Một trong những lợi thế của gia công cơ khí CNC là quy trình này tương thích với nhiều loại vật liệu khác nhau, nhựa và kim loại là hai loại vật liệu phổ biến nhất. Sau đây là một số loại nhựa và kim loại mà bạn có thể gặp trong gia công CNC.
Polyme hiệu suất cao
– Acrylonitrile butadiene styrene ( ABS ):
ABS là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật chịu va đập có đặc tính cơ học tuyệt vời. Mạnh mẽ và cứng cáp trong khi vẫn giữ được độ mềm dẻo, ABS đáng chú ý vì có độ bền cơ học, cách điện tốt và chống mài mòn và biến dạng.
– Polyethylene mật độ cao ( HDPE ):
Một trong những loại polyme nhiệt dẻo đa năng nhất, HDPE là vật liệu linh hoạt và dễ gia công, có khả năng chống nứt ứng suất, hóa chất và chất ăn mòn cao — ngay cả ở nhiệt độ thấp. Nó cũng có độ bền va đập tuyệt vời. HDPE thường được sử dụng để sản xuất chai nhựa, nút chặn, phớt, chất cách điện, đường ống và nhiều hàng hóa khác.
– Polyethylene mật độ thấp ( LDPE ):
Chủ yếu được sử dụng để tạo ra các sản phẩm chỉnh hình và chân tay giả, loại nhựa dẻo dai này dễ hàn và hàn nhiệt. Mặc dù có khả năng chống hóa chất tốt, LDPE không lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ cứng, độ bền cấu trúc cao hoặc khả năng chịu nhiệt độ cao.
– Polyamide (PA) hoặc Nylon:
Nylon là một họ nhựa ma sát thấp, rất phù hợp để thay thế các thành phần kim loại, như ổ trục hoặc ống lót, do sự kết hợp độc đáo giữa độ đàn hồi, độ cứng và độ cứng. Nylon có thể được gia cố bằng một loạt các chất phụ gia để tạo ra vật liệu và đặc tính hóa học cụ thể hoặc kết hợp với các loại nhựa khác để tăng hiệu suất và đặc tính vật liệu.
– Polyamide (PA) hoặc Nylon 30% GF:
Sợi thủy tinh, một trong những chất phụ gia phổ biến nhất cho nhựa kỹ thuật, làm tăng đáng kể độ bền và độ cứng của các bộ phận nylon. Thật không may, những sợi này cũng làm tăng độ giòn của vật liệu và do đó chỉ được khuyến nghị cho các ứng dụng không liên quan đến ứng suất hoặc độ lệch va đập cao.
– Polycarbonate ( PC ):
Loại nhựa này được sử dụng rộng rãi vì một số lý do — nó cứng nhưng vẫn nhẹ, nó là chất cách điện tốt và nó có khả năng chịu nhiệt tự nhiên. PC vốn trong suốt và mờ đục và hấp thụ sắc tố tốt. Ngoài ra, PC có khả năng chống lại axit loãng, dầu và mỡ, nhưng dễ bị mài mòn do hydrocarbon và tia UV.
– Polyetheretherketone ( PEEK ):
Một loại polymer hiệu suất cao với sự kết hợp độc đáo của các tính chất cơ học, PEEK có khả năng chống hóa chất, chống mài mòn, chống biến dạng, chống mỏi, chống chất lỏng và chống nhiệt độ. Ngoài khả năng tái chế và tương thích sinh học, vật liệu này còn nhẹ, bền và không hòa tan trong tất cả các dung môi thông thường. Tương tự như nylon, PEEK có thể thay thế kim loại trong gia công CNC. Các ứng dụng phổ biến của vật liệu này bao gồm các cụm piston, các bộ phận động cơ máy bay quan trọng và ống tiêm nha khoa. Đáng chú ý, đây là một trong những loại nhựa gia công CNC đắt nhất trên thị trường.
– Polyetherimide (PEI):
Thường được gọi là ULTEM® , PEI là một loại nhựa hiệu suất cao và là vật liệu chính trong sản xuất. PEI không chỉ bền và dễ sử dụng mà còn có khả năng chống hóa chất và ngọn lửa, và có thể chịu được nhiệt độ cực cao mà không mất đi các đặc tính điện ổn định của nó. Vì lý do này, PEI thường được sử dụng để tạo ra các sản phẩm như bảng mạch, kính mắt, thiết bị chế biến và khử trùng thực phẩm, và các bộ phận máy bay. Đây là một trong số ít các loại polyme nhiệt dẻo vô định hình có sẵn trên thị trường vẫn giữ được tính toàn vẹn về mặt cơ học ở nhiệt độ cao.
– Polymethyl methacrylate ( PMMA ):
PMMA là một loại polyme nhiệt dẻo cứng thường được gọi là acrylic hoặc thủy tinh acrylic. Cực kỳ chống vỡ, vật liệu cứng và nhẹ này trong suốt và chống chịu được thời tiết và tia UV, lý tưởng cho các ứng dụng ít ứng suất như nhà kính, vỏ đèn xe hơi và đèn báo rẽ hoặc tấm pin mặt trời. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là PMMA dễ bị nhiệt độ cao, va đập, mài mòn và mài mòn, và dễ bị nứt khi chịu tải nặng.
– Polyoxymethylene (POM):
Thường được gọi là Acetal hoặc theo tên thương hiệu của nó, Delrin®, loại nhựa nhiệt dẻo cấp kỹ thuật bán tinh thể này có độ ổn định kích thước, độ cứng và ma sát thấp tuyệt vời. Do những đặc tính này, acetal thường được sử dụng để tạo ra các bộ phận có độ chính xác cao được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao, độ bền và phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng (-40°C đến 120°C).
