Schlüsselfaktoren, die während des CNC-Materialauswahlprozesses zu berücksichtigen sind

CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) ist eine Familie von subtraktiven Fertigungsverfahren, bei denen computergesteuerte Bearbeitungsstationen verwendet werden, um Teile aus einem größeren Materialblock durch eine Kombination aus Schneiden, Bohren, Fräsen und anderen Vorgängen zu formen.

Ein wesentlicher Vorteil des Bearbeitungsprozesses besteht darin, dass er mit einer breiten Palette von Materialien kompatibel ist, von Kunststoff und Holz bis hin zu Metall und Glasfaser. Die Tatsache, dass viele Materialien bearbeitet werden können, sollte jedoch keine Entschuldigung dafür sein, ein Material nur aufgrund seiner Erschwinglichkeit oder ästhetischen Vorteile auszuwählen – Sie müssen dennoch alle relevanten Faktoren sorgfältig gegen Ihre Projektanforderungen abwägen.

Titan zum Beispiel ist stark, langlebig und rostbeständig, weshalb es in medizinischen Implantaten und Luft- und Raumfahrtanwendungen weit verbreitet ist, während Nylon, das eine starke Dimensionsstabilität aufweist und ziemlich verschleißfest ist, gut für Lager und geeignet ist Teile, die Gewicht oder Druck ausgesetzt werden.

Der Materialauswahlprozess sollte mit der Bewertung der Anforderungen der endgültigen Anwendung des Teils beginnen. Indem Sie einfach die absolut wesentlichen Merkmale und Eigenschaften von denen trennen, die lediglich nützlich sind, können Sie den Pool an brauchbaren Materialien schnell auf eine überschaubare Liste destillieren. Dies ist der erste Schritt, um fundiertere Entscheidungen bezüglich der Materialauswahl zu treffen, aber es gibt noch einige andere Überlegungen, die Ihnen helfen können, Ihre besten Optionen einzugrenzen.

Umweltfaktoren

Die Umgebung, in der ein Teil verwendet wird, ist oft ein entscheidender Faktor. Wenn erwartet wird, dass die Komponente in ungewöhnlich heißen oder kalten Umgebungen funktioniert oder Flammen, UV-Strahlung oder aggressiven Chemikalien ausgesetzt wird, muss sie so konstruiert sein, dass sie diesen Bedingungen standhält. Eine Schlüsselkomponente eines effektiven Designs wird die Auswahl des geeigneten Materials für den Job sein.

Materialien in Medizin- und Lebensmittelqualität sind hervorragende Beispiele – sie müssen nicht nur für den persönlichen Gebrauch sicher sein (z. B. garantiert nicht auslaugen), sondern auch ätzenden chemischen Sterilisationen und/oder der Hitze eines Autoklaven standhalten können.

Elektrische Faktoren

Wenn Ihr Teil elektrisch leitfähig oder isolierend sein muss, dann ist die Auswahl des besten Materials für die Aufgabe von größter Bedeutung. Nylon 6/6 ist zum Beispiel ein guter Isolator und Kupfer ist ein ausgezeichneter Leiter, weshalb es wichtig ist, dass jedes für die richtige Anwendung verwendet wird.

Mechanische Faktoren

Die Endanwendung eines Teils sollte die Auswahl des CNC-Materials beeinflussen – insbesondere, wenn die Anwendung Belastungen, Verschleiß oder andere externe Kräfte beinhaltet. Was Sie von starren, langlebigen Edelstahlkomponenten erwarten, unterscheidet sich stark von dem, was Sie von Polycarbonat (PC), HDPE und anderen Metallen wie Messing oder Aluminium erwarten würden.

Die Ermittlung wünschenswerter Eigenschaften wie Zug- oder Druckfestigkeit, Flexibilität, Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit und mehr kann dabei helfen, bestimmte Materialien zu isolieren, die für die Funktion des Teils am besten geeignet sind.

