Quando si tratta di progettazione di prodotti e lavorazione a controllo numerico computerizzato (CNC), hai a disposizione un’ampia gamma di materiali ingegneristici tra cui scegliere per il tuo progetto di progettazione di prodotti, inclusi metalli, plastica e compositi. Ma di tutti questi materiali ingegneristici, i metalli rimangono i più comunemente usati in molti settori. Ecco cinque dei metalli più frequentemente lavorati e le loro leghe lavorabili.

Acciaio

L’acciaio è uno dei metalli più comunemente usati per la lavorazione CNC di precisione. È una lega contenente ferro e carbonio (fino al 2%) e una varietà di altri elementi in varie quantità. Tuttavia, la maggior parte delle leghe di acciaio ha buone proprietà meccaniche e lavorabilità. Una cosa da notare, però: l’acciaio è altamente suscettibile alla corrosione, quindi potrebbe non essere la scelta migliore per il metallo se la tua parte lavorata verrà utilizzata in un ambiente umido. Mentre il processo di lavorazione CNC può produrre pezzi precisi e di alta qualità da molti materiali, quei materiali con scarsa lavorabilità spesso producono risultati insoddisfacenti.

Quando si tratta dell’ampia varietà di leghe di acciaio disponibili sul mercato, troverete un gran numero di leghe di acciaio con buona lavorabilità. Infatti, il grado di lavorabilità AISI è generalmente determinato rispetto all’acciaio legato B1112. Per determinare la lavorabilità di un materiale, è necessario considerare almeno la durezza del materiale, gli apporti di calore consentiti e la finitura superficiale desiderata per valutare se si tratta di un materiale adatto alla lavorazione CNC. La durezza è un indicatore chiave della lavorabilità e, se il materiale è troppo duro o troppo morbido, può causare ritardi, tempo di manodopera extra o addirittura richiedere attrezzature speciali.

Molti degli acciai che prenderesti in considerazione per i tuoi progetti non sono acciai a lavorazione libera . Pertanto, in genere presentano una durezza superiore rispetto all’acciaio per lavorazioni meccaniche e presentano un indice di lavorabilità inferiore al 100%. Mentre la durezza generalmente è direttamente correlata alla lavorabilità, gli impatti dell’apporto di calore possono essere più difficili da determinare. Alcuni materiali si comportano in modo diverso alle alte temperature e alcuni possono persino sciogliersi. Gli elevati apporti di calore derivanti dalla lavorazione possono influenzare la microstruttura di alcuni materiali più di altri.

Alluminio

Come l’acciaio, anche l’alluminio riveste una grande importanza in una varietà di settori. Ma ciò che distingue davvero l’alluminio è la sua natura leggera e la sua proprietà di resistenza alla corrosione. L’alluminio è in genere 2,5 volte meno denso dell’acciaio ed è meno probabile che si rompa durante le operazioni di lavorazione CNC. L’alluminio forma anche uno strato di ossido (ossido di alluminio), che agisce per proteggere il metallo dall’ossigeno.

Una sfida importante con l’alluminio è che forma un accumulo gommoso quando viene tagliato o lavorato. Ciò è dovuto principalmente alla bassa temperatura di fusione dell’alluminio, che lo fa fondere con il tagliente degli utensili da taglio. L’alluminio è più facile da lavorare rispetto a molti altri metalli. Si scheggia facilmente, rendendo facile per gli operatori di macchine CNC creare parti complesse in modo rapido e preciso. Sviluppa una sottile pellicola dura di ossido (ossido di alluminio) se esposto all’aria o ad altri agenti ossidanti. Questo ossido rende l’alluminio resistente alla corrosione e previene i danni chimici.

