متریال های قابل برش با سی ان سی، متریالهای قابل برش با دستگاه CNC، سیستم کنترل عددی کامپیوتری، سالهاست که بخشی کلیدی از صنعت بوده و با پیشرفتهای تکنولوژیکی امروزی، محبوبیت بیشتری یافته است. این فناوری بهویژه با ظهور آلیاژهای فلزی پیشرفته مانند سوپرآلیاژها، جایگاه ویژهای پیدا کرده و در طیف گستردهای از خدمات، از برش نمونهسازی گرفته تا تولیدات انبوه، مورد استفاده قرار میگیرد.
اکوسیستمهای ماشینکاری CNC نیز با تقاضای روزافزون، انعطافپذیری بالاتر و نوآوری بیشتر وارد عرصه شدهاند. ویژگی بارز دستگاه سی ان سی برش در انعطافپذیری آن است؛ بهطوریکه میتوان از آن برای برنامههای متنوعی نظیر سرگرمی، ایجاد نمونههای اولیه و حتی تولیدات بزرگ مقیاس با حجم بالا بهره برد. این دستگاه توانایی ارائه دقت بالا، کیفیت عالی و نیاز کمتر به کار دستی را داراست. هنگام انتخاب خدمات برش CNC برای یک قطعه، عوامل مختلفی باید مورد توجه قرار گیرند؛ از جمله انتخاب مواد، الزامات تحمل، محدودیتهای هندسی قطعه، عملیات پس از پردازش و دستورالعملهای مرتبط با بازرسی کیفیت.
شاید یکی از پیچیدهترین موارد در این فرآیند انتخاب مواد باشد، زیرا این امر علاوه بر ویژگیهای مرتبط با تعامل فلزات با محیط و واکنش آنها به فشارهای اعمالشده، به وسعت گزینههای موجود نیز مربوط میشود. مهندسان باید از میان گسترهای از مواد مناسب تصمیمگیری کنند که همین موضوع ممکن است چالشبرانگیز باشد. با توجه به تنوع زیاد گزینهها، انتخاب مواد برای پروژههای CNC میتواند پیچیده و جذاب باشد. هرچند پروژههای CNC فلزی غالباً رایجتر هستند، مواد دیگری مانند پلیمرها نیز نقش مهمی دارند. در ادامه، به معرفی چند نمونه از متریالهای فلزی مناسب برای برش با دستگاه CNC خواهیم پرداخت.
متریال های قابل برش با سی ان سی
فولاد ضد زنگ
امروزه انواع مختلفی از آلیاژهای فولاد ضد زنگ در بازار موجود هستند. گریدهای پرطرفدار برای ماشینکاری CNC شامل 304، 316، 416 و 17-4 PH میباشند. این فولادها به دلیل داشتن یک لایه طبیعی از اکسید محافظ، مقاومت بالایی در برابر شرایط سخت دارند. تفاوت بین گریدهای فولاد ضد زنگ ناشی از ترکیبات آلیاژی آنها است؛ برای مثال، افزودن مولیبدن به گرید 316 موجب افزایش مقاومت در برابر خوردگی میشود، در حالی که وجود گوگرد در گرید 303 قابلیت ماشینکاری را بهبود میبخشد.
از آلیاژهای فولاد ضد زنگ در طیف گستردهای از کاربردها استفاده میشود، از محصولات مصرفی گرفته تا تجهیزات صنعتی، ماشینآلات سنگین، ابزارهای جراحی، لوازم آشپزخانه، صنایع هوافضا، بخش نظامی و صنعت خودرو. این ماده همچنین برای ساخت قطعاتی که به استحکام و دوام فوقالعاده نیاز دارند، مانند شفتها، چرخدندهها، پیچ و مهرهها، مهرهها و انواع اتصالات، مورد استفاده قرار میگیرد.
فولادهای ضد زنگ قابلیت ماشینکاری خوبی دارند، اما برخی گریدها نسبت به دیگران راحتتر ماشینکاری میشوند. فرآیند ماشینکاری CNC بر روی این نوع فولاد گسترده است و بیشتر دستگاههای CNC تجربه کافی با تنظیمات مناسب برای دستیابی به نتایج با کیفیت بالا در ماشینکاری فولاد ضد زنگ را دارند.
آلومینیوم
در سالهای اخیر، احتمالاً با کاربردهای گسترده آلومینیوم در صنایع پیشرفته آشنا شدهاید، از جمله استفاده در ساخت قابهای سبک وانتها یا اجزای موشکها. آلومینیوم برای استفاده در قطعات ماشینآلات CNC انتخابی برجسته است، زیرا قابلیت برشپذیری بالایی دارد، سبک وزن است، مقاومت مناسبی دارد و در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. علاوه بر این، آلیاژهای آلومینیوم رسانایی حرارتی و الکتریکی مناسبی دارند که آنها را برای کاربردهای مرتبط با مدیریت حرارتی و تجهیزات الکترونیکی ایدهآل میکند.
