L'L'usinage CNC est un processus de fabrication polyvalent qui implique l'utilisation d'outils contrôlés par ordinateur pour créer des pièces de précision à partir de une grande variété de matériaux. Ces matériaux constituent la base de l'usinage CNC et ont une influence directe sur les résultats d'usinage. Par conséquent, il est important pour nous de reconnaître les divers matériaux d’usinage CNC et d’acquérir la capacité de discerner les matériaux appropriés pour des applications spécifiques.
Dans cet article, nous nous concentrerons sur les matériaux couramment utilisés adaptés à l'usinage CNC, en fournissant des lignes directrices sur la sélection des matériaux pour votre projet CNC. Pour mieux comprendre, nous avons classé les matériaux CNC afin de faciliter un aperçu rapide. Allons-y maintenant !
Différentes catégories de matériaux pour l'usinage CNC
Les matériaux d'usinage CNC vont des métaux et plastiques aux mousses, bois, céramiques et composites. Pour faire simple, décomposons les types de matériaux en trois catégories.
Catégorie 1 : Matériaux métalliques courants pour l'usinage CNC
Les métaux sont les matériaux les plus courants pour l'usinage CNC en raison de leur résistance, de leur durabilité et de leur capacité à résister à l'enlèvement rapide de matière provoqué par les outils modernes. Jetons d’abord un coup d’œil aux métaux les plus couramment utilisés pour l’usinage CNC.
1. Aluminium
L'aluminium et ses alliages conviennent parfaitement à l'usinage CNC et comptent parmi les métaux les plus utilisés dans ce processus. Ils offrent un excellent rapport résistance/poids, une conductivité thermique et électrique élevée et une résistance naturelle à la corrosion. L'aluminium est hautement usinable, ce qui lui permet d'être facilement découpé et façonné avec des vitesses de traitement plus rapides, une usure réduite des outils et la production de composants de précision avec des tolérances serrées. De plus, l'aluminium est relativement peu coûteux par rapport à d'autres métaux CNC comme l'acier ou le titane. Il est disponible en différentes qualités et alliages, bien que tous ne soient pas également adaptés à l'usinage CNC. Les alliages d'aluminium courants utilisés dans l'usinage CNC comprennent :
Aluminium 6061
L'aluminium 6061 est l'alliage d'aluminium à usage général le plus courant avec le magnésium, le silicium et le fer comme principaux éléments d'alliage. Il offre une combinaison équilibrée de résistance, de ténacité et de dureté. De plus, il est hautement usinable et soudable, peut être anodisé et offre une bonne résistance à la corrosion atmosphérique. Cet alliage est couramment utilisé pour les pièces automobiles, les cadres de vélos, les cadres structurels, certains composants d'avion et les boîtiers électroniques de l'électronique grand public.
Cependant, le 6061 ne convient pas aux environnements fortement exposés à l’eau salée ou aux produits chimiques agressifs, où les alliages comme le 5052 constituent de meilleurs choix. Il présente également une résistance à la fatigue inférieure à celle des alliages à haute résistance comme le 7075. Pour améliorer sa résistance, le 6061 est souvent traité thermiquement jusqu'à un état T6.
Aluminium 7075
L'aluminium 7075, contenant du cuivre et du zinc comme principaux éléments d'alliage, est connu pour sa résistance supérieure à la fatigue et est l'un des alliages d'aluminium les plus résistants disponibles, comparable à de nombreux aciers. Malgré sa haute résistance, le 7075 conserve une bonne usinabilité et peut être usiné selon des tolérances serrées, bien qu'il nécessite plus de puissance et un outillage spécifique par rapport au 6061.
Le 7075 est couramment utilisé pour les composants de voitures de performance, les pièces à haute contrainte des vélos et des équipements d'escalade, les équipements de qualité militaire, les moules, les applications d'outils et de matrices nécessitant une résistance élevée et les composants structurels critiques dans l'aérospatiale. Cependant, le 7075 est un mauvais choix pour le soudage et n'est pas aussi résistant à la corrosion que le 6061, nécessitant souvent des revêtements de protection et coûtant plus cher.
