- und Raumfahrt, Flugzeugkomponenten und Motorteile für Kraftfahrzeuge.
Darüber hinaus kann Aluminium 7075 auf T6 verstärkt werden. Aluminium 7075 T6 wird zur Herstellung von Kunststoffspritzgussformen, Automobil- und Flugzeugkomponenten sowie robuster Bergsteigerausrüstung verwendet. Die meisten bearbeitbaren Aluminiumwerkstoffe finden hingegen Anwendung im Gesundheitswesen, in der Unterhaltungselektronik, in der Architektur und im Design.
Kohlenstoffstahl und seine Legierungen
Kohlenstoffstahl und seine Legierungen zeichnen sich durch hohe Zerspanbarkeit und ausgezeichnete Festigkeit aus. Dadurch eignen sie sich ideal für ein breites Anwendungsspektrum. Kohlenstoffstähle lassen sich durch verschiedene Wärmebehandlungsverfahren gut verarbeiten. Dadurch verfügen sie über bessere mechanische Eigenschaften. Kohlenstoffstähle sind im Vergleich zu den meisten CNC-Metallen in der Regel günstiger. Mittelharte Stähle sind robust und eignen sich für Hochleistungsanwendungen wie Stangen, Bolzen und Bolzen.
Aufgrund seines unscheinbaren Aussehens eignet sich Kohlenstoffstahl nicht für Projekte, bei denen das Aussehen eine wichtige Rolle spielt. Darüber hinaus ist Kohlenstoffstahl wie Weichstahl kein korrosionsbeständiges Material für die CNC-Bearbeitung. Legierter Stahl ist zwar rostbeständiger und flexibler als Kohlenstoffstahl, Kohlenstoffstahl ist jedoch fester.
Obwohl diese Materialien ihre Grenzen haben, eignen sie sich dennoch hervorragend für viele Industrie- und Fertigungsanwendungen. Da Kohlenstoffstahl und seine Legierungen eine höhere Festigkeit aufweisen, lassen sie sich leichter bearbeiten. Daher werden sie häufig in der CNC-Bearbeitung für Strukturteile wie Träger und mechanische Vorrichtungen eingesetzt.
Kupfer und seine Legierungen
Kupfer und seine Legierungen werden aufgrund ihrer hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit häufig in der CNC-Bearbeitung verwendet. Da Kupfer eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, eignet es sich ideal für die Herstellung von Elektro- und Computerteilen. Darüber hinaus eignet sich Kupfer aufgrund seiner schönen Optik hervorragend als CNC-Material für die Schmuckherstellung. Kupfer wird auch häufig zur Herstellung von Drähten, Metallen und magnetischen Bauteilen verwendet.
Messing, Bronze und Kupfer sind unverzichtbare Materialien für die CNC-Bearbeitung. Messing und Bronze sind gängige Metalle aus Kupfer und verfügen jeweils über eigene Eigenschaften. Messing wird aus Kupfer und Zink hergestellt und ist ein weiches Metall, das sich ohne Schmierung bearbeiten und formen lässt. Es verfügt über eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und gute Verarbeitbarkeit. Hersteller verwenden Messing typischerweise für Artikel, die keine große Festigkeit erfordern, wie zum Beispiel kleine Schrauben, Elektrogeräte, Alltagsgegenstände und Sanitärwerkzeuge.
Bronze hingegen enthält Kupfer, Zinn und andere Verbundelemente. Sie ist robust, langlebig und rostbeständig. Darüber hinaus lässt sich Bronze leicht verarbeiten und eignet sich daher ideal für die Herstellung von Präzisionsteilen wie Lagern und Zahnrädern. Durch die Zugabe von Aluminium und Phosphor wird Bronze schlagfester, zäher und fester.
Edelstahl
Edelstahl ist ein beliebtes CNC-Metall mit glänzendem Aussehen. Er ist sehr fest, zäh und rost- und verschleißfest. Legierter Stahl ist preiswert und in verschiedenen Größen erhältlich. Er ist jedoch sehr hart und zählt zu den schwierigsten Materialien für die CNC-Bearbeitung. Edelstahl enthält außerdem Chrom, das vor Rost schützt.
