Elk CNC freesproject begint met één hamvraag. Welk materiaal moet je gebruiken? De juiste keuze kan uw onderdelen sterk, nauwkeurig en betaalbaar maken. De verkeerde keuze kan leiden tot vertragingen, extra kosten en verspilde moeite. Veel projecten worden bewerkt omdat het materiaal niet goed bij elkaar past. Een goede keuze vanaf het begin kan u zowel tijd als stress besparen.
Je materiaalkeuze bepaalt de richting van het hele project. Het beïnvloedt hoe het onderdeel presteert, hoe gemakkelijk het te bewerken is en hoeveel het kost. Laten we eens kijken naar de belangrijkste factoren die van belang zijn en zien hoe we ze effectief kunnen vergelijken.
Waarom materiaalkeuze belangrijk is bij CNC-frezen？
Materiaal beïnvloedt alles, van gereedschapsslijtage tot bewerkingstijd. Zachtere materialen zoals kunststof snijden snel, maar zijn mogelijk minder sterk. Hardere metalen weerstaan slijtage maar kunnen de bewerkingskosten verhogen. Als het materiaal niet geschikt is voor het doel van het onderdeel, loopt u het risico op slechte prestaties of defecten in de praktijk.
Sommige materialen zetten meer uit of krimpen meer bij warmte. Andere houden misschien geen strakke toleranties. Materiaal beïnvloedt ook de oppervlaktekwaliteit, de scherpte van de randen en hoe gemakkelijk onderdelen afgewerkt of gecoat kunnen worden.
De verkeerde kiezen kan leiden tot trage productie, gereedschapbreuk of afgedankte onderdelen. Een goede passing bespaart tijd, beschermt gereedschap en helpt het onderdeel te presteren zoals het hoort.
Algemene materiaalcategorieën voor CNC-frezen
CNC frezen werkt met een brede waaier aan materialen. Elk type heeft zijn eigen balans in sterkte, gewicht, bewerkbaarheid en kosten. Hier zijn de hoofdcategorieën die je in de meeste projecten zult tegenkomen:
Metalen
- Aluminiumlegeringen
- Roestvrij staal
- Koolstofstaal
- Messing en koperlegeringen
- Titanium
Kunststoffen en polymeren
- ABS
- Nylon
- Polycarbonaat (PC)
- PEEK
- Acetaal (POM)
Composieten en speciale materialen
- Glasvezelversterkte kunststoffen (FRP)
- Koolstofvezel composieten
- Gereedschapspaneel
- Keramiek
Metalen in CNC-frezen
Metaal is een topkeuze bij CNC frezen omdat het sterkte, hittebestendigheid en precisie biedt. Elk type metaal heeft zijn sterke punten. Hier ziet u hoe veelgebruikte opties zich tot elkaar verhouden.
Aluminiumlegeringen: Lichtgewicht en veelzijdig
Aluminium is een van de gemakkelijkste metalen om te bewerken. Het snijdt snel, houdt strakke toleranties en heeft een goede oppervlakteafwerking. Het is ook licht, corrosiebestendig en voordelig.
Gangbare kwaliteiten zoals 6061 worden gebruikt in de ruimtevaart, de automobielindustrie en in consumentenproducten. Aluminium werkt goed voor prototypes en afgewerkte onderdelen die niet extreem sterk hoeven te zijn. Het is niet ideaal voor onderdelen die zwaar worden belast of extreem warm worden.
Roestvrij staal: Corrosiebestendig en duurzaam
Roestvrij staal is bestand tegen vocht, chemicaliën en hitte. Het is geweldig voor medische, voedingsmiddelen- of scheepsonderdelen. Kwaliteiten zoals 304 en 316 worden vaak gebruikt als roestbestendigheid nodig is.
Maar het is moeilijker te bewerken. Het maakt gereedschap snel bot en heeft lagere snelheden nodig. Je ruilt wat bewerkingsgemak in voor duurzaamheid en sterkte.
Zacht staal: Betaalbaar en sterk
Zacht staal is een goede balans tussen sterkte, kosten en gebruiksgemak. Het laat zich goed bewerken en is geschikt voor structurele onderdelen, beugels en componenten voor algemeen gebruik.
Het is van zichzelf niet bestand tegen corrosie, maar het kan wel gecoat of geschilderd. Zacht staal is geweldig als hoge sterkte nodig is, maar corrosie is geen groot probleem.
Titanium: hoge verhouding sterkte/gewicht
Titanium is sterk, licht en bestand tegen corrosie en hitte. Het wordt gebruikt in de ruimtevaart, medische en hoogwaardige onderdelen. Het presteert goed onder stress en hitte en blijft licht.
