Quais os principais materiais que são utilizados na usinagem?

A usinagem CNC pode produzir peças de quase qualquer metal ou plástico. Devido a esta ampla gama de materiais disponíveis, a seleção do material certo para sua aplicação pode ser um desafio.

A usinagem de precisão é usada para criar peças complexas que podem ser usadas em inúmeras aplicações. As diversas necessidades de seus clientes exigem que as oficinas mecânicas tenham a capacidade de trabalhar com uma variedade de materiais diferentes sem sacrificar a qualidade das peças que produzem. Os operadores podem, portanto, ter que trabalhar com várias matérias-primas.

Devido ao grande número de materiais que podem ser usinados, eles foram agrupados em diferentes tipos, que podem ser divididos em diferentes fórmulas ou ligas com propriedades exclusivas.

Você decidiu usar a usinagem CNC para sua produção de peças? Se você fez isso, provavelmente fez uma ótima escolha, considerando o número de opções de materiais CNC que você tem à sua disposição para dar vida ao seu produto personalizado. Para começar, a usinagem CNC é um processo de fabricação altamente preciso e repetível usado para protótipos e peças de produção. 

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Além disso, é um processo subtrativo que envolve o corte de material de um bloco sólido usando ferramentas de corte controladas por computador, como brocas e tornos. Como resultado, você tem uma peça de qualidade profissional adequada para uso mecânico.

Uma das maiores vantagens da usinagem CNC é a versatilidade do material. Isso ocorre porque o processo pode usar ligas de alumínio e aço como matérias-primas, bem como uma ampla gama de metais de engenharia. Além disso, é usado para cortar plásticos de alta qualidade.

Você pode tratar muitos desses materiais de usinagem CNC com uma variedade de opções de acabamento após a usinagem. Na maioria dos casos, essa ampla gama de opções oferece essa flexibilidade. No entanto, há também aquele dilema adicional que vem com tantos materiais de usinagem CNC à sua disposição.

Para fazer seu projeto de usinagem CNC valer a pena, você deve conhecer a maioria, senão todos, os materiais CNC à sua disposição. Neste artigo, vamos mostrar os materiais mais utilizados na usinagem, em termos de propriedades mecânicas e térmicas. 

Para obter orientações sobre como projetar peças para usinagem CNC e dicas úteis para ajudá-lo a ficar dentro do orçamento, você pode consultar nossos artigos anteriores aqui.

O processo de seleção de materiais

Aqui estão as etapas básicas do processo de seleção de materiais:

Etapa 1. Defina os requisitos de material: Eles podem incluir requisitos mecânicos, térmicos ou outros requisitos de material, bem como custo e acabamento de superfície. Considere o ambiente em que a peça será usada e os componentes com os quais ela interagirá.

Etapa 2. Identificar materiais candidatos: Identifique alguns materiais candidatos que atendem a todos (ou a maioria) dos requisitos de projeto.

Etapa 3. Selecione o material mais adequado: Normalmente, é necessário um compromisso aqui entre dois ou mais dos requisitos do projeto (por exemplo, desempenho mecânico e custo).

Usando as informações apresentadas a seguir, você pode identificar os materiais mais adequados para sua aplicação, mantendo seu projeto dentro do orçamento.

Diretrizes de seleção de materiais para usinagem

Resumimos as características relevantes dos materiais CNC mais comuns, materiais de metal e plástico foram agrupados e comparados uns com os outros, pois suas propriedades diferem muito. Os metais são usados ​​principalmente em aplicações que requerem alta resistência, dureza e resistência térmica. Os plásticos são materiais leves com uma ampla gama de propriedades físicas, frequentemente usados ​​por sua resistência química e propriedades de isolamento elétrico.

As propriedades dos materiais de interesse foram a resistência mecânica (expressa como resistência à tração), a usinabilidade (a facilidade de usinagem afeta os preços CNC), o custo do material, a dureza (principalmente para metais) e a resistência à temperatura (principalmente para plásticos). 

Materiais de Usinagem

Às vezes pode ser difícil decidir que tipo de materiais de usinagem você precisa usar para o seu produto. Precisa ser maleável? Deve possuir propriedades resistentes à corrosão? 

