Escolher materiais adequados para usinagem CNC pode ser um desafio. O material errado pode aumentar custos, má qualidade do produto e atrasos na produção. Entendo esses desafios em primeira mão como alguém profundamente envolvido na fabricação de chapas metálicas. A chave do sucesso está em conhecer as opções de materiais e suas propriedades. Esse conhecimento ajuda na tomada de decisões informadas e na obtenção de ótimos resultados.
Encontrar o material perfeito para o seu projeto de usinagem CNC não precisa ser complicado. Ao entender as necessidades específicas do seu projeto e combiná-las com as propriedades dos diversos materiais, você pode garantir eficiência, qualidade e economia. Vamos explorar alguns materiais populares de usinagem CNC e suas aplicações.
Metais usados em Maquinação CNC
Alumínio
Propriedades e Benefícios
O alumínio é leve e forte. O alumínio é leve e robusto. É versátil porque conduz bem eletricidade e calor. A facilidade de anodização permite melhor proteção da superfície e apelo estético.
Aplicativos comuns
O alumínio é amplamente utilizado nas indústrias automotiva, aeroespacial e eletrônica. O alumínio é ideal para componentes de motores, estruturas de aeronaves e gabinetes eletrônicos.
Aço
Tipos de aço: carbono, liga e inoxidável
O aço está disponível em muitas formas. Cada uma tem as suas caraterísticas únicas. Aço carbono é robusto e económico. As ligas de aço são uma mistura de metais que melhoram propriedades como a resistência e a dureza. O aço inoxidável é resistente à corrosão e pode ser utilizado em ambientes agressivos.
Propriedades e Benefícios
O aço é conhecido como um material durável, forte e versátil. O aço-liga tem melhor desempenho em condições desafiadoras. O aço carbono é melhor para aplicações que exigem alta resistência. As propriedades resistentes à corrosão do aço inoxidável tornam-no o material ideal para aplicações que requerem uma longa vida útil.
Aplicativos comuns
O aço é usado em muitas indústrias. O aço carbono é usado em máquinas pesadas e construção. O aço-liga é usado em equipamentos industriais e peças automotivas. O aço inoxidável é usado em utensílios de cozinha, dispositivos médicos e aplicações marítimas.
Titânio
Propriedades e Benefícios
O titânio é sólido e leve. É resistente à corrosão e pode suportar altas temperaturas. Isso o torna um material ideal para ambientes extremos. O titânio também é biocompatível.
Aplicativos comuns
Na indústria aeroespacial, o titânio é usado em pás de turbinas e estruturas de aeronaves. Também é utilizado na área médica para instrumentos cirúrgicos e implantes.
Cobre e Latão
Propriedade e Benefícios
O cobre é conhecido como condutor de calor e eletricidade. O cobre também é antimicrobiano e resistente à corrosão. O latão é uma liga de cobre e zinco que oferece boa usinabilidade e aparência distinta.
Aplicativos comuns
O cobre é amplamente utilizado em componentes elétricos e trocadores de calor. O latão é usado em instrumentos musicais, acessórios e itens decorativos.
Plásticos usados em usinagem CNC
ABS (acrilonitrila butadieno estireno)
Propriedades e Benefícios
O ABS é um plástico rígido e resistente a impactos. É um plástico resistente que resiste ao impacto. A termoformação ABS é fácil e vem em uma variedade de cores. Leve mas forte, é adequado para muitas aplicações.
Aplicativos comuns
O ABS é amplamente utilizado em peças de automóveis, caixas de eletrônicos de consumo, brinquedos e outros produtos. Devido ao seu preço acessível e facilidade de processamento, o ABS também é utilizado para impressão 3D e protótipos.
Policarbonato
Propriedades e Benefícios
A elevada resistência ao impacto do policarbonato e a sua transparência são bem conhecidas. É resistente à radiação UV e pode suportar temperaturas até 450 graus. É leve e tem boas qualidades de isolamento elétrico.
Aplicativos comuns
O policarbonato é usado em componentes eletrônicos, equipamentos de segurança e componentes automotivos. Graças à sua durabilidade e clareza, é utilizado em aplicações ópticas, como lentes e painéis transparentes.
