Comment choisir les bons matériaux pour vos pièces usinées CNC personnalisées

La polyvalence est l'un des principaux avantages de l'usinage CNC. En effet, le fraisage et le tournage CNC de précision peuvent générer avec succès des produits finis à partir d'une large gamme de matières premières. Cela offre aux ingénieurs concepteurs de nombreuses possibilités pour développer des prototypes et des produits commerciaux.

La majorité des pièces tournées et fraisées CNC sont composées de métal. En raison de sa résistance et de sa rigidité, le métal peut supporter l'enlèvement rapide de matière induit par les instruments contemporains. Commençons par explorer les métaux les plus populaires utilisés pour l'usinage CNC.

Considérations sur les matériaux d'usinage CNC

Humidité

Certains métaux sont naturellement résistants à la corrosion, tandis que d'autres nécessitent une peinture, un placage ou une anodisation.

Force

Les ingénieurs produit s'inquiètent de :

Résistance à la traction : Dans quelle mesure le matériau résiste-t-il à une force de traction ?

⢠Compression ou support de charge : dans quelle mesure le maériau résiste-t-il à une charge constante ?

â ¢ Ténacité : Quelle est la résistance du matériau ?

⢠Élasticité : A quelle vitesse le maétriau reprend-il sa forme d'origine ?

Tous les matériaux ont des résistances différentes, il est donc important de connaître vos limites de tolérance et de choisir un matériau avec un facteur de sécurité élevé.

Chaleur

Les matériaux chauffés se dilatent et se contractent. Si votre pièce subit plusieurs cycles de chauffage et de refroidissement, cela pourrait l'affecter. Avant de fondre, les pièces chauffées deviennent plus molles et plus flexibles. Pour éviter une défaillance cruciale des pièces, utilisez toujours un matériau thermiquement stable bien au-dessus des températures de travail prévues.

Anticorrosion

La corrosion n'est pas simplement une exposition à l'eau. Tout produit chimique externe peut entraîner une défaillance de la pièce. Huiles, réactifs, acides, sels, alcools, nettoyants, etc. Vérifiez la résistance chimique de votre métal.

Usinabilité

Certains métaux et fibres de carbone sont difficiles à usiner. Les matériaux extrêmement résistants endommagent rapidement les outils de coupe. D'autres doivent gérer la vitesse de coupe et les avances. Certains matériaux sont plus rapides à traiter. L'utilisation d'un métal à usinage rapide pour des cycles de production plus longs peut faire gagner du temps et de l'argent

Toutes les matières premières ont des coûts. Choisissez le matériau le plus fonctionnel et le plus abordable. Cela garantit la durabilité de la pièce finie.

Des métaux largement utilisés pour l'usinage CNC chez DS

Dans cette section, vous découvrirez les différents métaux couramment utilisés dans l'usinage CNC. Ces matériaux sont listés ci-dessous.

L'usinage de l'aluminium est un processus très polyvalent et peut être utilisé pour une variété d'applications. Il est utilisé dans les industries de l'emballage alimentaire, des matériaux de construction, de l'automobile, de l'aérospatiale, de la défense et de l'électroménager ainsi que dans la fabrication de biens de consommation tels que les meubles et les ustensiles de cuisine, voire les jouets.

Aluminium 7075-T5

L'aluminium 7075-T5 est utilisé pour le traitement thermique des alliages d'aluminium. Il est résistant à la corrosion, robuste et léger. Il est électriquement, thermiquement et résistant aux chocs. L'aluminium 7075-T5 est chimiquement résistant au chlore gazeux ou à l'eau salée et aux intempéries. Les applications incluent les arbres d'hélices marins, les boîtes de vitesses et les carters d'arbres d'hélices, les arbres de transmission/essieux automobiles ou les composants de direction/liens de suspension avant, les matériaux de construction pour les ponts et les bâtiments, les équipements miniers comme les perceuses et les pompes, les articles de sport comme les raquettes de tennis et les clubs de golf, les équipements médicaux instruments (comme les endoscopes), les industries de fabrication sur mesure (comme les meubles), etc.