Edelstahl 316 ist eine gängige Edelstahlsorte. Er weist eine gute Hitze- und Korrosionsbeständigkeit auf. Aus diesem Grund wird er häufig bei der Herstellung von medizinischen Instrumenten, Outdoor-Koffern und Bootsteilen verwendet. Edelstahl 303, 304 und 316 sind weitere gängige Edelstahlsorten, die in der CNC-Bearbeitung für Befestigungselemente wie Buchsen, Schrauben und Bolzen verwendet werden.
Hersteller fügen Edelstahl 303 jedoch häufig Schwefel hinzu, um die Bearbeitung zu erleichtern. Edelstahl 303 eignet sich für Muttern, Schrauben, Wellen, Zahnräder und Beschläge. Edelstahl 304 lässt sich leicht bearbeiten und schweißen. Er eignet sich gut für Küchengeräte, Messer, architektonische Entwürfe und Autoteile.
Magnesium
Magnesium ist ein robustes, leichtes Metall, das sich gut in der CNC-Bearbeitung verarbeiten lässt. Dank seiner hervorragenden Hitzebeständigkeit eignet sich Magnesium ideal für Hochtemperaturkomponenten wie Motoren. Darüber hinaus trägt das geringe Gewicht von Magnesium dazu bei, leichte und kraftstoffsparende Autos zu bauen.
Im Vergleich zu Metallen wie Aluminium ist Magnesium weniger witterungsbeständig. Die Magnesiumverarbeitung ist brandgefährdet und teurer. Darüber hinaus eloxieren Hersteller Magnesiumteile häufig, um ihre Rostbeständigkeit zu verbessern.
Titan
Dieses Metall ist robust und leicht und bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht. Titan ist korrosionsbeständig, wärmeleitend und körperverträglich. Daher eignet es sich für die Herstellung von Komponenten im medizinischen Bereich. Darüber hinaus lässt sich Titan schweißen, oberflächenbehandeln und beschichten. Dies verleiht ihm ein attraktiveres und schützenderes Aussehen. Obwohl Titan kein guter Stromleiter ist, weist es eine gute Wärmeleitfähigkeit und einen hohen Schmelzpunkt auf.
Titan eignet sich ideal für die Herstellung hochwertiger mechanischer Teile, die in der Medizin, beim Militär, in der Flugzeug- und Automobilindustrie zum Einsatz kommen. Darüber hinaus eignet sich Titan besonders gut für die Herstellung von Schneidwerkzeugen für CNC-Werkzeugmaschinen.
Kunststoffe
Acrylfasern
Acrylkunststoffe, auch bekannt als PMMA (Polymethylmethacrylat), bietet die Vorteile hoher Festigkeit und klarer Optik. PMMA ist eine gute Alternative zu Glas, da es sowohl stabil als auch transparent ist. Dieses CNC-bearbeitete Material ist vielseitig einsetzbar und ermöglicht die Herstellung präziser und hochwertiger Teile.
Obwohl PMMA bei Hitze reißt und weich wird, ist es aufgrund seiner Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit eine beliebte Wahl für CNC-Bearbeitungsprojekte. PMMA wird häufig zur Herstellung von Displays, Linsen, Lebensmittelbehältern, Lampen und transparenten Abdeckungen verwendet.
ABS
ABS ist der kostengünstigste Kunststoff mit einer einzigartigen Kombination von Materialeigenschaften. Er zeichnet sich durch gute Verarbeitbarkeit, Zugfestigkeit, chemische Beständigkeit und Schlagfestigkeit aus. Hersteller entscheiden sich häufig für ABS als bestes Material für die CNC-Bearbeitung von Kunststoffteilen. Das liegt daran, dass das Material sowohl flexibel als auch kostengünstig ist. Darüber hinaus hält ABS-Kunststoff hohen Temperaturen über längere Zeit stand und ist günstiger als viele andere technische Kunststoffe, wie beispielsweise PEEK.