هنگام تصمیمگیری بین فولاد ضد زنگ و آلومینیوم برای ماشینآلات CNC، باید هزینه مواد و نوع کاربرد را در نظر بگیرید. اگر وزن ماده نقش تعیینکننده دارد، آلومینیوم گزینهای مناسب است به دلیل وزن پایینتر نسبت به فولاد. آلیاژهای آلومینیوم معمولاً در صنایع هوافضا، خودروسازی، تولید ظروف آشپزی، تجهیزات پزشکی و محصولات مصرفی مورد استفاده قرار میگیرند.
همچنین این ماده در فرآیندهایی چون ریختهگری و لحیمکاری بسیار محبوب است. با این حال، یکی از محدودیتهای آلومینیوم آن است که همیشه به راحتی قابل جوش نیست. پروژههای CNC مرتبط با آلومینیوم ممکن است نیازمند انجام مراحل تکمیلی و پسپردازش باشند تا به نتیجه مطلوب برسند.
تیتانیوم
تیتانیوم با ویژگیهای منحصربهفرد خود انقلابی در بسیاری از صنایع ایجاد کرده و راهکارهایی برای برخی از چالشبرانگیزترین مسائل در تولید فراهم آورده است. آلیاژهای تیتانیوم سخت، قوی، نسبتاً سبک و به طور ویژه در برابر خوردگی مقاوم هستند.
این فلز به دلیل خواص برجسته خود به عنوان نجیبترین فلز شناخته میشود و در محیطهای خورندهای که سایر فلزات تاب نمیآورند، عملکردی بینقص دارد. پس از کشف زیستسازگاری تیتانیوم، صنعت پزشکی به سرعت استفاده گستردهای از آن را آغاز کرد. امروزه آلیاژهای تیتانیوم به طور معمول در ساخت تجهیزات پزشکی و اجزای قابل کاشت نظیر پیچها و وسایل پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند.
این آلیاژهای نوآورانه همچنین در صنایع هوافضا، نظامی و صنعتی به دلیل استحکام فوقالعاده، مقاومت در برابر خزش و ساختار متالورژیکی برتر، کاربرد وسیعی دارند. در مقایسه با آلومینیوم، تیتانیوم تقریباً دو برابر استحکام دارد و در عین حال تنها کمی چگالی بیشتری دارد. علاوه بر این، این فلز در محصولات مصرفی نیز محبوبیت پیدا کرده است؛ برای مثال، در ساخت چوب گلفهای سبک وزن کاربرد دارد.
مس
مس یکی از بهترین رساناهای الکتریکی و حرارتی است که پس از نقره قرار میگیرد. در بین فلزات، تنها نقره توانایی هدایت حرارتی یا الکتریکی بالاتری نسبت به مس دارد. مس خالص تجاری (با تقریباً 99٪ خلوص) به دلیل چکشخواری بالا در دماهای پایین و شکلپذیری زیاد، برای فرآیند ماشینکاری دستگاه CNC چالشبرانگیز است. با این حال، طیف وسیعی از آلیاژهای مس وجود دارند که برای استفاده در دستگاه CNC مناسبتر بوده و در عین حال خواص حرارتی یا الکتریکی مطلوبی ارائه میدهند.
آلیاژ مس 101 از خالصترین نوع آلیاژهای مس محسوب میشود و برای کاربردهایی که نیازمند شکلپذیری بالا، مقاومت ضربهای و هدایت الکتریکی یا حرارتی هستند، گزینهای ایدهآل به شمار میآید. البته این آلیاژ مقاومت بالایی در برابر خوردگی ندارد. استفادههای رایج آن شامل قطعات الکترونیکی، سیمکشی و اجزای مرتبط با جریان برق مثل مدلهای شینه است.
در مقابل، آلیاژ مس 110 با خلوص کمی پایینتر، بالاترین سطح هدایت الکتریکی و حرارتی را میان تمام آلیاژهای مس ارائه میدهد و علاوه بر این، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. از کاربردهای رایج آلیاژ مس 110 میتوان به تولید آهنرباهای ابررسانا، واشرها، تجهیزات الکتریکی، جواهرسازی، سختافزارهای دریایی، مصالح ساختمانی و ابزارهای مورد استفاده در سیستمهای خلأ اشاره کرد.
برنج
برنج به دلیل ترکیب آلیاژی خود از مس و روی، ویژگیهایی مشابه مس دارد. این ماده بسیار بادوام بوده و به راحتی قابل برش است. همچنین، برنج در برابر خوردگی مقاومت بالایی دارد، رسانای الکتریکی مناسبی است و ضریب اصطکاک پایینی ارائه میدهد.
به عنوان یک آلیاژ همهکاره، در طیف گستردهای از کاربردها مانند لولهکشی، صنایع برقی، هنر و همچنین حوزه پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد. آلیاژ 360 برنج به دلیل قابلیت بالای ماشینکاری، اغلب با نام برنج ماشینکاری آزاد شناخته میشود. این نوع آلیاژ مقاومت و استحکام فوقالعادهای در برابر خوردگی دارد. از کاربردهای اصلی آن میتوان به قطعات پیچ ماشین، اجزای صنعتی سنگین، محصولات مصرفی، آلات موسیقی، قطعات الکتریکی و اتصالات لولهکشی اشاره کرد.