Aluminium 6063-T6

L'aluminium 6063-T6 est un alliage de traitement thermique utilisé pour la fabrication d'alliages d'aluminium. Il a une excellente résistance à la corrosion, une dureté élevée et une faible densité. Le matériau est disponible sous forme de barres ou de feuilles et peut ensuite être coulé en lingots

Aluminium 6061-T6

L'aluminium 6061-T6 est un alliage d'aluminium à haute résistance, léger et résistant à la corrosion qui présente une excellente usinabilité. Il a une bonne soudabilité, formabilité et pénétration de la soudure. Ce matériau convient à une utilisation dans des applications industrielles telles que les machines, les pièces d'avion et les équipements électriques.

Laiton

Le laiton est un alliage métallique de cuivre et de zinc dont les proportions sont déterminées par le point de fusion et l'acidité. Usinage CNC en laiton fraise le métal avec une machine contrôlée par ordinateur. Les perceuses, machines ou scies rotatives coupent le métal. C'est une technique populaire de travail des métaux. Le laiton est doux et facilement usiné en feuilles minces. Il est utilisé pour les bijoux, l'architecture et les ponts.

Laiton C260

Le Brass C260 est une machine rotative robuste avec des fonctions de mouvement à trois axes. Il fonctionne à des vitesses allant jusqu'à 6 000 tr/min et a une précision de 0,001 mm par axe. La machine peut être utilisée pour les travaux de petit et de grand diamètre avec une capacité d'espace de travail de 800 x 400 mm et peut être équipée de divers outils en fonction de la taille du travail à effectuer.

Ce grade est parfois appelé laiton de cartouche en raison de son historique d'utilisation dans les cartouches de munitions. Les autres applications courantes incluent les rivets, les charnières et les noyaux de radiateur.

Laiton C360

Le Brass C360 est une autre machine rotative à usage intensif avec des fonctions de mouvement à trois axes. Il fonctionne à des vitesses allant jusqu'à 6 000 tr/min et a une précision de 0,001 mm par axe. La machine peut être utilisée pour les travaux de petit et grand diamètre avec une capacité d'espace de travail de 800 x 400 mm.

Cuivre C101

Le cuivre C101 est un type d'alliage de cuivre dans lequel la composition chimique du cuivre a été modifiée pour inclure un ou plusieurs éléments supplémentaires. Les additifs les plus courants sont l'étain et le zinc, mais d'autres peuvent également être ajoutés. Le cuivre C101 est utilisé dans une grande variété d'applications, y compris le câblage électrique, la plomberie et les échangeurs de chaleur.

Le cuivre C101 est un métal liquide avec une haute résistance à la corrosion et une excellente conductivité électrique. Il a de bonnes propriétés mécaniques et est facile à travailler. Le cuivre C101 peut être utilisé dans divers domaines, tels que l'électronique, les moteurs électriques, les moteurs magnétiques, les équipements d'éclairage et d'autres domaines.

Acier

L'acier est un acier à outils à haute teneur en carbone qui offre une bonne résistance à l'usure. Il est utilisé pour les outils de coupe, les forets et autres articles nécessitant une résistance élevée, une bonne ténacité et une excellente résistance à l'usure. La structure du grain de ce matériau est similaire à celle que l'on trouve dans de nombreux aciers. Cela signifie qu'il peut être usiné avec des outils de coupe qui ont une finition similaire. Il présente également de bonnes caractéristiques d'usinabilité, ce qui signifie qu'il ne subira pas de traitement thermique aussi facilement que d'autres aciers.

L'acier 1008 est disponible sous forme à chaud et sous forme de tôles laminées à froid. La forme à chaud est recuite avant usinage tandis que la tôle laminée à froid n'est pas recuite. Cela affecte la finition de surface de l'acier et sa capacité à tenir un bord lorsqu'il est fini avec un outil de rodage ou une pierre à aiguiser.

L'acier 1018 est un acier faiblement allié avec une bonne résistance à l'usure et une bonne durée de vie. Il a une bonne résistance à la corrosion et des propriétés de coupe tranchantes.

L'acier 1020 est un acier faiblement allié à haute résistance avec une bonne résistance à la corrosion et d'excellentes propriétés de formage à chaud. Il peut être facilement usiné à l'aide d'outils manuels et il peut également être transformé en aciers faiblement alliés à haute résistance ou en aciers inoxydables ou en aciers au carbone.