Darüber hinaus eignet sich ABS-Material am besten für Projekte, bei denen das Aussehen wichtig ist, da sich die Farben leicht ändern lassen. Dank der einfachen Farbwechselfunktion eignet sich ABS für die CNC-Bearbeitung, beispielsweise für Rapid Prototyping, Schutzabdeckungen und Autoteile. Neben der CNC-Bearbeitung werden ABS-Materialien auch für 3D-Druck und Spritzguss verwendet.
Acetal
Acetal, auch bekannt als Delrin oder POM, ist ein robuster, flexibler Kunststoff für die CNC-Bearbeitung. Er ist sehr widerstandsfähig und hält Stößen und Feuchtigkeit stand. Hersteller verwenden Acetal häufig zur Herstellung von Präzisionsteilen wie Ventilen, Zahnrädern und Lagern. Dies liegt daran, dass aus Acetal gefertigte Teile sehr robust und verschleißfest sind.
Polycarbonat (PC)
Polycarbonat ist ein häufig verwendetes Material in der CNC-Bearbeitung. Es hat viele nützliche Eigenschaften, darunter die Transparenz von Glas. Da Polycarbonat hitzebeständig ist, bricht es nicht so leicht. Dies macht es zu einer guten Wahl für Hochtemperaturanwendungen. Daher ist Polycarbonat ein weit verbreiteter Kunststoff in der CNC-Bearbeitung. Er wird häufig in medizinischen Geräten, Computerteilen und Automobilteilen verwendet.
Polyetherketon (PEEK)
Polyetherketon (PEEK) ist ein robuster Kunststoff, der für die CNC-Bearbeitung verwendet werden kann. Er zeichnet sich durch chemische Beständigkeit, hohe Festigkeit und gute Dimensionsstabilität aus. Dieser technische Kunststoff eignet sich ideal für den Einsatz bei extremer Hitze oder Kälte. Denn PEEK bleibt auch bei hohen Temperaturen stabil.
PEEK wird häufig von Herstellern in verschiedenen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie der Öl- und Gasindustrie. Darüber hinaus wird es häufig zur Herstellung von Scharnieren, Pumpen- und Ventilteilen, Dichtungen, Halbleiterbauteilen und Lagern verwendet. Dieser robuste Kunststoff eignet sich ideal für die Herstellung von Leichtbaugeräten, da er seine Form im Laufe der Zeit nicht verändert oder verformt.
Polypropylen (PP)
Polypropylen ist ein flexibler Kunststoff für die CNC-Bearbeitung. Er ist äußerst abriebfest und beständig gegen zahlreiche Chemikalien. Darüber hinaus ist Polypropylen ein CNC-bearbeitetes Material für medizinische Anwendungen. Allerdings neigt Polypropylen bei Hitzeeinwirkung zum Erweichen, was bei der Bearbeitung zu Problemen führen kann.
Polyvinylchlorid (PVC)
PVC ist ein kostengünstiger, CNC-bearbeiteter Kunststoff mit guter Bearbeitbarkeit. Seine robuste Struktur macht ihn hart und widerstandsfähig gegen starke Stöße. Darüber hinaus eignen sich PVC-Materialien zur Herstellung von Schweißchemikalientanks, Schränken und Werkbänken, Ventilen und Pumpenkästen, Armaturen und Verteilern.
Nylon
Dieses Kunststoffharz ist eines der stärksten und haltbarsten Materialien für die CNC-Bearbeitung. Es verfügt über eine hohe Schlagfestigkeit und eignet sich für ein breites Anwendungsspektrum. Darüber hinaus verfügt es über hervorragende Schmiereigenschaften und ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich, beispielsweise als glasfaserverstärktes Nylon.
Nylon eignet sich gut, wenn Reibung oder Verschleiß vermieden werden müssen. Gängige Nylonteile sind Gleitflächen, Lager, Zahnräder und Kettenräder. Ein großer Nachteil von Nylon ist jedoch die Feuchtigkeitsaufnahme. Daher ist es nicht für den Einsatz in Wasser geeignet.