Data la sua elevata resistenza, l’alluminio è straordinariamente leggero. Pertanto, è possibile rendere le parti in alluminio più spesse e resistenti pur riducendo il peso nelle applicazioni che richiedono materiali leggeri. Inoltre ha un’elevata riciclabilità, che lo rende perfetto per le aziende che cercano di mitigare la sfida dello spreco di materiale della lavorazione CNC. L’alluminio offre una vasta gamma di opzioni di finitura superficiale, tra cui anodizzazione e verniciatura, per dare alle tue parti il ​​perfetto aspetto personalizzato

Ottone

L’ottone è una lega metallica contenente rame e zinco. È noto per la sua stabilità, durezza media, elevata resistenza e, soprattutto, buona lavorabilità. Infatti, le leghe di ottone non causano usura eccessiva sulle macchine CNC come la maggior parte dei metalli teneri utilizzati nella lavorazione CNC. Tuttavia, una sfida importante che potresti incontrare con l’ottone è la sua suscettibilità alla tensocorrosione, specialmente quando viene a contatto con ammoniaca o soluzioni a base di ammoniaca. Per risolvere questa limitazione, dovresti sottoporre il pezzo a trattamenti termici come la ricottura durante le operazioni di post-elaborazione.

Le leghe di ottone sono adatte per hardware e contatti elettronici, ingranaggi e componenti di blocco. La sua eccellente finitura superficiale lo rende inoltre ideale per un’ampia gamma di applicazioni ornamentali. Come accennato in precedenza, l’ottone offre proprietà vantaggiose che lo rendono un’opzione ideale per una varietà di applicazioni. Quando si tratta di lavorazione CNC, ci sono alcune proprietà fondamentali che rendono questo materiale fenomenale. Il primo è la lavorabilità complessiva. L’ottone è uno dei materiali più facili da lavorare. Mentre molti considerano gli acciai a lavorazione libera la base di confronto per la lavorabilità, le leghe di ottone hanno generalmente una migliore lavorabilità.

Le proprietà di resistenza e durezza dell’ottone sono utili anche per un’ampia gamma di applicazioni. Sebbene l’ottone abbia una buona resistenza, è relativamente morbido rispetto ad altri materiali come le leghe di acciaio e il titanio ed è generalmente più debole di loro. Tuttavia, ciò contribuisce in parte alla sua lavorabilità molto migliore rispetto a questi materiali. Quindi, per le applicazioni che non richiedono l’elevatissima resistenza e durezza degli acciai o del titanio, l’ottone può essere una valida scelta di materiali.

Rame

Il rame è anche tra i metalli più utilizzati per la lavorazione in una vasta gamma di industrie. Oltre ad essere oggi uno dei metalli più convenienti, il rame vanta un’eccellente lavorabilità, una buona finitura superficiale e una buona conduttività elettrica e termica. Un’altra proprietà fondamentale del rame è la sua capacità di combattere i batteri. I risultati di un test rivelano che le leghe di rame (che contengono almeno il 60% di rame) uccidono il 99,9% dei batteri entro due ore dal contatto. Ciò rende il rame ideale per la fabbricazione di componenti utilizzati nell’industria medica come sponde del letto, rubinetti e lavelli. Anche le industrie dell’elettronica e dei semiconduttori si affidano a componenti in rame lavorati a CNC per elettromagneti e circuiti stampati. L’unica grande sfida con le leghe di rame è la loro suscettibilità alla corrosione se esposte a solfuri, alogeni e soluzioni a base di ammoniaca.

Titanio

Sebbene il titanio vanti un basso rapporto forza-peso, resistenza alla corrosione e agli agenti chimici e un’elevata resistenza, è estremamente difficile da lavorare. Questa difficoltà è principalmente dovuta alla scarsa conduttività termica del titanio. Durante la lavorazione, il calore rimane intrappolato nella zona di lavoro, provocando reazioni metallurgiche che provocano l’accumulo di materiale gommoso e influenzano l’azione di taglio in modo più grave rispetto ad altri metalli come l’acciaio inossidabile e la ghisa.

Ecco alcuni suggerimenti importanti per la lavorazione del titanio e delle sue leghe:

• Utilizzare refrigerante ad alta pressione durante la lavorazione del titanio per evitare che il pezzo in titanio si attacchi all’utensile da taglio.
• Assicurarsi che l’attrezzatura della macchina abbia una presa salda sul pezzo in titanio poiché le leghe di titanio sono meno rigide di altri materiali metallici comuni.
• Rimuovi i trucioli il più rapidamente possibile.
• Utilizzare fresatrici CNC multiasse all’avanguardia per la produzione di parti.