6 facteurs essentiels pour choisir métaux durs vs tendres en usinage CNC

Les options alternatives sont de bonnes choses à avoir, alors qu'il est préférable d'avoir un objectif clair pour un prochain projet d'usinage CNC, et vous devez choisir un matériau qui y sera appliqué, ce qui peut être une clé essentielle dans un processus de production, et aussi cela pourrait être coûteux, dans l'article suivant je vous montrerai 6 facteurs pour vous considérer ce que vous devez choisir entre un métal dur ou tendre pour l'usinage CNC.

• Propriétés des métaux en usinage CNC

Avant de choisir un métal pour votre CNC, nous devrions connaître la performance du matériau quand différentes forces sont appliquées. Les principales propriétés mécaniques clés pour le métal à considérer sont :

• Résistance (métaux durs)
• Élasticité (les métaux durs tendent à être plus élastiques que les métaux tendres)
• Dureté (métaux durs)
• Magnétique (acier)
• Ductilité (métaux tendres)
• Tenacité à la rupture (tous les métaux ont la plus haute gamme de ténacité à la rupture, mais elle varie du tendre au dur étant le plus tenace)
• Densité (varie allant du tendre au dur sur l'échelle de densité)
• Amortissement (les métaux durs tendent à avoir de faibles capacités d'amortissement)

S'il y a un matériau au-dessus de votre besoin, il est suggéré de faire des recherches pour obtenir les évaluations de propriétés réelles par matériau. Ou vous consultez juste notre page matériaux pour usinage CNC pour une liste complète de tous les matériaux dont vous pourriez avoir besoin.

• Propriétés d'usure et de fatigue pour les métaux

Faites un choix selon votre pièce usinée visée. Il y a certains facteurs que vous devriez considérer avant de choisir entre un métal dur ou tendre. Listons les propriétés de fatigue les plus importantes à considérer.

Résistance à la fatigue et ténacité : C'est la contrainte qu'un matériau peut supporter dans un certain nombre de cycles. Ces changements ont été largement étudiés pour aider à sélectionner les matériaux appropriés pour répondre à vos exigences d'utilisation finale. En fait, selon la recherche sur ce sujet, « la fatigue est estimée à environ 90% de toutes les défaillances métalliques. » Les défaillances arrivent rapidement et sans avertissement, donc nous mesurons généralement la résistance à la fatigue par la moyenne des ratios. Lors de la sélection des matériaux, si vous savez que vos pièces subiront de multiples cycles de contrainte, nous recommandons d'évaluer le niveau de résistance à la fatigue.

Cycle environnemental : Il y a beaucoup de ressources pour les tests de cycle environnemental. Dans la plupart des cas, il est placé dans un environnement régulé et soumis à des températures hautes et basses, humidité haute et basse, cyclage thermique, et tests de choc thermique.

— Métaux qui peuvent endurer hautes températures : Titane et acier inoxydable.

— Métaux qui peuvent maintenir la ductilité à basses températures : cuivre et aluminium.

La résistance au fluage est définie comme la capacité d'un matériau à résister au « fluage », qui fait référence à la tendance d'un matériau à se déformer sur une longue période de temps — résultant en un haut niveau de résistance. Le rayonnement standard d'un matériau déformé, parce qu'il peut changer avec le temps. Nickel, titane, et acier inoxydable ont la plus haute résistance à la déformation des métaux. L'aluminium a une température de fusion extrêmement basse et n'est pas recommandé pour l'utilisation dans les applications aérospatiales.

• Résistance à la corrosion (oxydation) des métaux

En raison de la réaction chimique du métal avec l'environnement environnant, la corrosion du métal est la dégradation ou l'oxydation. Il y a beaucoup de raisons pour la corrosion du métal, principalement toute corrosion de métal. L'acier inoxydable corrode très lentement, donc c'est le meilleur choix pour vous si vous vous inquiétez de la corrosion.

Une alternative à l'acier inoxydable est l'aluminium anodisé. Cette méthode est utile pour réduire la corrosion et est une finition très durable. Puisque l'anodisation est un service annexe, cela peut augmenter le délai de livraison de votre projet, donc cela peut ne pas avoir de sens pour les besoins de votre projet.

• Propriétés thermiques des métaux

Nous l'avons touché un peu, mais le métal réagit très différemment sous pressage à chaud. Les métaux peuvent se dilater, fondre, et conduire l'électricité, pour n'en nommer que quelques-uns des changements que nous explorerons.

• Fabriquabilité des métaux

Pour la fabriquabilité, chaque fournisseur ou partenaire de fabrication peut avoir un ensemble différent d'exigences basées sur leurs capacités. Si vous trouvez que votre pièce ne peut pas être usinée et que votre conception de pièce a peu de flexibilité, vous pourriez avoir besoin de changer la méthode de fabrication vers l'impression 3D, qui fournit des solutions uniques en métal et plastique. La bonne nouvelle est que si vous décidez de traiter votre pièce et téléchargez un devis, nous chez JTR Protolabs vous fournirons presque instantanément un retour de conception pour la fabricabilité (DFM) pour chaque devis.

Dans l'analyse de devis, vous pouvez accéder à des images 3D interactives de la conception de la pièce, ce qui vous permet d'examiner la géométrie de la pièce et d'estimer tout problème potentiel de conception comme l'épaisseur de paroi, rainures étroites, tolérances, filetage, et traitement de trous.

• Coût des métaux

Le dernier dans la liste des facteurs importants à vérifier avant de sélectionner les matériaux est le coût. Cela peut ne pas vous surprendre, mais si vous avez plus d'exigences de propriétés ou besoins, alors vous pouvez payer plus pour le matériau. Si vous pouvez peser certaines des caractéristiques ci-dessus, l'aluminium est un matériau d'usinage économique. Peut vous faire gagner du temps et de l'argent.

Il y a beaucoup de choses à démêler ici, mais nous espérons que vous avez maintenant une meilleure compréhension des compromis entre métaux durs et tendres pour commencer votre prochain projet d'usinage. Si vous avez encore des questions, nous vous suggérons de contacter notre équipe d'ingénieurs expérimentés pour des conseils.