Het is moeilijk te bewerken. Het veroorzaakt veel slijtage aan het gereedschap en vereist een zorgvuldige regeling van snelheid en koeling. Het is ook duur. Kies het alleen als de voordelen nodig zijn.
Messing en koper: Uitstekende bewerkbaarheid en geleidbaarheid
Messing werkt erg goed. Het snijdt zuiver en slijt gereedschap langzaam. Het is goed voor fittingen, tandwielen en decoratieve onderdelen. Het is ook bestand tegen corrosie.
Koper geleidt elektriciteit en warmte beter dan de meeste metalen. Het wordt gebruikt voor elektrische onderdelen en koellichamen. Het is zacht en moeilijker vast te houden tijdens het snijden, dus er is aandacht nodig voor de fixatie.
Kunststoffen en polymeren in CNC-frezen
Kunststoffen bieden unieke voordelen zoals een laag gewicht, chemische weerstand en elektrische isolatie. Ze verlagen ook de bewerkingskosten en zijn ideaal voor niet-structurele onderdelen.
ABS: Sterk en voordelig
ABS is een populaire kunststof voor prototypes en onderdelen met een lage belasting. Het is sterk, slagvast en gemakkelijk te bewerken. Het heeft een goede maatvastheid en oppervlakteafwerking.
ABS is niet geschikt voor gebruik bij hoge temperaturen of buitenshuis, maar wel ideaal voor behuizingen, beugels en testonderdelen. Het is ook een van de meest budgetvriendelijke kunststoffen die verkrijgbaar zijn.
Nylon: Slijtvast en zelfsmerend
Nylon is sterk en slijtvast. Het gaat goed om met wrijving en heeft geen extra smering nodig. Het wordt gebruikt in tandwielen, bussen en glijdende onderdelen.
Het absorbeert vocht, waardoor de afmetingen kunnen veranderen. Voor droge of snel bewegende onderdelen presteert nylon goed, maar vermijd het in natte of vochtige omgevingen zonder het materiaal te behandelen.
PEEK: hoge prestaties en hittebestendig
PEEK is een eersteklas kunststof. Het is bestand tegen hoge temperaturen, chemicaliën en slijtage. Het behoudt zijn vorm onder spanning en hitte.
Het wordt vaak gebruikt in de ruimtevaart, de medische sector en op hightechgebied. Het is duur en moeilijker te bewerken dan andere kunststoffen, maar de sterkte en thermische stabiliteit maken het de moeite waard voor kritieke onderdelen.
Acryl: Transparant en gemakkelijk te bewerken
Acryl is helder en lichtgewicht. Het wordt gebruikt voor etalages, afdekkingen en lichtgeleiders. Het werkt gemakkelijk en polijst aan een glas-als afwerking.
Het is brosser dan andere kunststoffen. Het kan barsten onder belasting of stoten, dus vermijd het voor dragende onderdelen. Maar het is geweldig voor cosmetische of doorzichtige onderdelen.
Delrin (acetaal): Lage wrijving en dimensionale stabiliteit
Delrin, of acetal, heeft een lage wrijving en hoge stijfheid. Het kan goed worden bewerkt en houdt strakke toleranties. Het is goed voor onderdelen zoals lagers, rollen en riemschijven.
Het is beter bestand tegen vocht en chemicaliën dan nylon. Het is stabiel in grootte en vorm, waardoor het betrouwbaar is voor onderdelen die precisie vereisen zonder op te zwellen of krom te trekken.
Speciale materialen en composieten
Sommige projecten vragen om materialen die verder gaan dan standaard metalen of kunststoffen. Speciale composieten en geavanceerde materialen bieden unieke voordelen op het gebied van sterkte, gewicht of weerstand.
Koolstofvezelcomposieten: hoge sterkte en laag gewicht
Koolstofvezelcomposieten zijn erg sterk en extreem licht. Ze zijn bestand tegen buigen en hebben een lage thermische uitzetting. Deze eigenschappen maken ze nuttig in de ruimtevaart, robotica en hoogwaardige onderdelen.
Ze zijn niet machinaal te verwerken zoals metaal of plastic. De vezels kunnen rafelen en stof is schadelijk om in te ademen. Voor machinale bewerking zijn speciale gereedschappen en zorg nodig. Maar als gewicht en stijfheid het belangrijkst zijn, is koolstofvezel de beste keuze.