2. Acier inoxydable
Malgré sa dureté, qui en fait l'un des matériaux les plus difficiles à usiner, l'acier inoxydable reste un choix populaire pour l'usinage CNC en raison de sa combinaison unique de propriétés. Ceux-ci incluent son aspect brillant et attrayant, sa haute résistance, son excellente résistance à l’usure et à la corrosion et sa résistance à la chaleur. L'acier inoxydable est disponible sous différentes qualités et formes, et bien qu'elles semblent similaires, chacune est formulée dans un but spécifique avec ses propriétés distinctes. Les nuances courantes utilisées dans l'usinage CNC comprennent :
Acier inoxydable 304
Il s’agit de l’acier inoxydable à usage général le plus couramment utilisé, souvent appelé 18/8 en raison de sa composition d’au moins 18 % de chrome et 8 % de nickel. Le chrome augmente sa résistance et sa dureté, tandis que le nickel améliore sa ductilité et sa ténacité. Cette combinaison donne lieu à un matériau solide, durable et facile à souder, doté d'une excellente résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements atmosphériques et légèrement corrosifs. L'acier inoxydable 304 est un excellent choix pour les équipements et couverts de cuisine, les réservoirs et les canalisations utilisés dans les équipements de transformation des aliments, les structures architecturales et les dispositifs médicaux.
Acier inoxydable 316
L'ajout de molybdène rend l'acier inoxydable 316 plus résistant à la corrosion que le 304, même dans les environnements chimiques et marins. Il a une résistance et une durabilité similaires à celles du 304, mais il fonctionne mieux à des températures élevées. Les applications typiques incluent les équipements marins tels que les raccords et la quincaillerie pour bateaux, les réservoirs de produits chimiques, les échangeurs de chaleur, les implants chirurgicaux et diverses utilisations dans l'industrie alimentaire et des boissons.
Acier inoxydable 303
Les nuances modernes d'acier inoxydable ont été conçues pour offrir une usinabilité améliorée. La nuance 303 en est un excellent exemple, avec du soufre ajouté (0,15 % à 0,35 %) pour réduire l'usure des outils et permettre des vitesses d'usinage plus rapides. Cependant, cet ajout diminue également légèrement sa résistance à la corrosion et peut entraîner des difficultés de soudage. La nuance 303 est couramment utilisée pour les écrous et boulons, vis, raccords, arbres et engrenages en acier inoxydable. Il ne doit pas être utilisé pour les raccords de qualité marine en raison de sa résistance réduite à la corrosion.
3. Acier au carbone et acier allié
L'acier au carbone, à l'exclusion généralement de l'acier à haute teneur en carbone, est l'un des alliages d'acier les plus abordables et les plus couramment utilisés dans l'usinage CNC. Comme son nom l’indique, il s’agit d’un alliage qui contient du carbone, juste derrière le fer dans sa composition.
L'acier à faible teneur en carbone, avec une teneur en carbone allant de 0,02 % à 0,3 %, présente une excellente ductilité et ténacité. Il est facile à usiner et à souder. Prenons un exemple : l'AISI 1018 est couramment utilisé pour la fabrication de boulons, d'écrous, de plaques d'acier de construction, de tuyaux et de carrosseries automobiles.
L'acier à moyenne teneur en carbone est plus dur et plus résistant à l'usure que l'acier à faible teneur en carbone, bien qu'il soit légèrement moins résistant. L'AISI 1045 est une nuance courante d'acier au carbone moyen dont les propriétés peuvent être améliorées grâce à des processus tels que la trempe et le revenu. Ce type d'acier convient aux applications lourdes telles que les boulons, les goujons et les arbres.
Un inconvénient important de l'acier au carbone est sa faible résistance à la corrosion, nécessitant des traitements anticorrosion ou l'utilisation d'aciers alliés pour améliorer cette propriété. L'acier allié est fabriqué en ajoutant des éléments d'alliage (tels que le manganèse, le chrome, le nickel, le molybdène et le silicium) à l'acier au carbone de base. Ces éléments améliorent les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure et l'usinabilité de l'acier. Par exemple, l'acier allié 4140, qui contient du chrome, du molybdène et du manganèse, a une résistance et une dureté accrues, ainsi qu'une résistance aux chocs et des performances à la fatigue améliorées.