Nylon
Propriedades e Benefícios
O náilon é um plástico forte e altamente durável que possui excelente resistência ao desgaste. É um plástico robusto e durável com baixo atrito. O nylon possui alta estabilidade térmica e é resistente a uma ampla gama de produtos químicos. Ele pode ser usado para inúmeras aplicações.
Aplicativos comuns
Devido à sua alta resistência e baixo atrito, o náilon é frequentemente usado em buchas, engrenagens e rolamentos. Você também pode encontrá-lo em produtos de consumo como têxteis, equipamentos esportivos e máquinas industriais.
POM (acetal de polioximetileno ou polioximetileno)
Propriedades e Benefícios
POM (Acetal) é um plástico de baixo atrito e alta resistência com excelente estabilidade dimensional. É ideal para peças de precisão porque possui boa resistência química e também é fácil de usinar. A baixa absorção de umidade, alta rigidez e boa resistência química do POM também são bem conhecidas.
Aplicativos comuns
POM é comumente usado para componentes de engenharia de precisão, como engrenagens, rolamentos e fixadores. Além disso, é usado em produtos de consumo como zíperes, utensílios de cozinha e isoladores elétricos. Suas propriedades tornam este material adequado para aplicações exatas e duráveis.
Compósitos e outros materiais
Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono
Propriedade e Benefícios
CFRP é conhecido por sua excelente relação resistência/peso. É incrivelmente rígido e leve, com excelente resistência à fadiga. O CFRP também é um bom condutor de calor e eletricidade.
Aplicativos comuns
O CFRP é amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial e automotiva para fabricar componentes estruturais com alta resistência e baixa massa. Também é utilizado em equipamentos esportivos, como raquetes de tênis e bicicletas.
Fibra de vidro
Propriedade e Benefícios
A fibra de vidro é feita de fibras de vidro, resina e outros materiais. É flexível, forte e resistente à umidade e corrosão. A fibra de vidro é leve, econômica e relativamente forte. É uma boa escolha para uma variedade de aplicações.
Aplicativos comuns
A fibra de vidro é usada para construir barcos, carrocerias de automóveis e tanques para armazenamento. A fibra de vidro também é usada na fabricação de materiais de construção como telhados, painéis de parede e equipamentos esportivos como pranchas de surf e esqui.
Cerâmica
Propriedade e Benefícios
As cerâmicas são materiais frágeis e rígidos, com alta resistência ao calor e ao desgaste. A cerâmica é resistente a temperaturas extremas e isolante elétrica. São, portanto, adequados para aplicações técnicas específicas.
Aplicativos comuns
A cerâmica pode ser usada para aplicações que exigem alta estabilidade térmica e resistência ao desgaste, como componentes aeroespaciais, máquinas industriais e dispositivos médicos. A cerâmica também é utilizada em produtos eletrônicos, como substratos, isoladores e bens de consumo, como utensílios de cozinha e talheres.
Visualização rápida: Tabela de materiais de usinagem CNC
Esta tabela descreve os materiais mais comuns usados para usinagem CNC.
| Tipo de material | Nome | Nota |
|---|---|---|
| Metal | Alumínio | Al 1050 |
| Metal | Alumínio 1050 | Al 1050 |
| Metal | Alumínio 1060 | Al 1060 |
| Metal | Alumínio 2024 | Até 2024 |
| Metal | Alumínio 5052-H11 | Al 5052-H11 |
| Metal | Alumínio 5083 | Al 5083 |
| Metal | Alumínio 6061 | Al 6061 |
| Metal | Alumínio 6082 | Al 6082 |
| Metal | Alumínio 7075 | Al 7075 |
| Metal | Alumínio-bronze | Al + Br |
| Metal | Alumínio-MIC-6 | Al MIC-6 |
| Metal | Alumínio-QC-10 | QC-10 |
| Metal | Latão | Cu + Zn |
| Metal | Cobre | Cu |
| Metal | Cobre-berílio | Cu + Ser |
| Metal | Cobre-cromo | Cu + Cr |
| Metal | Cobre-tungstênio | Cu + W |
| Metal | Bronze fosforoso | Cu + Sn + P |
| Metal | Aço inoxidável 303 | SS 303 |
| Metal | Aço inoxidável 304 | SS 304 |
| Metal | Aço inoxidável 316 | SS 316 |