G10/FR4: Elektrische isolatie en mechanische sterkte
G10 en FR4 zijn glasvezelversterkte laminaten. Ze staan bekend om hun elektrische isolatie, sterkte en vochtbestendigheid. Deze materialen worden gebruikt in printplaten, behuizingen en structurele steunen.
Ze bewerken goed met het juiste gereedschap, maar ze slijten gereedschap sneller dan kunststoffen. G10 en FR4 zijn handig als je elektrische isolatie en sterkte in één onderdeel nodig hebt.
Keramiek: Extreme hardheid en hittebestendigheid
Keramiek is hard, slijtvast en hittebestendig. Ze worden gebruikt in elektronica, ruimtevaart en snijgereedschap. Ze houden stand in ruwe omgevingen die metalen of kunststoffen beschadigen.
Ze zijn bros en kunnen barsten tijdens het bewerken. Er zijn speciale gereedschappen en lage snelheden nodig. Keramiek werkt het beste voor specifieke toepassingen bij hoge temperaturen of slijtage, niet voor algemene onderdelen.
CNC materiaalvergelijkingstabel frezen
| Attribuut | Metalen | Kunststoffen en polymeren | Composieten & speciale materialen |
|---|---|---|---|
| Bekende voorbeelden | Aluminium, roestvrij staal, zacht staal, titanium, messing | ABS, Nylon, PEEK, Acryl, Delrin | Koolstofvezel, G10/FR4, keramiek |
| Sterkte | Hoge sterkte, goed voor dragende toepassingen | Matige sterkte, geschikt voor niet-structurele onderdelen | Zeer hoog (koolstofvezel), bros (keramiek) |
| Gewicht | Gemiddeld tot zwaar | Zeer lichtgewicht | Zeer licht (koolstofvezel), middelzwaar (G10), varieert (keramiek) |
| Corrosiebestendigheid | Varieert: roestvrij is hoog; zacht staal is laag | Hoge weerstand | Hoog (koolstofvezel, G10), uitstekend in zware omstandigheden |
| Thermische weerstand | Goed tot uitstekend (vooral roestvrij, titanium) | Laag tot gemiddeld (behalve PEEK) | Uitstekend (keramiek, PEEK); lage uitzetting (koolstofvezel) |
| Bewerkbaarheid | Aluminium: zeer goed; Roestvrij/Titanium: lager | Eenvoudig (Delrin, ABS), matig (PEEK) | Moeilijk; vereist speciale gereedschappen en zorg |
| Kosten | Gemiddeld tot hoog | Laag tot gemiddeld | Gemiddeld tot zeer hoog |
| Toepassingen | Constructiedelen, beugels, behuizingen, lucht- en ruimtevaart, auto's | Prototypes, afdekkingen, behuizingen, tandwielen, bussen | Ruimtevaart, elektronica, hittebestendige en slijtvaste componenten |
| Speciale eigenschappen | Sterk, nauwkeurig, ondersteunt coatings en oppervlakteafwerkingen | Lichtgewicht, elektrische isolatie, lage wrijving | Hoge sterkte/gewicht, chemische weerstand, niche-specifieke voordelen |
Hoe materiaalkeuze CNC-freesbewerkingen beïnvloedt？
Het materiaal dat u kiest, bepaalt rechtstreeks hoe uw CNC freesproces verloopt. Het beïnvloedt alles, van snelheid tot gereedschapsslijtage tot spanenbeheersing.
Snijsnelheden en voedingen
Zachtere materialen zoals aluminium of kunststof kunnen met hoge snelheden en snellere aanzetten bewerkt worden. Hardere materialen zoals roestvast staal of titanium hebben lagere snelheden en lichtere voedingen nodig om schade aan het gereedschap te voorkomen.
Het gebruik van de verkeerde snelheid of voeding kan leiden tot warmteontwikkeling, klapperen of een slechte afwerking. Elk materiaal heeft een ideaal snijbereik om gereedschap scherp en onderdelen schoon te houden.
Levensduur en onderhoud van gereedschap
Harde of abrasieve materialen verkorten de levensduur van het gereedschap. Roestvrij staal, titanium en composieten slijten de snijkanten snel. Veelvuldig wisselen van gereedschap verhoogt de stilstandtijd en de kosten.
Zachte materialen verlengen de levensduur van gereedschap, maar vereisen mogelijk scherpe gereedschappen voor zuivere sneden. Het kiezen van de juiste coating en geometrie voor het gereedschap helpt slijtage te verminderen en de levensduur te verlengen.
