Những yếu tố cần xem xét khi chọn vật liệu gia công CNC
-
Tính chất cơ học bao gồm độ cứng, độ bền kéo, khả năng chịu va đập và mài mòn trong quá trình sử dụng.
-
Tính chất nhiệt thể hiện qua khả năng chịu nhiệt độ cao, độ dẫn nhiệt và mức giãn nở khi gia nhiệt.
-
Khả năng gia công phụ thuộc vào độ dễ cắt gọt, tiện, phay và mức độ làm mòn dao cụ trong quá trình sản xuất.
-
Môi trường sử dụng yêu cầu vật liệu phải thích nghi tốt với điều kiện như độ ẩm cao, hóa chất ăn mòn hoặc môi trường ngoài trời.
-
Chi phí vật liệu được tính dựa trên giá thành mỗi kg, mức hao hụt khi gia công và hiệu quả kinh tế khi sản xuất hàng loạt.
-
Khối lượng sản phẩm ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu nặng hay nhẹ, tùy thuộc vào yêu cầu di chuyển, treo hoặc lắp ráp.
-
Tính thẩm mỹ thể hiện ở độ sáng bóng bề mặt, khả năng anod hóa, mạ phủ hoặc xử lý hoàn thiện để tăng tính thu hút cho sản phẩm.
Các loại vật liệu gia công CNC phổ biến hiện nay
Loại vật liệu |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
Nhôm |
Nhẹ, dễ gia công, dẫn nhiệt tốt |
Độ cứng thấp hơn thép |
Thép |
Cứng, bền, chịu lực cao |
Gia công khó hơn nhôm |
Thép không gỉ |
Chống gỉ, bền, thẩm mỹ |
Mòn dao nhanh, cần máy mạnh |
Đồng |
Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt |
Dễ dính dao, mềm |
Đồng thau |
Dễ gia công, thẩm mỹ cao |
Giá cao hơn nhôm |
Titan |
Nhẹ, siêu bền, chịu nhiệt |
Khó cắt, giá rất cao |
nhựa POM |
Cứng, chống mài mòn, gia công tốt |
Giá cao hơn nhựa thông thường |
nhựa PTFE |
Chịu nhiệt, chống dính, chịu hóa chất |
Mềm, khó gia công mịn |
nhựa Nylon |
Dẻo, chịu va đập |
Hấp thụ ẩm cao |
nhựa PVC |
Giá rẻ, chống hóa chất |
Giòn, dễ nứt khi cắt |
nhựa Acrylic |
Trong suốt, dễ tạo hình |
Dễ nứt khi va đập mạnh |
Cách chọn vật liệu gia công CNC phù hợp với từng sản phẩm và ứng dụng
Ứng dụng |
Yêu cầu vật liệu |
Gợi ý chọn vật liệu |
Chi tiết chịu lực |
Cứng, bền, chịu mài mòn |
Thép C45, Thép hợp kim, Nhôm 7075 |
Sản phẩm cần trọng lượng nhẹ |
Nhẹ, dễ cắt |
Nhôm 6061, POM, Nylon |
Môi trường ẩm, có hóa chất |
Chống ăn mòn, chống hóa chất |
Inox 304/316, PTFE, PVC |
Sản phẩm cần tính thẩm mỹ cao |
Màu sắc đẹp, dễ đánh bóng |
Nhôm anod hóa, Đồng thau, Acrylic |
Chi tiết điện, dẫn điện |
Dẫn điện tốt |
Đồng, Nhôm, Graphite |
Chi tiết máy cần chống ma sát |
Trơn, chịu mài mòn |
POM, PTFE, Nylon |
Khi chọn vật liệu gia công CNC cần lưu ý các vật liệu nào ?
Vật liệu |
Khó khăn khi gia công |
Cách khắc phục |
Titan |
Mòn dao nhanh, dễ cháy |
Dùng dao phủ PVD, tốc độ thấp, nhiều dung dịch làm mát |
Inox 316 |
Cứng, sinh nhiệt lớn |
Dao hợp kim, tốc độ thấp, dùng máy công suất cao |
Đồng nguyên chất |
Dính dao, mềm |
Lưỡi cắt sắc, bôi trơn liên tục |
nhựa PTFE |
Mềm, dễ cong vênh |
Dùng dao sắc bén, giảm tốc độ trục dao |
Những cân nhắc khi chọn vật liệu gia công CNC
- Đừng chọn vật liệu quá đắt nếu chỉ làm mẫu thử, với mẫu prototype, hãy dùng nhôm 6061 hoặc nhựa POM thay vì inox hay titan để tiết kiệm chi phí.
- Chọn đúng theo mục đích cuối cùng ví dụ nếu nhựa POM cho chi tiết trượt sẽ bền hơn nhôm trong thời gian dài.
- Tham khảo bảng dữ liệu kỹ thuật để biết độ bền kéo, độ cứng, nhiệt độ làm việc tối đa của từng vật liệu.
- Lắng nghe phản hồi từ xưởng gia công bởi đôi khi vật liệu quá cứng hoặc quá mềm có thể làm hư hỏng máy hoặc mòn dao rất nhanh.
- Tối ưu khối lượng nếu sản phẩm cần di động chẳng hạn nhôm hoặc composite nhẹ sẽ giúp giảm tải trọng cho thiết bị.
Chọn vật liệu đúng không chỉ là yếu tố kỹ thuật mà còn là bài toán kinh tế, thẩm mỹ và tối ưu vận hành. Dù bạn là người thiết kế hay điều hành sản xuất, hãy luôn cân nhắc kỹ yêu cầu sử dụng cuối cùng, khả năng gia công, chi phí sản xuất, và độ bền vật liệu.