Esses são os tipos de perguntas que devem ser feitas nos estágios iniciais da produção de sua aplicação ou equipamento. Nosso guia inclui informações sobre os materiais de usinagem mais comuns, suas propriedades e para quais tipos de aplicações cada material é geralmente usado.

Latão

O latão, conhecido por sua estabilidade e baixa resistência, é um dos materiais mais fáceis e econômicos de se usar. Esse tipo de usinagem é usado em uma ampla variedade de aplicações e indústrias, alguns dos quais incluem médicos, bens de consumo e elétricos. 

Devido ao baixo coeficiente de atrito e às propriedades de alta resistência à corrosão dos acessórios de latão , eles também podem ser usados ​​para aplicações em engenharia ou em indústrias de encanamento e trabalho com vapor. Rolamentos, acessórios para tubos, acessórios de compressão, instrumentos musicais e várias outras peças personalizadas também são criados por materiais de latão usinados.

Ligas de cobre

Reconhecido por ser o melhor condutor elétrico, o cobre é adequado para produtos como sistemas de refrigeração e trocadores de calor na indústria automotiva. O cobre tem propriedades de alta resistência à corrosão que dificultam a oxidação desse tipo de material. 

Suas propriedades de condutividade térmica permitem uma modelagem mais fácil durante a usinagem CNC. As peças usinadas de cobre são frequentemente usadas para aplicações de engenharia, como válvulas, tubos hidráulicos e radiadores.

Materiais como Alumínio

A usinagem CNC de peças de alumínio pode ser concluída mais rapidamente do que outros metais, tornando-os o material usinado mais econômico. Essas peças específicas formam uma camada protetora extra quando expostas à atmosfera, o que fornece força extra e resistência à corrosão. 

O alumínio é mais bem usado na criação de engrenagens de alumínio, eixos estriados, engrenagens helicoidais e outras peças semelhantes.

Aço

A maioria das ligas de aço (1018, 1215, 12L14, 1215 Bi) são cementadas e projetadas para excelente usinabilidade. Este material é normalmente usado para peças que requerem melhor conformabilidade e soldas mais fortes, como produtos comerciais.

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A liga de aço 1137 é endurecida diretamente e é frequentemente usada para aplicações de maior tensão, incluindo engrenagens, eixos e pinos.  

Liga de aço

Muitas ligas de aço são usinadas para aplicações de alta tensão, bem como aplicações em rolamentos. Este material está sujeito a endurecimento direto e cementação. Dependendo do tipo de liga de aço, este material também pode ser tratado termicamente.

Aço inoxidável

Existem várias ligas de aço inoxidável e muitas podem ser tratadas termicamente e possuem propriedades resistentes à corrosão. 

Enquanto algumas ligas de aço inoxidável são usinadas para equipamentos cirúrgicos e hardware eletrônico, outras são úteis para aplicações que requerem mais confiabilidade e soldabilidade. Este material também é a melhor escolha para componentes nas indústrias aeroespacial e automotiva.

Materiais como Titânio

O alto ponto de fusão do titânio torna este material uma opção perfeita para várias 

indústrias e aplicações. Este material também é resistente à corrosão e protege contra dúctil e sal e água. 

Embora biocompatível e leve, o titânio é um material forte e robusto frequentemente usado para aeronaves e implantes médicos.

Plásticos

Existem três formas de plásticos usinados: PVC, náilon e Delrin. Todos os três tipos podem ser usinados para isoladores. Rolamentos e produtos de curto prazo para moldes por injeção são feitos de náilon. 

Embora muito semelhante ao náilon em cores e propriedades, Delrin oferece melhor usinabilidade.

Concluindo, como cada um desses tipos de materiais possui propriedades específicas, é importante escolher qual deles será utilizado para usinar uma peça com base no seu uso. Desta forma, a durabilidade e o desempenho de cada peça fabricada estarão sempre no seu melhor.

Se você ainda precisa de mais orientações ou precisa de um material usinado para seu produto ou aplicação,  entre em contato conosco hoje!

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