4. Cuivre et ses alliages
Le cuivre et ses alliages sont très courants en usinage. Le cuivre est un excellent conducteur électrique et thermique, juste derrière l'argent dans les applications thermiques et électriques. Le cuivre pur (environ 99 % commercialement pur) est difficile à usiner CNC en raison de sa grande malléabilité à des températures plus froides et de sa ductilité élevée. Cependant, il existe de nombreux alliages de cuivre qui sont relativement faciles à usiner CNC et possèdent des propriétés thermiques ou électriques comparables, voire supérieures.
Le laiton fait partie de ces alliages de cuivre. Il s’agit d’un alliage de cuivre et de zinc, d’aspect jaune doré semblable à l’or, et largement utilisé à des fins décoratives. De plus, il présente une bonne usinabilité et une excellente résistance à la corrosion dans l’air et l’eau. Parmi les alliages de laiton, le C36000 a la plus grande usinabilité et est souvent appelé laiton d'usinage libre. Il apparaît fréquemment dans les biens de consommation, les fixations à faible résistance, les instruments de musique, les composants électriques et les raccords de plomberie.
Un autre alliage de cuivre est le bronze, qui est un alliage de cuivre, d'étain et d'autres éléments. Le bronze est plus dur et plus résistant à l'usure que le laiton et possède une excellente résistance à la corrosion dans l'eau de mer et dans de nombreux environnements chimiques, ce qui lui confère des applications dans les équipements mécaniques lourds et à grande vitesse, tels que les roulements et les engrenages, ainsi que dans les boîtiers de pompes et les roues. , vannes et raccords dans les environnements marins et chimiques.
5. Titane
Le titane est un métal relativement jeune, mais son introduction a apporté des changements importants dans de nombreuses industries. L’une de ses caractéristiques les plus remarquables est son rapport résistance/poids élevé. Le titane est environ deux fois plus résistant que l’aluminium mais seulement un peu plus de la moitié moins dense. Cela le rend hautement souhaitable pour les équipements de l’aérospatiale, de la course et des sports de haute performance. De plus, le titane présente une excellente résistance à la corrosion et une stabilité à haute température, se comportant bien dans l'eau de mer, dans les environnements acides et alcalins et dans des conditions de température élevée. Une fois sa biocompatibilité établie, le titane a commencé à être largement utilisé dans les implants médicaux, tels que les articulations artificielles, les plaques osseuses et les implants dentaires.
Bien que le titane soit difficile à usiner en raison de sa faible conductivité thermique et de sa tendance à l'écrouissage, les progrès de la technologie d'usinage, en particulier dans les matériaux et les revêtements des outils, ont rendu le travail du titane de plus en plus réalisable et efficace.
6. Magnésium
Bien que le magnésium ne soit pas aussi courant que l'aluminium et l'acier dans les matériaux d'usinage, ses propriétés légères uniques (étant le plus léger de tous les métaux structurels, environ 33 % plus léger que l'aluminium), son rapport résistance/poids élevé (bien que sa résistance soit inférieure à celle de l'aluminium). et l'acier, il fonctionne parfaitement dans les applications où une résistance élevée n'est pas requise mais où la légèreté est cruciale), et sa bonne usinabilité le rend largement utilisé dans les composants structurels d'avions, les carrosseries et châssis d'automobiles, les boîtiers d'appareils électroniques et les équipements médicaux portables. Cependant, gardez à l’esprit que le magnésium est hautement inflammable sous forme de poudre et doit donc être usiné avec un lubrifiant liquide.