Technieken voor oppervlakteafwerking
Sommige materialen produceren van nature gladde oppervlakken. Aluminium en acryl laten vaak een schone afwerking achter met een minimale polijsten. Voor hardere materialen kunnen extra stappen nodig zijn, zoals slijpen of parelstralen.
Kunststof kan smelten of uitlopen bij te hoge snelheden. Messing en koper kunnen gereedschap vervuilen als het niet goed wordt gesneden. Het type materiaal bepaalt hoeveel nabewerking nodig is.
Spaanvorming en -verwijdering
Verschillende materialen maken verschillende soorten spanen. Aluminium maakt gekrulde spaanders die gemakkelijk opruimen. Roestvrij staal maakt lange, draderige spanen die zich om gereedschap kunnen wikkelen.
Kunststof spanen kunnen zacht en kleverig zijn. Composieten zoals koolstofvezel produceren stof, waarvoor afzuigsystemen nodig zijn. Een goede spanenbeheersing beschermt het gereedschap, houdt de afwerking schoon en voorkomt vastlopen van de machine.
Overwegingsfactoren bij het kiezen van CNC freesmateriaal
Het juiste materiaal kiezen betekent verder denken dan alleen sterkte of kosten. Het gaat erom hoe het materiaal past in de volledige reikwijdte van je project, van functie tot levering.
Toepassingseisen en eindgebruikersomgeving
Begin met waar en hoe het onderdeel gebruikt gaat worden. Wordt het blootgesteld aan hoge belastingen, hitte, vocht of chemicaliën? Onderdelen voor buiten hebben misschien corrosiebestendigheid nodig. Mechanische onderdelen kunnen slijtvastheid of lage wrijving nodig hebben.
De omgeving bepaalt of er wordt gekozen voor roestvrij staal, PEEK, nylon of andere materialen. Een mismatch leidt hier vaak tot voortijdig falen of extra herbewerking.
Toleranties, nauwkeurigheid en doelstellingen voor oppervlakteafwerking
Als uw onderdeel nauwe toleranties of een zuivere afwerking nodig heeft, kies dan materialen die hun vorm behouden en zuiver kunnen worden bewerkt. Metalen zoals aluminium en kunststoffen zoals Delrin geven gladde oppervlakken met minimale inspanning.
Sommige materialen, zoals nylon, absorberen vocht en veranderen van grootte. Andere, zoals composieten, kunnen rafelen aan de randen. Precisietaken vereisen stabiele materialen en een goede oppervlakterespons op snijden.
Productievolume en doorlooptijd
Gebruik voor grote aantallen onderdelen materialen die snel snijden en gemakkelijk te verkrijgen zijn. Aluminium en ABS zijn daarom populair. Ze zorgen voor een snelle doorlooptijd en minder slijtage aan gereedschap.
Voor kleine aantallen of klantspecifieke opdrachten is het gemakkelijker om duurdere materialen of langere bewerkingscycli te rechtvaardigen. Doorlooptijden kunnen ook afhangen van de beschikbaarheid van grondstoffen.
Budgetbeperkingen en beschikbaarheid van materiaal
Zelfs het perfecte materiaal zal niet helpen als het te duur is of niet op voorraad - balanceer prestaties met wat beschikbaar is en wat past binnen je kostenlimieten.
Soms kan een goedkoper alternatief net zo goed presteren met een paar ontwerpwijzigingen. Praat met je machinist of leverancier om materiaalopties te vergelijken die aan dezelfde doelen voldoen.
Conclusie
De keuze van het juiste materiaal voor CNC frezen heeft een directe invloed op het succes van een project. Metalen, kunststoffen en composieten hebben elk hun sterke punten, beperkingen en bewerkingsbehoeften. De beste keuze hangt af van de functie van het onderdeel, de vereiste nauwkeurigheid, het productievolume en het budget.
Hulp nodig bij het kiezen van het juiste materiaal voor je CNC project? Neem contact met ons op voor deskundige begeleiding en snelle, praktische oplossingen op maat van je ontwerp- en productiedoelen.
Hey, ik ben Kevin Lee
De afgelopen 10 jaar heb ik me verdiept in verschillende vormen van plaatbewerking en ik deel hier de coole inzichten die ik heb opgedaan in verschillende werkplaatsen.
Neem contact op
Kevin Lee
Ik heb meer dan tien jaar professionele ervaring in plaatbewerking, gespecialiseerd in lasersnijden, buigen, lassen en oppervlaktebehandelingstechnieken. Als technisch directeur bij Shengen zet ik me in om complexe productie-uitdagingen op te lossen en innovatie en kwaliteit in elk project te stimuleren.
