Guia de seleção de material de usinagem CNC

Tem um projeto com um ótimo design? Você começou bem, com as especificações e o protótipo já finalizados. Agora você está pronto para começar a criar seu produto. Se você estiver interessado em usar uma máquina CNC para fabricar a nova peça, não ficará desapontado com seus resultados, principalmente se escolher o material adequado.

A usinagem CNC tornou-se um grampo para uma ampla gama de disciplinas que precisam de peças especializadas fabricadas para seus projetos. Os materiais CNC se expandiram para atender às demandas de consumidores, engenheiros, empreiteiros e outros campos para criar soluções para aplicações muito específicas. Ter uma variedade de materiais para escolher é um luxo, mas também pode ser esmagador e confuso se você não analisar quais são suas necessidades e se fazer algumas perguntas antes de tomar uma decisão.

Se você deseja que seu projeto funcione com eficiência e produza produtos que se encaixem perfeitamente, este guia de materiais de usinagem CNC pode ajudá-lo durante seu processo de tomada de decisão.

Este guia o guiará pelas seguintes etapas para que você possa escolher um material CNC ideal para seu projeto:

1. Definir como o produto que você fará será usado para que você possa basear suas decisões materiais na funcionalidade do resultado final
2. Analisar se o seu produto será usado em ambientes internos, longe de climas severos, ou ao ar livre, onde pode precisar de propriedades resistentes à corrosão
3. Determinar a carga de tensão necessária do material e a tolerância dimensional para que você possa criar um produto confiável com base em seu uso projetado
4. Considerando se sua peça precisará de fixadores compatíveis ou terá propriedades de resistência ao desgaste para que possa ser um fixador em si
5. Conhecer as temperaturas ideais de operação do produto para que você possa escolher um material que resista às mudanças de temperatura necessárias
6. Avaliar o peso e a capacidade de tensão do seu produto para escolher o material que permitirá que sua peça funcione corretamente
7. Calcular os custos do seu projeto para garantir um bom negócio para o material escolhido

Perguntas essenciais para selecionar o material CNC correto

Escolher os materiais certos para sua peça é a diferença entre resultados medíocres e ótimos. Essas perguntas importantes são o melhor lugar para começar. Quanto mais você puder restringir os materiais de usinagem CNC que seriam mais adequados para sua peça, mais fácil será selecionar um material que atenda às suas necessidades e seja econômico. Aqui estão algumas coisas que você deve considerar.

Como a peça será usada?

Como a usinagem CNC se expandiu ao longo dos anos, o mesmo aconteceu com os componentes da máquina CNC. Tipos semelhantes de materiais podem ser usados ​​para uma variedade de produtos e resultam em capacidades variadas. O isolamento é um ótimo exemplo. Os materiais usados ​​para isolar um bafômetro podem diferir dos materiais que fornecem isolamento em uma câmera. Ambos são usados ​​para a mesma finalidade, mas não da mesma maneira ou para o mesmo tipo de resultado. Na outra ponta do espectro, os materiais para isolamento acústico das paredes têm especificações e usos diferentes. Comece sua busca de material considerando os resultados do seu produto.

A peça será usada em ambientes externos ou internos?

Os ambientes externos e internos são muito diferentes - um depende completamente do clima, enquanto o outro geralmente é um ambiente muito mais controlado. Por exemplo, em ambientes externos, você precisa planejar a umidade. Seu material precisará resistir aos efeitos da corrosão, como ferrugem, para manter sua integridade ao longo do tempo. A espuma rígida é um ótimo exemplo de material que resiste à umidade e à ferrugem, ao mesmo tempo em que mantém a integridade estrutural.



Temperaturas extremas, tanto altas quanto baixas, também eliminarão certos materiais como a melhor opção. Você também pode precisar atender ao código para especificações regulamentadas pela FDA. Onde seus produtos serão usados ​​ou armazenados e como eles reagem à umidade e mudanças extremas de temperatura tornam-se a base para decidir qual material usar.

Qual ​​é a carga de tensão do material?

Cargas de alta tensão podem fazer com que certos materiais se deformem ou até quebrem. Ao considerar qual material usar para sua peça, certifique-se de levar em conta a carga de estresse. Se sua peça for exposta a altas tensões, o material de que é feita precisará da capacidade de resistir a cargas e evitar deformações.

Qual ​​é a tolerância dimensional do material?

Ao considerar componentes usinados em CNC, preste muita atenção à tolerância dimensional. Além de impactar o sucesso do seu processo de fabricação, a tolerância dimensional também afeta o resultado final, as peças e ferramentas que você escolhe e suas montagens e métodos de corte.

Você precisa saber a tolerância necessária para sua peça. Se você estiver trabalhando com um projeto ou esboço de peça antigo, é uma boa ideia certificar-se de que a tolerância seja adequada. Erros de digitação podem ocorrer facilmente na documentação. Mesmo que as informações estejam corretas, se você puder fazer um ajuste para afrouxar a tolerância e ainda permitir que a peça funcione em todo o seu potencial, poderá economizar dinheiro reavaliando a tolerância. Tolerâncias mais apertadas costumam ser mais caras de produzir.

Algumas ferramentas de usinagem usam uma tolerância dimensional padrão como padrão, mas se você não especificar uma tolerância ou descobrir que seus números estão errados, você acabará solicitando uma peça que pode não se encaixar ou funcionar. Embora você possa corrigir isso, levará mais tempo do seu projeto para redimensionar ou reordenar a peça e acabará custando mais do que se você tivesse determinado a tolerância correta antecipadamente. Este simples passo inicial pode ajudá-lo a economizar dinheiro a longo prazo.

Se você não tiver certeza de qual é a tolerância exata para a peça de que precisa, em vez de arriscar um palpite, deixe uma empresa de usinagem CNC como a American Micro Industries ajudá-lo a descobrir.

Qual ​​é a fixação necessária?

Se os componentes usinados em CNC necessários forem usados ​​como fixadores, considere isso ao escolher um material. Os materiais influenciam a segurança com que os fixadores se encaixam. Diferentes materiais têm propriedades diferentes, por exemplo, força, resistência à corrosão, fragilidade e corrosão galvânica. Portanto, você deve escolher um material que reflita as propriedades que deseja que seus fixadores tenham. O material mais comum para fixadores é o aço, mas você também pode criar fixadores de qualidade a partir de outros materiais.

Se você está procurando uma nova peça para prender, ela precisa se encaixar perfeitamente. Se você não considerar o tipo de fixação necessário ao decidir sobre um material, seu mecanismo pode não funcionar corretamente.

Quais são as temperaturas operacionais?

Considere a temperatura de operação que a peça precisará suportar quando estiver no lugar como parte do seu processo de fabricação. Você quer ter certeza de que o ponto de fusão do material escolhido é menor do que a temperatura de operação. Você também quer garantir que o material possa lidar com flutuações na temperatura de operação. Embora alguns dos materiais mais duráveis ​​sejam construídos para resistir a essas mudanças, muitos mostrarão sinais de deformação, expansão ou avaria ao longo do tempo. Temperaturas extremas também podem afetar negativamente a durabilidade de alguns materiais.

A temperatura de operação é igualmente importante saber quando você está usinando materiais CNC, para ter certeza de que as temperaturas resultantes do corte e da modelagem da peça não a distorcerão. Fazer a conexão entre a temperatura de operação e o material que você está usando é essencial para um projeto e produção bem-sucedidos.

Altas temperaturas e seu impacto nos materiais

As altas temperaturas desempenham um papel crucial na seleção de quais materiais usar, pois muitos materiais se deteriorarão sob calor extremo. Um plástico popular que perde resistência sob altas temperaturas é o cloreto de polivinila, ou PVC. Embora tenha uma boa classificação de resistência ao fogo, sua temperatura de trabalho é de cerca de 176° F. A estabilidade tende a ser perdida em torno de 280° F, tornando-a imprópria para alguns projetos.

Alguns materiais são resilientes e duráveis ​​nessas condições de alto calor. Por exemplo, o poliisocianurato possui propriedades que não permitem que ele derreta ou congele. O plástico termofixo é processado primeiro como um material viscoso, permitindo que ele forme várias formas. Após a cura, torna-se rígido e excepcionalmente estável. Quando você estiver se perguntando quais materiais você pode usar em uma máquina CNC para criar a peça de que precisa, considere como o material lida com altas temperaturas.

Quais são o peso e a capacidade de estresse?

Dependendo do que você deseja fazer com seus componentes usinados em CNC, você deve considerar o peso de seus materiais. Maior nem sempre é melhor, e menos nem sempre significa mais – especialmente quando se trata de custo.

Materiais pesados ​​absorvem muito estresse. Para projetos que exigem capacidade excessiva de suporte de peso e resistência a cargas de alta tensão, você pode considerar materiais pesados. No entanto, se você trabalha em projetos sensíveis ao peso, convém evitar materiais pesados.



Materiais leves são populares para projetos sensíveis ao peso. Embora não sejam tão robustos quanto os materiais pesados, eles ainda são duráveis ​​e capazes de absorver uma quantidade substancial de estresse. Infelizmente, eles não são muito econômicos, pois geralmente não incluem todos os recursos de material desejados para seu projeto. Materiais leves são ideais para vários produtos, mas se o custo for um fator importante, eles podem não ser adequados.

Escolher entre materiais pesados ​​e leves é apenas uma razão pela qual é importante priorizar as características mais importantes para sua peça usinada em CNC. Dessa forma, você pode especificar quais elementos são cruciais para sua peça para que ela funcione corretamente, eliminar materiais que não atendem a esses padrões e comparar os custos.

Força não significa necessariamente quanto peso um objeto pode suportar. Há mais componentes que podem precisar ser examinados, como:

• Resistência à tração: A resistência de um objeto à ruptura sob tensão.
• Força de resistência: A capacidade geral de absorção de stress de um objeto.
• Resistência ao desgaste: A capacidade de um objeto de lidar com atrito ou ser autolubrificante. Um bom exemplo disso é o polietileno de ultra alto peso molecular, ou UHMW. É um produto semelhante ao Teflon®, mas é mais resistente à abrasão.
• Dureza: A capacidade de um objeto de suportar cargas de superfície precisas. A dureza geralmente é indicada com um número de dureza Brinell ou Rockwell.

Quais são os custos gerais do projeto?

Os materiais mais caros são geralmente materiais leves e de alta resistência. O melhor método para escolher um componente econômico é selecionar um que atenda ao seu perfil de resistência, restrições de temperatura e requisitos de montagem. Quanto mais requisitos ou restrições cruciais você tiver para seus materiais, mais fácil será se concentrar nesses elementos-chave.

Encontrar um setor que forneça orçamentos gratuitos e sem mínimo para seus materiais ajudará a reduzir os custos logo de cara. Depois de restringir seus detalhes, você pode decidir sobre um material mais econômico que atenda à maioria das suas necessidades.

Quais materiais podem ser usados ​​em uma máquina CNC?

Uma pergunta melhor pode ser quais materiais não podem ser usados. As máquinas CNC cortam praticamente qualquer material que você possa imaginar. Embora você possa usar uma grande variedade de materiais em uma máquina CNC, os materiais mais usados ​​são:

• Metais: Como alumínio, latão ou aço
• Plásticos: Como Acetal (POM), Acrílicos (PMMA), Policarbonato (PC) e Polipropileno (PP)
• Madeira: Como madeira dura, compensada ou madeira macia 
• Espuma: Como espuma esculpida e espuma rígida, que tendem a ser mais leves e duráveis.

Que tipo de material você deve experimentar?

Que tipo de material você deve experimentar?

Depois de considerar todos os fatores listados acima, é provável que você consiga determinar qual material é o mais adequado para sua peça. Pode levar algum nível de ajustes e experimentação para encontrar a escolha exata. Aqui está uma visão geral de quatro materiais populares usados ​​em componentes usinados em CNC:

• Espuma rígida: Por métodos de condução, a espuma rígida serve como a espuma com o maior valor de isolamento. Ele pode funcionar em temperaturas tão baixas quanto -100° F e tão altas quanto 200° F. A espuma rígida também possui um valor R mais alto, o que a torna uma escolha premium para pisos, paredes e outros produtos baseados em estrutura que precisam resistir umidade.
• Espuma de escultura: A espuma de escultura pode assumir praticamente qualquer forma. Geralmente é usado como modelo para moldes devido à sua flexibilidade, mas também é usado em componentes como gaxetas e vedações. A espuma de escultura contém poliisocianurato, que é denso e resistente a temperaturas extremas.
• Fenólicos: Se você precisar atender a especificações de nível militar, como MIL-I-24768, fenólicos podem atender a esse requisito. Existem vários para escolher, como CE, LE, G10, G10/FR4, G9, G11 e G7. Cada um tem seu próprio conjunto de pontos fortes. Por exemplo, a trama fina de linho fenólico produz boas propriedades mecânicas, estabilidade dimensional e um melhor acabamento para componentes usinados do que o material CE. No entanto, linho fenólico não é sugerido para isolamento elétrico primário. Os fenólicos LE atendem aos requisitos Mil-I-24768/13 FBE, enquanto os fenólicos CE atendem aos requisitos Mil-I-24768/14 FBG.
• Plásticos: Os plásticos vêm em muitos tipos e a maioria é usada para buchas, rolamentos ou isolamento elétrico. Dito isto, existe um mercado para os tipos mais populares de plásticos. A variedade de usos do plástico é ampla e beneficia muitos setores, como aeroespacial, automotivo, médico e eletrônico.

Dicas gerais sobre usinagem CNC de certos materiais

A decisão de qual dos materiais de usinagem CNC usar para sua peça depende do que você deseja criar, mas aqui estão algumas dicas gerais para usar como um breve guia de materiais de usinagem CNC:

• Considere materiais não metálicos: Não assuma que os metais são sua melhor opção. Os materiais não metálicos tornaram-se populares porque são leves e duráveis ​​– como a espuma que você pode moldar em várias formas. Os não metais também retêm pequenos detalhes durante o corte. Se o seu projeto parece que pode se beneficiar do uso de não metais, muitas opções podem beneficiar seu produto final.
• Saiba a diferença entre espumas:  Lembre-se de que a espuma rígida e a espuma de escultura servem a propósitos diferentes. Embora ambos sejam leves, mas duráveis, a espuma rígida é melhor para peças com foco na integridade e estabilidade estrutural, enquanto a espuma de escultura é frequentemente usada como isolamento e protótipos para moldes.
• Considere fenólicos: Os fenólicos são ótimas opções, especialmente quando você precisa seguir regulamentações ou especificações específicas para projetos militares.
• Saiba mais sobre diferentes plásticos: Você pode escolher entre uma ampla variedade de plásticos diversos. O acetal é frequentemente usado para substituições de buchas e rolamentos. O polímero de fluoreto de polivinilideno, ou PVDF, é usado no isolamento de fiação elétrica. Você pode empregar UHMW em biomaterial médico, como dispositivos de substituição de joelho, quadril e coluna. Estes são apenas alguns exemplos das infinitas possibilidades oferecidas pelos plásticos.

Entre em contato com a American Micro Industries para discutir materiais de usinagem CNC

Pergunte a si mesmo com que tipo de empresa você quer trabalhar para usinar seus materiais. Procure indústrias turn-key com forte atenção aos detalhes e capacidade de criar peças difíceis de encontrar. Faça sua pesquisa e selecione sua empresa com base em valores, qualidade e eficiência também. A American Micro Industries oferece as soluções que você precisa de forma oportuna e acessível.



Este guia deve fornecer algumas informações e orientações para o seu processo de tomada de decisão. Entre em contato conosco para discutir quaisquer preocupações adicionais sobre materiais ou processo de usinagem para esclarecer quaisquer dúvidas remanescentes que você possa ter. Quando você estiver pronto para começar, estamos prontos para ajudá-lo.