| Metal | Aço inoxidável 410 | SS 410 |
| Metal | Aço inoxidável 431 | SS 431 |
| Metal | Aço inoxidável 440 | SS 440 |
| Metal | Aço inoxidável 630 | SS 630 |
| Metal | Aço de baixo carbono | Aço 1018 |
| Metal | Aço Médio Carbono | Aço 4130 |
| Metal | Aço Médio Carbono | Aço 4140 |
| Metal | Aço de alto carbono | Aço Mola 1095 |
| Plástico | abdômen | ABS, ABS - alta temperatura, ABS - antiestático |
| Plástico | ABS + PC | ABS + PC |
| Plástico | PEAD | HDPE, PEHD |
| Plástico | Náilon 6 | PA6 |
| Plástico | Preenchimento de vidro Nylon 6 + 30% | PA6 + 30%GF |
| Plástico | Náilon 6-6 Poliamida | PA66 |
| Plástico | Policarbonato | PC |
| Plástico | Preenchimento de policarbonato-vidro | PC + GF |
| Plástico | Preenchimento de vidro policarbonato + 30% | PC + 30%GF |
| Plástico | Poliéter éter cetona | OLHADINHA |
| Plástico | Polieterimida | PEI |
| Plástico | Polieterimida + preenchimento de vidro 30% | Ultem 1000+30%GF |
| Plástico | Polieterimida + Ultem 1000 | PEI +Ultem 1000 |
| Plástico | Polietileno | EDUCAÇAO FISICA |
| Plástico | BICHO DE ESTIMAÇÃO | BICHO DE ESTIMAÇÃO |
| Plástico | PMMA-Acrílico | PMMA-Acrílico |
| Plástico | POM | POM |
| Plástico | PPS | PPS |
| Plástico | PPS + preenchimento de vidro | PPS + FG |
| Composto | PTFE | PTFE |
Fatores que influenciam a seleção de materiais de usinagem CNC
Propriedades mecânicas
Fortalecendo Seu Corpo
Ao selecionar materiais para corte CNC, a resistência é crítica. Isso determina a carga máxima que um material suportará antes de se deformar.
Dureza
A dureza de um material é medida pela sua resistência à deformação superficial. Quanto mais complexo o material, mais resistente ele é ao desgaste. Isso os torna ideais para aplicações friccionais e abrasivas.
Ductilidade
A capacidade de deformar plasticamente um material sem quebrá-lo é chamada de elasticidade. Materiais de alta ductilidade podem tolerar deformações significativas.
Propriedades térmicas
Resistência ao calor
A resistência ao calor mede a capacidade de um material resistir a altas temperaturas sem perder propriedades. É essencial para peças expostas a altas temperaturas, como componentes de motores ou máquinas industriais.
Expansão térmica
A expansão térmica de um material é a sua taxa de expansão quando aquecido. Materiais com baixa expansão térmica são preferidos em ambientes onde a temperatura flutua porque mantêm a estabilidade dimensional.
Propriedade Elétrica
Condutividade
A condutividade elétrica é uma medida da capacidade do material de conduzir eletricidade. Os componentes elétricos e a fiação são feitos de materiais com alta condutividade, como cobre e alumínio.
Isolamento
Os materiais isolantes são essenciais para proteger os componentes eletrônicos e garantir a segurança. Esses materiais são usados para isoladores, caixas e outras aplicações de isolamento elétrico.
Resistência química
Resistência à corrosão
A capacidade de resistir à corrosão é a capacidade de resistir a reações eletroquímicas ou químicas. Esta propriedade é essencial para componentes expostos a ambientes agressivos, como processamento químico ou aplicações marítimas.
Estabilidade química
A estabilidade química é a capacidade de um material resistir a reações químicas. Materiais quimicamente estáveis são necessários para aplicações que envolvem exposição a produtos químicos e solventes agressivos.
Considerações de custo
O custo dos materiais é um fator essencial na seleção do material adequado. Para a viabilidade do projecto, é importante equilibrar o desempenho com as restrições orçamentais. Materiais de alto desempenho oferecem propriedades superiores, mas geralmente são mais caros. É fundamental avaliar a relação custo-benefício antes de tomar uma decisão.
Desafios e soluções de materiais de usinagem CNC
Maquinabilidade
Metais
Desafio: Metais como aço, titânio e alumínio são usináveis em vários graus, o que afeta o desgaste da ferramenta e terminar.