Kosmetische Erwägungen

Das Aussehen mag für viele Produktteams zweitrangig sein, aber für einige Teile ist die Ästhetik von entscheidender Bedeutung – insbesondere für Konsumgüter. Produktteams suchen möglicherweise nach Materialien mit bestimmten kosmetischen Optionen, einschließlich Oberflächenbeschaffenheit, Transparenz oder Farbe.

Kunststoffe sind in der Regel in einer Vielzahl von Farben erhältlich, während die meisten Metalle durch Nachbearbeitung eingefärbt werden können. Darüber hinaus kann eine Oberflächenveredelung – ob hochglänzend oder rutschfest – das Teil oft sowohl aus ästhetischer als auch aus funktionaler Sicht verbessern.

Toleranzen

Die Maßtoleranzen eines Teils wirken sich auf alles aus, von der Materialauswahl bis hin zu CNC-Bearbeitungsdesign, Schneidwerkzeugen und Produktionskosten. Unterschiedliche Materialien reagieren unterschiedlich auf Schnittkräfte, und einige sind von Natur aus einfacher zu bearbeiten. Dies führt zu erreichbaren Toleranzen, die zwischen den Materialien leicht unterschiedlich sind, selbst auf derselben Maschine.

Wenn enge, wiederholbare Toleranzen ein Anliegen sind, ist es wichtig, die möglichen Toleranzen für das ausgewählte Material zu verstehen. Und wenn Maßtoleranzen für ein bestimmtes Teil nicht von entscheidender Bedeutung sind, kann eine Lockerung möglicherweise die Zeit und die Kosten reduzieren, die mit der Bearbeitung des Teils verbunden sind.

Materialkosten

Natürlich sind die Materialkosten ein wichtiger Aspekt für die meisten Produktteams, die oft mit der Entwicklung innovativer Lösungen mit knappen Budgets beauftragt werden. Angenommen, Sie finden das perfekte Material für ein Teil, das Sie entwerfen, aber es ist unerschwinglich teuer. Was machst du?

In einigen Fällen mag die nächstbeste Option offensichtlich sein, aber Sie müssen möglicherweise auch einige Kompromisse eingehen und die Funktionalität, Festigkeit, Härte und andere Faktoren verschiedener Materialien sorgfältig abwägen. Auf diese Weise können Sie das Material oder die Materialien bestimmen, die geeignet sind Ihren spezifischen Projektanforderungen am besten entsprechen.

Optimieren Sie den CNC-Materialauswahlprozess

Ihre Materialauswahl wirkt sich auf fast jeden Aspekt des Produktlebenszyklus aus – vom Prototyping und der Produktion bis hin zur Widerstandsfähigkeit gegen natürlichen Verschleiß in seiner endgültigen Anwendung. Die Materialauswahl ist ein wesentlicher Bestandteil, um sicherzustellen, dass ein Teil wie vorgesehen funktioniert.

In Anbetracht der breiten Palette potenzieller Materialien, die Ingenieuren und Produktteams zur Verfügung stehen, kann ein vertrauenswürdiger Fertigungspartner wie Fast Radius, der Sie durch den Produktauswahlprozess führt, den Prozess erheblich vereinfachen. Unser Team bietet Designoptimierung, Produktentwicklung, Materialtechnik, On-Demand-Fertigung und Fulfillment-Services.

Darüber hinaus sind wir mit eigenen Maschinen und einem Team aus erfahrenen Software-Ingenieuren und Maschinisten ein Branchenführer in der CNC-Bearbeitung – wir treiben die Produktion von Endverbraucherteilen sowie hocheffiziente Multiprozess-Bearbeitungseinrichtungen voran. Kontaktieren Sie uns noch heute, um herauszufinden, wie wir Ihre Vision verwirklichen können.

Sie können mehr über die Bearbeitung von Kunststoffteilen, verschiedene Arten der CNC-Bearbeitung, CNC-Rapid-Prototyping und andere Themen erfahren, indem Sie das Ressourcenzentrum von Fast Radius besuchen.

Sind Sie bereit, Ihre Teile mit Fast Radius herzustellen?

Starten Sie Ihr Angebot