为您的 CNC 加工项目选择合适的材料

计算机数控 (CNC) 加工是一种多功能、高精度的传统制造工艺，非常适合复杂零件的中到大批量生产。 CNC 加工是一种减材工艺，这意味着机器会削减一块坚固的材料来制造成品零件，而不是像增材制造方法那样逐渐沉积材料。通过 CNC 加工，制造商可以快速生产用于特定应用的原型和耐用部件。

材料选择在任何制造过程中都是极其重要的部分，但工程师和产品团队在选择用于 CNC 加工的材料时必须特别勤奋。由于此过程与多种材料兼容——从金属到玻璃纤维再到木材——很容易错误地选择一种对项目来说足够但不是最适合的材料。在本文中，我们将讨论 CNC 加工材料选择的关键注意事项，并概述一些常见的选项。

选择CNC加工材料的关键考虑

在进入材料选择的细节之前，产品团队必须首先评估他们的项目需求。首先考虑这四个问题：

1。零件将如何使用？

工程师必须考虑其零件的最终用途和使用地点，因为这些因素将对材料选择产生重大影响。比如不锈钢和碳钢都适合CNC加工，但只有不锈钢天然耐腐蚀。在这里选择错误的钢材会影响零件的使用寿命。 FDA、FAA 以及任何行业特定的法规也应该是首要考虑因素。

2。体重重要吗？

如果零件必须很轻——这是制造汽车和航空航天应用时的常见要求——有很多低密度金属可供选择。如果制造商愿意牺牲强度，他们也可能会考虑使用 ABS 等塑料来减轻重量。

3。零件是否需要高强度或耐热性？

强度可以通过许多不同的方式来测量（抗拉强度、耐磨性等），因此工程师应该确定他们的部件需要什么样的强度——以及它的重要性。这些参数将影响可行材料池的大小。同样，温度要求从一开始就将某些材料排除在外。工程师还应该考虑他们的零件是否会暴露在波动的温度下，因为几乎所有材料都会随着温度变化而膨胀或收缩。

4。项目预算是多少？

材料成本几乎总是影响材料选择。大多数产品团队的目标是选择一种材料，以最大限度地提高所需的材料特性和性能，同时最大限度地减少支出。材料成本在 CNC 加工方面尤为重要，因为此过程会产生相对大量的废料。某些材料（例如特种金属）非常昂贵，考虑到废旧材料的产量，这可能会对整个项目的成本效率产生重大影响。工程师在做出任何最终决定之前应仔细评估他们的预算。

5种常见的CNC加工材料

由于任何足够硬的材料（金属或塑料）都可以用于 CNC 制造，因此产品团队的选择被宠坏了。这份简短的清单简要介绍了当今 CNC 制造中使用的一些最常见的材料。

1。铝

铝合金易于大批量加工，具有良好的强度重量比，以及高导热性和导电性。它们还具有天然的耐腐蚀能力。铝6061是一种多用途铝合金，常用于CNC加工。它通常存在于汽车零件、自行车零件、体育用品和其他娱乐用品中。这种材料是高度可加工的；但是，它可能比其他金属更贵，并且在存在盐水或某些化学物质的情况下不能很好地支撑。铝 7075 是 6061 的升级版。它是航空框架和高性能娱乐设备的理想选择，是市售最强的铝合金。

2。不锈钢

不锈钢合金强度高，不易变形、磨损和腐蚀。 303 不锈钢包含硫以改善机械加工性，但这种材料有许多工程师必须牢记的限制。

303 不能冷成型、热处理或焊接，在 CNC 制造过程中必须特别注意速度/进给量和切削刀具的锋利度。也就是说，303 可制造出色的螺母、螺栓、非船用级配件、轴和齿轮。

304不锈钢是一种非磁性的通用钢，用于CNC加工，以其韧性而闻名。它像 303 一样易于加工且耐腐蚀，但可以焊接。 304 非常适合广泛的消费和工业应用、厨房配件、水箱和管道、建筑等。由于添加了钼，316 不锈钢比 304 或 303 更耐腐蚀。它坚固、可焊接，是为数不多的船用级不锈钢之一。

由于仅凭肉眼无法区分不锈钢，因此工程师应确保对原材料进行测试，以确认他们使用的钢材的特性。

3。碳钢

碳钢 1045 是一种低碳钢。制造商经常使用这种材料进行加工，因为它比大多数不锈钢便宜，但更坚固、更坚韧。 1045易于机加工，可焊接，可硬化或热处理达到各种硬度。

这种材料非常适用于螺母、螺栓、齿轮、轴、连杆和其他坚固的小型机械零件。 1045也可用于建筑应用，但必须进行表面处理以防生锈和腐蚀。

4。钛

钛以其高强度、韧性和耐腐蚀性而闻名，通常用于制造最苛刻的航空航天、军事和工业应用的零件。这种材料还具有生物相容性，适用于医疗器械制造。

然而，钛比任何其他商业形式的金属都贵，不能很好地抛光，而且是一种不良的电导体。工程师还应该意识到，钛的加工难度很大，需要特殊的刀具。

5。尼龙

尼龙是一种通用的低摩擦热塑性塑料，通常用作 CNC 制造零件中金属的替代品。这种材料坚硬、坚固、耐冲击、耐化学腐蚀，但具有惊人的弹性。尼龙对添加剂和填料反应良好，因此工程师可以随意操纵这种材料以实现其所需的性能。

尼龙的流行应用包括电气成型、燃料系统部件、齿轮、食品包装、织物等。然而，尼龙容易吸收水分，这可能会对零件的尺寸稳定性产生负面影响。

听取专家关于材料选择的建议

这不是一份详尽的清单，但很明显，CNC 加工是一种极其通用的制造工艺，需要对项目要求进行全面评估，以便选择最适合相关零件的材料。尽管如此，实现成本、质量和时间的理想平衡仍然具有挑战性。

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