Solução:
- Para metais mais duros, use ferramentas de metal duro ou cerâmica.
- Otimize a velocidade de corte e o avanço para cada tipo de metal.
- Use refrigerantes adequados para reduzir o calor e melhorar a usinabilidade.
Plásticos
Desafio: O acúmulo de calor pode fazer com que os plásticos derretam, deformem ou tenham um acabamento ruim.
Solução:
- Para obter cortes limpos, use ferramentas de aço rápido ou metal duro.
- Continue cortando em altas velocidades e garanta o resfriamento adequado para evitar o derretimento.
- Afie suas ferramentas para reduzir o calor e a deformação.
Acabamento da superfície
Desafio: Conseguir superfícies lisas pode ser um desafio devido às características do material, ao desgaste da ferramenta e aos parâmetros de usinagem incorretos.
Solução:
- Use abrasivos de granulação fina ou compostos de polimento após usinar metais.
- Certifique-se de que as ferramentas utilizadas sejam afiadas e adequadas ao material que está sendo usinado.
- Ajuste parâmetros de usinagem como velocidade, avanço e profundidade de corte para otimizar o acabamento superficial.
- Os refrigerantes podem ser usados para reduzir o calor e evitar que o material grude na ferramenta. Isso pode prejudicar o acabamento.
Vida útil e desgaste da ferramenta
Desafio: O desgaste da ferramenta é um problema significativo na usinagem CNC, que afeta a precisão, o acabamento superficial e a produtividade.
Solução:
- Devem ser usados materiais de alta qualidade que sejam resistentes ao desgaste, como cerâmica, metal duro ou ferramentas com revestimento de diamante.
- Use o sistema de refrigeração correto para reduzir o desgaste da ferramenta e gerenciar o calor.
- Substitua e inspecione suas ferramentas regularmente para garantir que permaneçam em boas condições.
- Evite configurações excessivamente agressivas que aceleram o desgaste da ferramenta.
- Ajuste o percurso da ferramenta para corresponder ao padrão de desgaste dos diferentes materiais.
Conclusão
A seleção de materiais de usinagem CNC adequados determinará o sucesso do seu projeto. Você pode melhorar a durabilidade e a qualidade do seu produto avaliando cuidadosamente os requisitos do projeto e compreendendo as propriedades do material.
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FAQs
Qual é o melhor material para o meu projeto CNC e como posso selecioná-lo?
Considere os requisitos mecânicos, elétricos, químicos e térmicos do seu projeto ao escolher o material. Considere o acabamento superficial desejado e compare-o com o custo e a disponibilidade. Consulte especialistas em CNC para ajudá-lo a fazer a escolha certa.
Quais são as vantagens de usar plásticos ou metais para usinagem CNC?
Os metais são leves, resistentes à corrosão e versáteis, tornando-os adequados para aplicações sensíveis ao peso. Os plásticos são leves e resistentes à corrosão. Eles também são versáteis e adequados para aplicações que exigem baixo peso e ambientes agressivos.
Qual é o impacto da seleção de materiais nos custos de usinagem CNC?
O preço da matéria-prima, o tempo de usinagem e o desgaste da ferramenta influenciam o custo dos materiais. Materiais com excelente usinabilidade são mais baratos, mas metais como o titânio podem ser mais caros.
Quais são os materiais mais recentes usados na usinagem CNC hoje?
Esses materiais incluem compósitos, como CFRP, plásticos de alto desempenho, como PEEK ou PEI, e ligas metálicas. Esses materiais proporcionam maior resistência e estabilidade química e térmica para aplicações especializadas.
Mais recursos:
Tipos de metais para usinagem CNC – Fonte: Xometria
Acabamento superficial em usinagem CNC – Fonte: HUBS
Olá, chamo-me Kevin Lee
Nos últimos 10 anos, tenho estado imerso em várias formas de fabrico de chapas metálicas, partilhando aqui ideias interessantes a partir das minhas experiências em diversas oficinas.
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Kevin Lee
Tenho mais de dez anos de experiência profissional no fabrico de chapas metálicas, especializando-me em corte a laser, dobragem, soldadura e técnicas de tratamento de superfícies. Como Diretor Técnico da Shengen, estou empenhado em resolver desafios complexos de fabrico e em promover a inovação e a qualidade em cada projeto.