Einzigartiges Material
Kupfer wird aufgrund seiner hohen thermischen und elektrischen Leitfähigkeit bevorzugt. Daher eignet es sich ideal für elektrische Bauteile, Kühlkörper und Konstruktionen. Kupferlegierungen wie Kupfer 101 und Kupfer 110 weisen unterschiedliche Duktilität und Korrosionsbeständigkeit auf. Sie werden für spezielle Anwendungen eingesetzt.
Messing ist eine Mischung aus Kupfer und Zink. Es ist genauso bearbeitbar wie Kupfer, bietet aber zusätzliche Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Messing ist beliebt für Dekorationsartikel. Es wird wegen seiner Optik und Leitfähigkeit geschätzt. Es wird auch für elektrische Steckverbinder und Musikinstrumente verwendet.
Faktoren, die die Materialauswahl beeinflussen
Bei der Auswahl von Materialien für die CNC-Bearbeitung können verschiedene Faktoren die Entscheidung maßgeblich beeinflussen. Sie stellen sicher, dass das Endprodukt bestimmte Anforderungen erfüllt.
Hitzebeständigkeit: Materialien müssen hohen Temperaturen standhalten, ohne sich zu zersetzen. Diese Fähigkeit ist entscheidend für Anwendungen mit Hitzeeinwirkung. Metalle wie Edelstahl und Titan weisen eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit auf. Sie werden in der Luft- und Raumfahrt sowie in Automobilkomponenten eingesetzt.
Leitfähigkeit: Für elektrisch leitfähige Teile werden Materialien mit hoher Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, bevorzugt. Diese Eigenschaft ist für elektrische Steckverbinder und Kühlkörper von entscheidender Bedeutung.
Härte und Oberflächenbeschaffenheit: Die Härte eines Materials beeinflusst seine Bearbeitbarkeit und den Verschleiß von Schneidwerkzeugen. Härte und die Fähigkeit, eine glatte Oberfläche zu erzielen, müssen ausgewogen sein. Dies ist sowohl aus funktionalen als auch aus ästhetischen Gründen erforderlich. Aluminium lässt sich leicht und glatt bearbeiten. Härtere Materialien erfordern möglicherweise Spezialwerkzeuge.
Zusammenfassung
Das Verständnis der Bearbeitungsprozesse, der Materialeigenschaften und ihrer Einflussfaktoren ist entscheidend. Dieses Verständnis ist entscheidend für die Auswahl CNC-Bearbeitungsdienste und Materialien. CNC-Fräsen, Drehen und 5-Achs-Bearbeitung bieten Präzision und Flexibilität. Die Auswahl der Metalle und Kunststoffe erfolgt nach Hitzebeständigkeit, elektrischer Leitfähigkeit, Härte und gewünschter Oberflächenbeschaffenheit. Jede Auswahl beeinflusst die Qualität und Funktionalität des Produkts.
Yonglihao Machinery ist ein Top Prototypenfertigung Lieferant. Wir verfügen über das Know-how für die Verarbeitung einer breiten Palette von Materialien. Wir bieten maßgeschneiderte Lösungen für die individuellen Anforderungen jedes Projekts.
Häufig gestellte Fragen
Welche Materialien eignen sich am besten für den Außenbereich?
Edelstahl und Aluminium eignen sich hervorragend für den Außenbereich. Sie sind korrosionsbeständig und langlebig.
Wie kann ich die Kosten für die CNC-Bearbeitung senken?
Wählen Sie Materialien, die sich leichter bearbeiten lassen, wie beispielsweise Aluminium. Konstruieren Sie Teile mit minimaler Komplexität. Dies reduziert die Bearbeitungszeit und den Werkzeugverschleiß.
Tipps zum Erreichen des gewünschten Finishs bei bearbeiteten Teilen?
Wählen Sie ein Material, das sich leicht bearbeiten lässt. Verwenden Sie geeignete Schneidwerkzeuge und Einstellungen. Denken Sie auch an Nachbearbeitungstechniken. Polieren oder Eloxieren kann die Oberfläche beispielsweise veredeln.