Type de métal
Grade
Code
Aluminium
Aluminium 1050
Al1050
Aluminium 1060
Al1060
Aluminium 2024
En 2024
Aluminium 5052-H11
Al 5052-H11
Aluminium 5083
Al 5083
Aluminium 6061
Al 6061
Aluminium 6082
Al 6082
Aluminium 7075
Al7075
Aluminium-bronze
Al + Br
Aluminium-MIC-6
Al MIC-6
Aluminium-QC-10
Al QC-10
Acier inoxydable
Acier inoxydable 303
SS 303
Acier inoxydable 304
SS 304
Acier inoxydable 316
SS 316
Acier inoxydable 410
SS410
Acier inoxydable 431
SS 431
Acier inoxydable 440
SS440
Acier inoxydable 630
SS630
Acier 1040
SS1040
Acier 45
SS45
Acier D2
SS D2
Acier au carbone
Acier à faible teneur en carbone
1018 Acier
Acier au carbone moyen
4130 Acier
4140 Acier
Acier à haute teneur en carbone
1095 Acier à ressort
Cuivre
Cuivre-béryllium
Cu + Être
Cuivre-chrome
Cu + Cr
Cuivre-tungstène
Cu + W
Laiton
Laiton
Cu
Bronze
Bronze phosphoreux
Cu + Sn + P
Bronze à l'étain
PVC-blanc/gris
Titane
Titane de première qualité
Ti niveau 1
Titane de grade 2
Ti niveau 2
Titane grade 5
Ti niveau 5
Magnésium
Magnésium
Mg
Alliage de magnésium
/
Zinc
Zinc
Zn
Un aperçu rapide des métaux d'usinage CNC
Catégorie deux : matériaux plastiques courants pour l'usinage CNC
Bien que les plastiques présentent généralement des limites en termes de résistance et de résistance à la chaleur par rapport aux métaux et sont plus courants dans l'impression 3D, leur excellente résistance chimique, leurs propriétés d'isolation, leur faible densité et leur rentabilité les rendent également populaires pour l'usinage CNC. Vous trouverez ci-dessous quelques matières plastiques couramment utilisées dans l’usinage CNC :
1. POM (Polyoxyméthylène ou Acétal)
Le POM est l'une des résines plastiques CNC les plus usinables. C'est un matériau à haute résistance mécanique (rigidité, dureté et bonne résistance aux chocs), à stabilité thermique et à faible absorption d'humidité. Il peut offrir une finition de surface plus lisse grâce à son faible frottement et à son excellente stabilité dimensionnelle. Ces propriétés lui permettent d'exceller dans les applications nécessitant durabilité, précision et faible friction, telles que les roulements, les engrenages et les vannes.
2. ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)
Malgré la rigidité et la résistance à l'usure légèrement inférieures de l'ABS par rapport au POM, sa résistance aux chocs et sa ductilité supérieures permettent à l'ABS de gérer plus efficacement les contraintes liées à l'usinage de formes complexes. Il s'agit de notre plastique le plus couramment utilisé pour le prototypage rapide et il est également fréquemment utilisé dans les pièces automobiles, les boîtiers d'outils électriques, les jouets, les boîtiers de protection et de nombreuses autres applications. De plus, sa facilité de coloration le rend parfait pour les applications où l’esthétique est cruciale.
3. PP (Polypropylène)
Le PP est très résistant aux produits chimiques, léger et offre une bonne résistance à la fatigue et aux chocs. Cependant, sa tendance à se ramollir à haute température et sa sensibilité aux températures d'usinage augmentent la difficulté de l'usinage. Une attention particulière au contrôle de la température et à la sélection des équipements est requise pendant le processus d'usinage. Néanmoins, l’usinabilité globale du PP et son prix abordable sont comparables à ceux d’une autre résine plastique ABS, ce qui rend le PP largement utilisé dans les emballages, les produits médicaux et les équipements de laboratoire.
4. Acrylique (PMMA - Polyméthacrylate de méthyle)
Le PMMA, résine transparente et résistante aux UV, est couramment utilisée comme substitut du verre ou pour fabriquer des composants optiques transparents. Bien qu’il ne soit pas aussi résistant que le PC, le PMMA est beaucoup plus résistant aux chocs que le verre. Il peut être facilement thermoformé sous diverses formes, mais cela le rend également sensible à la déformation thermique. Cependant, sa remarquable usinabilité permet la production de composants précis avec des finitions de surface élégantes, faisant du PMMA un matériau privilégié pour l'usinage CNC.
Le PMMA trouve des applications dans les écrans et la signalisation, les lentilles et les caches lumineux, les pare-brise et les fenêtres, les cadres photo, les panneaux décoratifs, les serres et les structures extérieures. De plus, sa nature chimiquement inerte et sans BPA en fait un choix plus sûr pour les applications impliquant un contact direct avec les aliments et les boissons.
