Principais fatores a serem considerados durante o processo de seleção de material CNC

A usinagem de controle numérico computadorizado (CNC) é uma família de processos de fabricação subtrativos que usa estações de usinagem controladas por computador para moldar peças de um bloco maior de material por meio de uma combinação de corte, mandrilamento, fresamento e outras operações.

Uma das principais vantagens do processo de usinagem é que ele é compatível com uma ampla gama de materiais, de plástico e madeira a metal e fibra de vidro. No entanto, o fato de que muitos materiais podem ser usinados não deve ser uma desculpa para escolher um material com base apenas em sua acessibilidade ou benefícios estéticos - você ainda precisa avaliar cuidadosamente todos os fatores relevantes em relação aos requisitos do seu projeto.

O titânio, por exemplo, é forte, durável e resistente à ferrugem, razão pela qual é amplamente utilizado em implantes médicos e aplicações aeroespaciais, enquanto o nylon, que possui forte estabilidade dimensional e é bastante resistente ao desgaste, é adequado para rolamentos e peças que serão submetidas a peso ou pressão.

O processo de seleção do material deve começar avaliando os requisitos da aplicação final da peça. Na verdade, simplesmente separando as características e propriedades absolutamente essenciais daquelas que são meramente benéficas, você pode rapidamente destilar o conjunto de materiais viáveis ​​para uma lista gerenciável. Este é o primeiro passo para tomar decisões mais bem informadas sobre a seleção de materiais, mas existem algumas outras considerações que podem ajudá-lo a restringir suas melhores opções.

Fatores ambientais

O ambiente em que uma peça será usada é muitas vezes um fator decisivo. Se se espera que o componente funcione em ambientes excepcionalmente quentes ou frios, ou se estiver sujeito a chamas, radiação UV ou produtos químicos agressivos, ele deve ser projetado para tolerar essas condições. Um componente-chave do design eficaz será selecionar o material apropriado para o trabalho.

Materiais de grau médico e alimentício são os principais exemplos - além de serem seguros para uso pessoal (por exemplo, com garantia de não lixiviação), eles devem ser capazes de resistir a esterilizações químicas cáusticas e/ou ao calor de uma autoclave.

Fatores elétricos

Se sua peça precisa ser eletricamente condutora ou isolante, escolher o melhor material para o trabalho é de suma importância. O nylon 6/6 é um bom isolante, por exemplo, e o cobre é um excelente condutor, por isso é fundamental que cada um seja usado para a aplicação adequada.

Fatores mecânicos

A aplicação final de uma peça deve informar a seleção de material do CNC – especialmente se a aplicação envolver carga, desgaste ou outras forças externas. O que você esperaria de componentes de aço inoxidável rígidos e duráveis ​​é muito diferente do que você esperaria de policarbonato (PC), HDPE e outros metais, como latão ou alumínio.

Identificar propriedades desejáveis ​​como resistência à tração ou compressão, flexibilidade, resistência ao impacto, resistência ao desgaste e muito mais pode ajudar a isolar materiais específicos que são mais adequados para a função da peça.

Considerações cosméticas

As aparências podem ser uma consideração secundária para muitas equipes de produtos, mas para algumas peças, a estética é de importância crítica – especialmente para produtos de consumo. As equipes de produto podem estar procurando materiais com opções cosméticas específicas, incluindo acabamentos de superfície, transparência ou cor.

Os plásticos geralmente estão disponíveis em uma ampla variedade de cores, enquanto a maioria dos metais pode ser colorida por meio de pós-processamento. Além disso, um acabamento de superfície – seja um alto brilho de polimento ou uma textura antiderrapante – muitas vezes pode melhorar a peça tanto do ponto de vista estético quanto funcional.

Tolerâncias

As tolerâncias dimensionais de uma peça afetam tudo, desde a escolha do material até o projeto de usinagem CNC, ferramentas de corte e custos de produção. Diferentes materiais respondem às forças de corte de maneiras diferentes, e alguns são inerentemente mais fáceis de usinar. Isso resulta em tolerâncias atingíveis que são ligeiramente diferentes entre os materiais, mesmo no mesmo maquinário.

Se tolerâncias apertadas e repetíveis são uma preocupação, é importante entender as tolerâncias possíveis para o material selecionado. E se as tolerâncias dimensionais não forem de importância crítica para uma peça específica, relaxá-las pode reduzir potencialmente o tempo e as despesas associadas à usinagem da peça.

Custos de materiais

Obviamente, os custos de material são uma consideração importante para a maioria das equipes de produtos, que geralmente são encarregadas de desenvolver soluções inovadoras com orçamentos apertados. Digamos que você encontre o material perfeito para uma peça que está projetando, mas é proibitivamente caro. O que você faz?

Em alguns casos, a próxima melhor opção pode ser óbvia, mas você também pode precisar fazer alguns compromissos e pesar cuidadosamente a funcionalidade, resistência, dureza e outros fatores de diferentes materiais. Isso permitirá que você determine o material ou materiais que melhor atender às suas necessidades específicas de projeto.

Simplifique o processo de seleção de material CNC

Sua escolha de material afeta quase todos os aspectos do ciclo de vida do produto – desde a prototipagem e produção até como ele resiste ao desgaste natural em sua aplicação final. A seleção do material é uma parte vital para garantir que uma peça funcione conforme o esperado.

Considerando a ampla gama de materiais em potencial disponíveis para engenheiros e equipes de produtos, ter um parceiro de fabricação confiável como Fast Radius para orientá-lo no processo de seleção de produtos pode simplificar drasticamente o processo. Nossa equipe oferece otimização de design, desenvolvimento de produtos, engenharia de materiais, fabricação sob demanda e serviços de atendimento.

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