– Polypropylene (PP):
Loại nhựa tiết kiệm này có trọng lượng nhẹ, có khả năng chống hóa chất cao trong môi trường ăn mòn và chống lại hầu hết các dung môi hữu cơ, chất tẩy nhờn và chất điện phân. So với LDPE và HDPE, PP có độ bền va đập thấp hơn nhưng có độ bền kéo tốt hơn.
– Polytetrafluoroethylene (PTFE):
PTFE, thường được gọi là Teflon®, là một loại polymer đa năng được ưa chuộng vì các đặc tính cơ học của nó. Chịu được hóa chất, nhiệt độ, ánh sáng, tia UV, nước, thời tiết, mỏi và bám dính, PTFE thường được tìm thấy trong lớp phủ của chảo chống dính nhưng cũng được sử dụng trong chất bán dẫn, miếng đệm và thậm chí một số ứng dụng y tế. Mặc dù PTFE là một trong những loại nhựa chống ăn mòn nhất, nhưng nó lại nhạy cảm với sự biến dạng và mài mòn.
– Polyvinyl Clorua ( PVC ):
PVC là một trong những loại nhựa lâu đời nhất thế giới. Có màu trắng đục và cứng, PVC là một loại cao su thay thế giá cả phải chăng đã có nhu cầu cao trong nhiều thập kỷ. Với khả năng chống chịu ánh sáng, hóa chất và ăn mòn mạnh, PVC là vật liệu phổ biến trong các lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, CNTT, vận tải, dệt may và xây dựng.
– Polyethylene trọng lượng phân tử cực cao ( UHMW ):
Một loại nhựa cứng, đa năng và có khả năng gia công cao, UHMW có thể được sử dụng để tạo ra các bộ phận có khả năng chống mài mòn và chống mài mòn cao, độ bền và hệ số ma sát thấp. UHMW thường không phù hợp với các ứng dụng chịu tải cao hoặc điều kiện vượt quá 80 đến 100°C.
Kim loại
Thép vàthép không gỉ, nhôm và kim loại mềm như đồng thau, đồng, titan và đồng là một trong những kim loại có thể gia công phổ biến nhất. Trong khi thép và nhôm là những kim loại được gia công phổ biến nhất, mỗi họ kim loại lại có một tập hợp các tính chất vật lý và mức giá khác nhau.
– Nhôm:
Nhôm là kim loại mềm, mật độ thấp, không từ tính, dễ gia công hơn nhiều so với thép. Do độ bền kéo thấp, những kim loại này thường được hợp kim hóa với các vật liệu khác để làm nổi bật các đặc tính vật lý mong muốn. Nhôm thường có trọng lượng bằng khoảng 1/3 trọng lượng của thép, nghĩa là chúng có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tốt hơn. Điều này có thể hữu ích trong việc làm nhẹ các bộ phận . Chúng cũng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt hơn nhiều so với thép.
– Thép:
Thép là kim loại gốc sắt đã được hợp kim hóa với cacbon và các kim loại khác, thường bao gồm mangan, phốt pho hoặc lưu huỳnh. Thép có xu hướng cứng hơn và bền hơn nhôm. Tuy nhiên, chúng cũng nặng hơn và khó gia công hơn nếu không sử dụng cacbua hoặc các công cụ chuyên dụng khác, điều này có thể làm tăng chi phí sản xuất.
– Thép không gỉ:
Sự khác biệt chính giữa thép và thép không gỉ là thép không gỉ được hợp kim hóa với crom chứ không phải cacbon. Trong khi thép tiêu chuẩn dễ bị rỉ sét và ăn mòn khi tiếp xúc với độ ẩm và oxy, thì hàm lượng crom trong thép không gỉ tạo ra lớp crom-oxit thụ động trên bề mặt kim loại, ngăn không cho sắt bên trong bị oxy hóa thêm. Điều này cũng ức chế khả năng dẫn điện của thép. Thép không gỉ có thể được hợp kim hóa với các kim loại khác (bao gồm molypden, niken hoặc titan) để tăng khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt của một bộ phận.
– Kim loại mềm:
Kim loại mềm như đồng thau, đồng đỏ, titan và đồng cung cấp nhiều đặc điểm vật lý hấp dẫn cho các ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, kim loại mềm — đặc biệt là những kim loại có hàm lượng đồng cao — thực sự có thể khó gia công hơn do đồng có độ dẻo cao. Gia công kim loại mềm có thể góp phần làm tăng nhiệt tích tụ tại vị trí cắt, mài mòn dụng cụ nhiều hơn và tạo ra vết xước (tích tụ keo trên lưỡi cắt của dụng cụ). Cụ thể, titan cũng kém cứng hơn các kim loại khác và do đó cần phải kẹp chặt phôi để đảm bảo độ chính xác và độ chuẩn xác. Tất cả các yếu tố này có thể góp phần làm tăng chi phí gia công đối với kim loại mềm.
Lời kết
Lựa chọn vật liệu phù hợp cho ứng dụng gia công CNC của bạn là điều quan trọng. Cần xem xét nhiều yếu tố, bao gồm độ bền, độ cứng, khả năng gia công, chi phí và tính thẩm mỹ. Bạn nên tham khảo ý kiến của một chuyên gia gia công CNC để có được lời khuyên tốt nhất về lựa chọn vật liệu cho nhu cầu cụ thể của bạn.
Xem thêm:
