CNC (Bilgisayarlı Sayısal Kontrol) işleme, dijital tasarımları hassas fiziksel ürünlere dönüştüren temel bir üretim sürecidir. Herhangi bir CNC projesinin başarısı, nihai ürünün işlevselliğini, dayanıklılığını, maliyetini ve üretilebilirliğini doğrudan etkileyen malzeme seçimine önemli ölçüde bağlıdır. Bu kılavuz, projeleriniz için bilinçli kararlar vermenize yardımcı olmak amacıyla mevcut malzemelere, bunların özelliklerine, uygulamalarına ve temel seçim faktörlerine ilişkin ayrıntılı bir genel bakış sunmaktadır.
1 CNC Malzeme Seçiminde Temel Faktörler
Uygun malzemeyi seçmek, hem işleme sürecini hem de nihai parçanın performansını etkileyen çeşitli faktörlerin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
1.1 İşlenebilirlik
İşlenebilirlik, bir malzemenin aşırı takım aşınması veya hasar olmadan ne kadar kolay kesilebildiği, şekillendirilebildiği ve finisajlanabildiği anlamına gelir. Yüksek işlenebilirliğe sahip malzemeler (örneğin, alüminyum, pirinç), daha yüksek verimlilik, daha iyi yüzey finisajları ve daha düşük üretim maliyetleri sağlar. Tersine, düşük işlenebilirliğe sahip malzemeler genellikle özel aletler ve teknikler gerektirir.
1.2 Mekanik Özellikler
Mukavemet: Bu, çekme mukavemetini (çekme kuvvetlerine karşı direnç), basma mukavemetini (ezilme kuvvetlerine karşı direnç) ve tokluğu (aşınma ve darbeye karşı direnç) içerir. Farklı uygulamalar farklı mukavemet özellikleri gerektirir.
Sertlik: Bir malzemenin yüzey girintisine veya deformasyonuna karşı direnme yeteneği. Sert malzemeler aşınmaya karşı dayanıklı olmakla birlikte, işlenmeleri daha zor olabilir ve takım aşınmasını hızlandırabilir.
Boyutsal Kararlılık: Bir malzemenin yük, sıcaklık değişiklikleri veya nem gibi çeşitli koşullar altında şeklini ve boyutlarını koruma yeteneği. Bu, hassas bileşenler için kritik öneme sahiptir.
1.3 Termal Direnç
Termal direnç, bir malzemenin genleşmeden, büzülmeden veya deforme olmadan sıcaklık dalgalanmalarına ne kadar iyi dayanabildiğini gösterir. Tahmin edilebilir termal genleşmeye sahip malzemeler, sıcaklık değişimlerini içeren uygulamalar için çok önemlidir.
1.4 Korozyon Direnci
Bu, malzemenin kimyasallara, neme veya diğer çevresel faktörlere maruz kalmaktan kaynaklanan bozulmaya karşı direnme yeteneğidir. Paslanmaz çelikler ve PVC ve PP gibi bazı plastikler mükemmel korozyon dirençleriyle bilinir.
1.5 Maliyet Hususları
Malzeme maliyeti birincil bir endişedir. Metaller genellikle plastiklerden daha pahalı olmakla birlikte, ilk masrafı, işlenebilirlik, takım aşınması, gerekli son işlem ve nihai parçanın toplam sahip olma maliyeti gibi faktörlerle dengelemek esastır.
2 CNC İşleme İçin Metalik Malzemeler
Metalller, mukavemetleri, dayanıklılıkları ve termal iletkenlikleri nedeniyle CNC işlemede yaygın olarak kullanılmaktadır.
| Malzeme Türü | Yaygın Alaşımlar/Kaliteler | Temel Özellikler | Tipik Uygulamalar | İşlenebilirlik Derecesi |
| Alüminyum | 6061, 6082, 7075 | Hafif, iyi mukavemet/ağırlık oranı, mükemmel korozyon direnci, iyi elektriksel ve termal iletkenlik. | Otomotiv parçaları, havacılık bileşenleri, tüketici elektroniği, çerçeveler, muhafazalar. | Mükemmel |
| Çelik | C45 (1045), 42CrMo4, St52-3 | Yüksek mukavemet, dayanıklılık ve iyi aşınma direnci. | Miller, dişliler, aletler, ağır hizmet tipi bileşenler, otomotiv parçaları. | İyi ila Orta |
| Paslanmaz Çelik | 304, 316, 17-4PH | Mükemmel korozyon direnci, yüksek mukavemet, hijyenik yüzey. | Tıbbi aletler, gıda işleme ekipmanları, denizcilik donanımı ve kimyasal kaplar. | Orta ila Zor |
| Bakır | E-Cu57, Cu-ETP | Mükemmel elektriksel ve termal iletkenlik, antimikrobiyal. | Elektrik bileşenleri, ısı eşanjörleri, bara. | Orta (sakız gibi olabilir) |
| Pirinç | CuZn39Pb3 | İyi işlenebilirlik, korozyona dayanıklı, dekoratif görünüm. | Bağlantı parçaları, vanalar, dişliler, müzik aletleri, dekoratif donanım. | Mükemmel |
| Titanyum | Grade 2, Grade 5 (6Al-4V) | Çok yüksek mukavemet/ağırlık oranı, mükemmel biyouyumluluk ve olağanüstü korozyon direnci. | Havacılık bileşenleri, tıbbi implantlar, yüksek performanslı mühendislik parçaları. | Zor |
| Magnezyum | AZ31B, AZ91D | Son derece hafif, iyi mukavemet/ağırlık oranı, iyi sönümleme kapasitesi. | Otomotiv braketleri, havacılık bileşenleri ve elektronik cihaz muhafazaları. | İyi (Dikkat: yanıcı talaşlar) |
3 CNC İşleme İçin Plastik ve Polimer Malzemeler
Plastikler, hafiflik, korozyon direnci, elektriksel yalıtım ve genellikle daha basit işleme gibi avantajlar sunar.
| Malzeme Türü | Yaygın Alaşımlar/Kaliteler | Temel Özellikler | Tipik Uygulamalar | İşlenebilirlik Derecesi |
| Alüminyum | 6061, 6082, 7075 | Hafif, iyi mukavemet/ağırlık oranı, mükemmel korozyon direnci, iyi elektriksel ve termal iletkenlik. | Otomotiv parçaları, havacılık bileşenleri, tüketici elektroniği, çerçeveler, muhafazalar. | Mükemmel |
| Çelik | C45 (1045), 42CrMo4, St52-3 | Yüksek mukavemet, dayanıklılık, iyi aşınma direnci. | Miller, dişliler, aletler, ağır hizmet tipi bileşenler, otomotiv parçaları. | İyi ila Orta |
| Paslanmaz Çelik | 304, 316, 17-4PH | Mükemmel korozyon direnci, yüksek mukavemet, hijyenik yüzey. | Tıbbi aletler, gıda işleme ekipmanları, denizcilik donanımı, kimyasal kaplar. | Orta ila Zor |
| Bakır | E-Cu57, Cu-ETP | Mükemmel elektriksel ve termal iletkenlik, antimikrobiyal. | Elektrik bileşenleri, ısı eşanjörleri, bara. | Orta (sakız gibi olabilir) |
| Pirinç | CuZn39Pb3 | İyi işlenebilirlik, korozyona dayanıklı, dekoratif görünüm. | Bağlantı parçaları, vanalar, dişliler, müzik aletleri, dekoratif donanım. | Mükemmel |
| Titanyum | Grade 2, Grade 5 (6Al-4V) | Çok yüksek mukavemet/ağırlık oranı, mükemmel biyouyumluluk ve olağanüstü korozyon direnci. | Havacılık bileşenleri, tıbbi implantlar, yüksek performanslı mühendislik parçaları. | Zor |
| Magnezyum | AZ31B, AZ91D | Son derece hafif, iyi mukavemet/ağırlık oranı, iyi sönümleme kapasitesi. | Otomotiv braketleri, havacılık bileşenleri, elektronik cihaz muhafazaları. | İyi (Dikkat: yanıcı talaşlar) |
FR-4 İşleme Notu: Epoksi reçine ve dokuma cam elyafından oluşan bir kompozit olan FR-4, özel hususlar gerektirir. Cam elyaf içeriği oldukça aşındırıcıdır ve bu da önemli takım aşınmasına yol açar58. Karbür takımların veya özellikle kompozitler için tasarlanmış takımların kullanılması esastır. İşleme ayrıca operatör güvenliği için etkili ekstraksiyon sistemleri gerektiren ince toz üretir.
4 Gelişmiş ve Kompozit Malzemeler
- Kompozitler (örneğin, CFRP, GFRP): Çok yüksek mukavemet/ağırlık oranları ve sertlik sunar. Aşındırıcı yapıları ve delaminasyon veya yıpranma eğilimleri nedeniyle işlenmeleri zordur.
- Süper Alaşımlar (örneğin, Inconel, Hastelloy): Son derece yüksek sıcaklıklarda mukavemeti korur ve mükemmel korozyon direnci sunar. Bunlar, özel aletler ve teknikler gerektiren, işlenmesi çok zordur.
- Tungsten ve Molibden: Çok yüksek yoğunluk ve erime noktası. Radyasyon kalkanı veya yüksek sıcaklık fırınları gibi özel uygulamalarda kullanılır. Kırılgan ve işlenmesi zor.
5 Malzeme Seçim Yöntemi
Doğru malzemeyi seçmek sistematik bir süreçtir:
- Uygulama Gereksinimlerini Tanımlayın: İşlev, yük koşulları (statik, dinamik, darbe), çalışma ortamı (sıcaklık, kimyasallar, nem) ve gerekli kullanım ömrü.
- Kritik Özellikleri Belirleyin: Olması gereken özellikleri (örneğin, mukavemet, iletkenlik, şeffaflık, FDA uyumluluğu) önceliklendirin.
- Üretim Kısıtlamalarını Göz Önünde Bulundurun: İşlenebilirliği, gerekli toleransları, yüzey finisajı ihtiyaçlarını ve mevcut bütçeyi değerlendirin.
- Değerlendirin ve Kısa Liste Oluşturun: Yukarıdaki kriterlere göre aday malzemeleri karşılaştırın. Son doğrulama için prototip oluşturma genellikle değerlidir.