L'acier 1045 est un acier faiblement allié à résistance moyenne à élevée avec de bonnes propriétés de formage à chaud et une bonne résistance à la corrosion. Il a une excellente ténacité à température ambiante et peut être facilement usiné à l'aide d'outils manuels, mais lorsqu'il devient chaud, il devient cassant.

Acier 430F

L'acier 430F est un acier à carbone moyen qui offre une excellente résistance et résistance à l'usure. Il a une bonne usinabilité, soudabilité et résistance à la corrosion. L'acier 430F peut être utilisé pour une variété d'applications, notamment : l'outillage, les outils de coupe, les couteaux, les perceuses, les engrenages et les matrices.

Acier 4130

Le 4130 est un alliage de chrome (50%) et de molybdène (20%). Il est utilisé dans les aciers faiblement alliés à haute résistance qui ont une résistance à la traction élevée, un faible allongement et une excellente ténacité.

Acier 4140

Le 4140 est un alliage de nickel (35%), de chrome (17%), de manganèse (10%) et de nickel (10%). Il a une bonne usinabilité, soudabilité et résistance à la corrosion. Les caractéristiques de cet alliage le rendent approprié pour une utilisation dans des pièces de machines telles que des arbres et des engrenages avec des charges plus élevées.

Acier 40CrMo

Le 40CrMo est un alliage de chrome (40%), de carbone (10%) et de molybdène (10%). Ce matériau possède d'excellentes propriétés mécaniques en raison de sa combinaison de dureté élevée, de résistance à l'usure et de ténacité avec une résistance à la traction élevée qui le rend idéal pour les engrenages.

42CrMo est également une sorte de matériau à haute résistance. Ce produit est principalement utilisé dans la construction de trains à grande vitesse, d'avions, d'automobiles et d'autres industries ainsi que dans la production de diverses pièces de précision.

L'acier 12L14 est une nuance d'acier faiblement allié, contenant du manganèse, du silicium et du molybdène. Il est largement utilisé pour la fabrication de matrices de moulage sous pression et à d'autres fins. Les propriétés physiques varient en fonction de la composition chimique.

L'acier 12L15 est une nuance d'acier faiblement allié, contenant du chrome et du molybdène. Il est largement utilisé pour les moulages sous pression et d'autres applications nécessitant une résistance et une ténacité élevées à des températures élevées. Les propriétés physiques varient en fonction de la composition chimique.

Acier inoxydable 304

L'acier inoxydable 304 est l'un des aciers inoxydables les plus polyvalents et les plus largement utilisés. Il a une bonne résistance à la corrosion dans de nombreux milieux, y compris l'eau douce et salée, la plupart des produits chimiques industriels et des produits alimentaires. Il a de bonnes propriétés mécaniques, mais n'est pas aussi solide que certaines autres qualités d'acier inoxydable.

L'acier inoxydable 304L est une version à faible teneur en carbone de l'acier inoxydable 304 avec moins de carbone que le grade 304 ordinaire. Cela facilite la fabrication, le soudage et le polissage que le grade 304 ordinaire sans aucune perte de résistance ou de résistance à la corrosion. Il peut également être utilisé dans des applications où des températures élevées sont attendues, telles que les boulons de collecteur d'échappement, les boulons de turbocompresseur et les goupilles d'aubes de turbine.

L'acier inoxydable 304F est un acier inoxydable austénitique au chrome-nickel qui combine la résistance à la corrosion des alliages austénitiques au chrome-nickel avec la résistance des alliages ferritiques à base de fer. Cela le rend très attrayant pour les applications où une résistance élevée à des températures élevées est requise, telles que les pièces de four, les tubes d'échangeur de chaleur, les tubes de générateur de vapeur et les cuves sous pression de réacteur nucléaire.

Acier inoxydable 316

L'acier inoxydable 316 est un alliage austénitique résistant à la corrosion avec du chrome comme constituant principal. Il a une excellente combinaison de formabilité, de résistance et de ténacité. La désignation 15-5-3 indique une composition de 15 % de chrome, 5 % de molybdène et 3 % de nickel. Ce matériau a une excellente résistance aux piqûres et à la corrosion caverneuse dans les solutions de chlorure. Il est également utilisé dans des environnements sévères où une résistance élevée associée à une bonne résistance à la corrosion sont requises.