5. PC (Polycarbonate)
Comme le PMMA, le PC possède également une excellente clarté optique, ce qui le rend idéal pour les applications nécessitant de la transparence. Cependant, le PC se distingue par sa plus grande résistance aux chocs et à la chaleur, offrant un avantage significatif par rapport au PMMA. Malgré ces avantages, le PC est sujet aux rayures et manque de résistance naturelle aux UV, ce qui le rend moins adapté aux applications exposées au soleil.
6. Nylon (Polyamide)
Le nylon a une résistance à la traction et une ténacité supérieures à celles de nombreux autres plastiques et offre généralement une meilleure résistance à l'usure que l'ABS et le PMMA. De plus, les propriétés autolubrifiantes du nylon le rendent idéal pour des applications telles que les engrenages, les roulements et les bagues. Sa haute résistance aux huiles, graisses et à de nombreux solvants fait du nylon un excellent choix pour les applications industrielles et automobiles. Comme la résine ABS, le nylon est souvent mélangé à des fibres de verre pour améliorer ses propriétés souhaitées. Cependant, la sensibilité du nylon à l’humidité le rend moins adapté aux environnements humides.
7. UHMWPE (polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé)
L'UHMWPE est un polyéthylène extrêmement résistant connu pour sa haute résistance à l'usure et sa surface naturellement lisse, ce qui en fait un excellent matériau pour les bandes d'usure des bandes transporteuses et les rails de guidage dans les systèmes de manutention. De plus, l'UHMWPE est idéal pour les environnements marins, tels que les défenses de quai et les protections contre les pieux. Dans le domaine médical, l'UHMWPE est utilisé dans les arthroplasties en raison de sa biocompatibilité et de sa résistance à l'usure. De plus, sa non-toxicité et sa faible absorption d’humidité le rendent adapté aux planches à découper, aux équipements de transformation des aliments et à d’autres applications nécessitant un contact direct avec les aliments.
Sa durabilité et sa résilience le rendent exceptionnel dans diverses applications, mais présentent également certains défis d'usinage. Pour utiliser pleinement les avantages de l’UHMWPE et surmonter ses difficultés d’usinage, des outils et des techniques appropriés sont nécessaires.
8. PEEK (Polyéther Éther Cétone)
Le PEEK est un plastique stable et à haute résistance avec une stabilité thermique nettement supérieure et une compatibilité chimique plus large que de nombreux autres plastiques techniques. Il peut être usiné en douceur et servir d'alternative au métal, résistant à des températures élevées prolongées sans fluage ni déformation. Le PEEK est couramment utilisé dans les applications exposées à des environnements extrêmes, tels que des températures élevées et des produits chimiques agressifs, notamment des joints d'étanchéité, des roulements, des pompes, des vannes, etc. En raison de son coût plus élevé par rapport à de nombreux autres plastiques, le PEEK est généralement utilisé uniquement lorsqu'il n'y a pas d'utilisation. d'autres plastiques peuvent répondre aux normes de performance requises.
9. PTFE (Polytétrafluoroéthylène)
Le PTFE peut conserver ses propriétés à des températures élevées, mais son coefficient de dilatation thermique élevé le fait se dilater considérablement lorsqu'il est chauffé. Ainsi, afin d’assurer sa stabilité dimensionnelle, ce défi doit être pris en compte dès la phase de conception pour un usinage en douceur. Au-delà de cela, les propriétés exceptionnelles du PTFE, telles qu’une résistance chimique élevée, un faible frottement et une isolation électrique, le rendent idéal pour les joints d’étanchéité et les applications antiadhésives.
Nom du plastique
Taper
Code
Polyoxyméthylène
/
POM
Acrylonitrile butadiène styrène
/
ABS, ABS-haute température, ABS-antistatique
Acrylonitrile butadiène styrène + polycarbonate
ABS + PC
Méthacrylate de polyméthyle – acrylique
/
PMMA – Acrylique
Polycarbonate
Polycarbonate
PC
Polycarbonate – Remplissage de verre
PC + rez-de-chaussée
Polycarbonate – 30 % de remplissage de verre
PC + 30% PC
Polyétherimide
Polyétherimide
Î.-P.-É.
Polyétherimide + 30% de remplissage de verre
Ultem 1000 + 30% GF
Polyétherimide + Ultem 1000
Î.-P.-É. + Ultem 1000
Polyéthylène
/
PE
Polyéthylène téréphtalate
/
ANIMAL DE COMPAGNIE
Polypropylène
/
PP
Sulfure de polyphénylène
/
PPS
Sulfure de polyphénylène + remplissage de verre
SPP + SG
Polytétrafluoroéthylène
/
PTFE
Nylon
Nylon 6
PA6
Nylon 6 + 30% de remplissage de verre
PA6 + 30% SG
Nylon 6-6 + 30% de remplissage de verre
PA66 + 30% SG
Téréphtalate de polybutylène
/
PBT
Polyoxybenzylméthylèneglycolanhydride
/
Bakélite
Polyéthylène haute densité
/
PEHD, PEHD
Polyphénylsulfone
/
PPSU
Chlorure de polyvinyle
/
PVC
Chlorure de polyvinyle + blanc/gris
PVC-blanc/gris
Fluorure de polyvinylidène
/
PVDF
Un aperçu rapide des plastiques usinés CNC
Troisième catégorie : Autres
Bien que les métaux et les plastiques soient généralement utilisés comme matériaux principaux pour l'usinage CNC, d'autres matériaux potentiels dotés d'une usinabilité exceptionnelle ne doivent pas être écartés.
1. Mousses
Les mousses sont des matériaux légers dotés d’excellentes propriétés d’amortissement et d’isolation. Ils sont largement utilisés dans les emballages de protection, la construction d’isolation thermique et acoustique, les coussins de siège et les équipements de protection sportifs.
2. Bois
Les bois sont usinés pour leur attrait esthétique et leur maniabilité. Le bois est facile à usiner et peut être finement détaillé. Les bois durs et les bois tendres peuvent être usinés à l’aide de techniques CNC. Ils sont souvent utilisés pour des meubles sur mesure, du prototypage et des objets de décoration.
3. Céramique
Les céramiques sont extrêmement dures, résistantes à la chaleur et chimiquement inertes. L'usinage CNC de la céramique est un défi mais réalisable avec les bons outils et techniques. Ils sont couramment utilisés dans l'aérospatiale, les implants médicaux et les applications industrielles telles que les outils de coupe et les isolateurs.
4. Composites
Les composites, fabriqués à partir de deux matériaux ou plus pour tirer parti de leurs propriétés combinées, peuvent être adaptés pour des propriétés spécifiques, telles qu'une résistance accrue ou un poids réduit. Les matériaux composites courants adaptés à l'usinage CNC comprennent ceux renforcés de fibres comme le carbone, le verre ou le Kevlar, qui sont largement utilisés dans les composants d'avions légers, les pièces de voitures de course hautes performances, les équipements de sport, etc.
Comment choisir les bons matériaux d'usinage CNC ?
Compte tenu de la grande variété de matériaux d'usinage CNC disponibles, il est peu pratique de comparer chacun d'entre eux pour trouver le « meilleur matériau ». Au lieu de cela, il est plus efficace de prendre en compte les exigences et contraintes spécifiques de votre projet. Le bon choix de matériaux implique de prendre en compte de nombreux facteurs. Ci-dessous, nous vous guiderons étape par étape dans le choix du matériau le plus adapté à votre projet CNC.
Considérez les exigences de la pièce
Comprendre les besoins spécifiques de la pièce que vous fabriquez est la première étape. Cela garantit que le matériau CNC sélectionné répond aux conditions environnementales et d'utilisation. Voici quelques considérations clés :
Résistance aux contraintes et à l'usure : Pour les applications à contraintes élevées ou à usure élevée, les pièces nécessitent une résistance, une ténacité et une résistance à l'usure élevées. Les matériaux comme l’acier, le titane et certains plastiques (comme le nylon ou l’acétal) sont idéaux en raison de leur durabilité.
Résistance à la température : Pour les pièces devant être exposées à des températures élevées, les matériaux ayant une bonne stabilité thermique, comme la céramique ou certains métaux (comme l'acier inoxydable ou l'Inconel), sont privilégiés.