Acier inoxydable 316L

L'acier inoxydable 316L est similaire à l'acier inoxydable 316 mais contient une faible teneur en carbone (0,030%). L'acier inoxydable 316L est utilisé lorsque la soudabilité est nécessaire sans sacrifier la résistance à la corrosion ou la résistance.

Acier inoxydable 316F

L'acier inoxydable 316F est similaire à l'acier inoxydable 316 mais contient 1 % de molybdène au lieu de 5 %. Il a une meilleure résistance aux piqûres que l'acier inoxydable 316 et peut être utilisé à des températures élevées jusqu'à 1800 degrés Fahrenheit (980 degrés Celsius).

Acier inoxydable 303

L'acier inoxydable 303 est un type d'acier inoxydable 18-8. C'est l'un des types d'acier inoxydable les plus populaires, en raison de sa haute résistance à la corrosion, de son excellente formabilité et de ses propriétés mécaniques exceptionnelles.

L'acier inoxydable 303 a une résistance élevée à la traction, une bonne ténacité et une excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure. L'alliage a une conductivité thermique élevée et une faible température de déformation thermique. Le matériau est également très résistant à la corrosion atmosphérique, notamment en atmosphère marine. La résistance à la corrosion peut être améliorée par l'ajout de molybdène et d'azote.

L'acier inoxydable 303 ne réagit pas avec les aliments ou les boissons d'aucune sorte.

Acier inoxydable PH17-4

L'acier inoxydable PH17-4 est un acier au chrome-molybdène à haute teneur en carbone avec une limite d'élasticité minimale de 110 000 psi et une résistance à la traction de 140 000 psi. Il est utilisé dans l'industrie aéronautique pour de nombreuses applications structurelles où une résistance élevée, une bonne résistance à la corrosion et des propriétés à haute température sont requises. L'alliage est également connu sous le nom d'acier inoxydable P-1, P-11 ou 18/8.

Super alliage

Super Alloy est un alliage supérieur. Ce métal de haute qualité est utilisé dans la fabrication de dispositifs médicaux, d'avions et d'automobiles. Le matériau est également appelé "Super Titanium".

Les propriétés du super alliage le rendent populaire dans de nombreuses industries, y compris celles qui nécessitent des matériaux solides et légers.

Les principaux composants du Super Alloy sont le titane, le zirconium et l'hafnium. Ces éléments sont combinés avec du fer, de l'aluminium et du vanadium pour créer un métal avec un point de fusion et une résistance à la traction élevés.

Le super alliage peut être trouvé dans de nombreux types de produits différents, notamment :

Moteurs d'avion

Navettes spatiales

Pièces automobiles

Le super alliage présente un certain nombre d'avantages par rapport aux alliages traditionnels à base de fer tels que la fonte et les aciers au carbone. Ceux-ci inclus:

Haute résistance à haute température;

Haute résistance à l'usure et à la corrosion;

Faible coefficient de dilatation thermique ;

Haute conductivité électrique ;

Haut module d'élasticité;

Bonne ductilité à température ambiante

Alliage de titane

L'alliage de titane est une combinaison de titane et d'autres métaux. L'élément d'alliage le plus courant est l'aluminium, qui représente jusqu'à 60 % du poids total. D'autres éléments d'alliage comprennent le vanadium et le molybdène.

Les propriétés des alliages de titane varient considérablement en fonction des types et des quantités d'éléments d'alliage utilisés. Les alliages de titane sont généralement plus solides, plus légers et plus résistants à la corrosion que le titane pur.

COUP D'OEIL

Le PEEK est une forme hautement cristalline de polyéther éther cétone (PEEK). C'est un polymère semi-cristallin disponible en feuille, tige et tube.

Le PEEK a une température de transition vitreuse d'environ 140°C et un point de fusion d'environ 400°C. Le PEEK a une bonne résistance chimique à la plupart des milieux corrosifs, y compris les acides, les alcalis et les alcools. Il a également une bonne résistance à la chaleur, aux rayons ultraviolets et aux rayons gamma.

Le PEEK possède d'excellentes propriétés mécaniques, notamment un module élevé (résistance à la traction) à des températures élevées, un faible fluage sous charge, une résistance à la traction élevée à basse température (faible coefficient de dilatation thermique), une faible absorption d'eau, une excellente stabilité dimensionnelle et une résistance élevée à l'abrasion.