Résistance à la corrosion : Pour les pièces exposées à l'eau (forte humidité) ou à des environnements chimiques (huiles, réactifs, acides, sels, alcools, nettoyants) sur le long terme, il est crucial de sélectionner des matériaux présentant une résistance accrue à la corrosion. Consultez les fiches techniques des matériaux pertinents pour choisir des matériaux ayant de faibles propriétés de corrosion et d'absorption d'eau, ou envisagez des traitements de surface supplémentaires comme la peinture, le placage ou l'anodisation. Par exemple, les pièces marines doivent utiliser des matériaux résistants à la corrosion comme l'acier inoxydable au lieu de l'acier au carbone. Les plastiques comme le nylon peuvent absorber l’eau et se briser prématurément.
Propriétés électriques : pour les applications électriques, tenez compte de la conductivité ou des propriétés d'isolation du matériau pour vous assurer qu'il répond aux exigences spécifiques.
Poids des pièces : dans les applications où le poids des pièces est une préoccupation majeure, les pièces plus lourdes nécessitent généralement des matériaux plus solides et plus denses (tels que l'acier, l'acier inoxydable et les alliages de nickel) pour garantir qu'elles peuvent résister à la charge. Pour les pièces plus légères, des matériaux de plus faible densité comme l’aluminium ou le titane peuvent être utilisés pour réduire le poids et améliorer les performances.
Précision et tolérance : Pour les applications nécessitant une haute précision, il est important de considérer que certains matériaux sont plus difficiles à usiner avec des tolérances serrées que d'autres. Par exemple, les matériaux sujets à la déformation, comme certains types de plastiques (comme le PVC), peuvent nécessiter des surépaisseurs d'usinage plus importantes pour atteindre les tolérances souhaitées.
La conductivité thermique et les propriétés magnétiques affectent également la précision. Les matériaux à haute conductivité thermique, tels que le cuivre et l'aluminium, peuvent dissiper la chaleur rapidement, empêchant ainsi la déformation ou la déformation pendant l'usinage. Les matériaux non magnétiques comme le titane, l'aluminium et l'acier inoxydable sont préférés pour éviter les interférences magnétiques pouvant affecter la précision.
Esthétique : pour les pièces où l'apparence est importante, comme les produits de consommation, choisissez des matériaux comme le laiton ou l'aluminium qui offrent des surfaces attrayantes. Vous pouvez également sélectionner des matériaux qui peuvent être améliorés grâce à une finition de surface pour améliorer leur apparence.
Tenir compte de l'usinabilité des matériaux
Une fois que vous disposez d'une gamme de matériaux potentiels en fonction des exigences de votre application, l'étape suivante consiste à considérer l'usinabilité de chaque matériau. Cela implique d’évaluer la facilité avec laquelle le matériau peut être usiné dans la géométrie finale souhaitée. L’utilisation de matériaux à haute usinabilité pour la fabrication de pièces garantit des économies à long terme en termes de temps et de coûts.
Les métaux et les plastiques plus mous sont plus faciles à usiner, ce qui entraîne une usure minimale des outils et une qualité de finition de surface élevée. En revanche, l’usinage de matériaux plus durs, tels que la fibre de carbone, entraîne souvent une usure accrue des outils, voire des dommages.
Considérez le coût
Enfin, il faut considérer le coût des matières premières. À long terme, choisir des matériaux de qualité inférieure pour économiser de l’argent n’est jamais une sage décision. Au lieu de cela, sélectionnez le meilleur matériau que vous pouvez vous permettre et qui offre toujours toutes les fonctionnalités nécessaires. Cela permet de garantir la durabilité des pièces finies.
Conclusion
L'usinage CNC continue d'occuper une position importante dans l'industrie manufacturière en raison de sa compatibilité exceptionnelle avec divers matériaux. En sélectionnant soigneusement les matériaux appropriés pour le tournage CNC ou le fraisage, les fabricants peuvent obtenir des résultats optimaux et les qualités de produits souhaitées.
Nous espérons que cet article vous servira de guide utile pour votre processus de sélection de matériaux. Si vous avez des questions, veuillez contacter Chiggo. Nous sommes là pour vous aider à résoudre les problèmes complexes de sélection des matériaux et d’usinage. De plus, nous proposons une large gamme de métaux et de plastiques techniques et disposons de machinistes et d'ingénieurs expérimentés qui peuvent recommander des matériaux pour votre projet dans les limites de votre budget.
