Material Apa Saja yang Tidak Dapat Dikerjakan dengan Mesin CNC? Hal yang Paling Sering Dilewatkan oleh Para Insinyur

Pemesinan CNC adalah proses manufaktur subtraktif yang banyak digunakan untuk menghasilkan komponen kompleks. Mulai dari komponen paduan aluminium dan titanium kelas otomotif hingga komponen plastik yang kita gunakan setiap hari, komponen yang diproses dengan mesin CNC merupakan bagian integral dari kehidupan kita. Namun, pemesinan CNC bukanlah solusi yang cocok untuk semua. Artikel ini akan membahas material yang tidak cocok untuk pemesinan CNC.

Keterbatasan Pemesinan CNC dalam Hal Material

CNC adalah singkatan dari "Computer Numerical Control" dan melibatkan penggunaan alat potong berputar berkecepatan tinggi untuk menggiling dan mengebor logam. Proses pengurangan ini menuntut persyaratan mendasar pada kekakuan dan ketahanan panas material.

Sebagai contoh, jika suatu material terlalu kaku, hal itu dapat mempercepat keausan alat dan mengganggu stabilitas pemotongan. Ini tidak hanya meningkatkan biaya dengan cepat tetapi juga memengaruhi akurasi pemesinan komponen.

Selama proses penggilingan CNC, gesekan antara benda kerja dan alat potong menghasilkan panas. Jika benda kerja itu sendiri tidak memiliki ketahanan panas yang cukup, benda kerja dapat mengalami deformasi akibat pemuaian termal. Karena komponen hasil pemesinan CNC biasanya memiliki persyaratan presisi yang ketat, hasil ini tidak dapat diterima.

 

Bahan yang tidak cocok untuk pemesinan CNC

Material yang tidak cocok untuk pemesinan CNC terutama dibatasi oleh sifat fisiknya, seperti elastisitas tinggi dan sifat komposit. Pada bagian ini, saya akan memperkenalkan beberapa jenis material dan menjelaskan mengapa material tersebut tidak cocok untuk pemesinan CNC.

Tabel: Material yang tidak cocok untuk pemesinan CNC

Bahan-bahanJenis	Bahan-bahan	Menyebabkan
Bahan Non-logam yang Sangat Elastis	Silikon, poliuretan lunak, TPE (elastomer termoplastik)	Sangat elastis, mudah berubah bentuk
Bahan Rapuh dengan Kekerasan Tinggi (Keramik dan Kaca)	Keramik oksida aluminium, kaca kuarsa, porselen industri, kaca temper.	Rapuh, mudah retak, keausan alat tinggi
Komposit Serat Karbon	CFRP (polimer yang diperkuat serat karbon)	Bersifat abrasif, risiko delaminasi, bahaya debu.
Logam yang Sangat Lunak dan Lengket	Emas murni, timbal lunak, timah	Terlalu lunak, lengket pada alat, mudah berubah bentuk.
Busa Berpori dengan Kepadatan Rendah	Spons, plastik busa, bahan berbusa	Dapat dikompresi, tidak dapat dikerjakan dengan mesin secara akurat.
Bahan Tidak Homogen	Kayu alami dengan simpul, bahan daur ulang, papan laminasi	Kepadatan tidak merata, gaya potong tidak stabil

Bahan Non-logam yang Sangat Elastis

Bahan-bahan ini menawarkan fleksibilitas dan ketahanan yang sangat baik dan umumnya digunakan dalam segel industri, isolasi getaran, dan barang-barang konsumen lunak. Contoh tipikalnya meliputi silikon, poliuretan lunak, dan berbagai elastomer termoplastik (TPE).

LVMA CNC memproses material ini menggunakan pemotongan cetakan atau pencetakan injeksi.

Penyebab: Selama proses pemesinan CNC, material ini cenderung meregang ke luar atau berubah bentuk ketika terkena alat potong yang berputar cepat, sehingga menghasilkan permukaan hasil pemesinan yang kasar dan tidak rata, serta menyulitkan pencapaian toleransi yang diinginkan.

Bahan Rapuh dengan Kekerasan Tinggi (Keramik dan Kaca)

Meskipun material ini memiliki ketahanan panas dan stabilitas kimia yang sangat baik, struktur kristalnya sangat rapuh dan kurang ulet dibandingkan logam. Contoh umum meliputi berbagai keramik industri, kuarsa, porselen dekoratif, dan kaca temper yang telah diberi perlakuan panas untuk meningkatkan kekuatannya. Dibandingkan dengan pemesinan CNC, material ini lebih cocok untuk proses seperti pemotongan waterjet dan pemesinan ultrasonik.

MenyebabkanBegitu gaya pemotongan mekanis dari mesin CNC diterapkan, retakan mikroskopis dapat dengan mudah terbentuk di permukaan, yang menyebabkan pengelupasan atau fragmentasi total dari seluruh bagian. Selain itu, kekerasan material yang tinggi dapat menyebabkan alat potong aus sebelum waktunya.

Komposit Serat Karbon

Ini adalah jenis material struktural ringan baru yang dibuat dengan merekatkan serat karbon berkekakuan tinggi dengan matriks resin. Material ini sering digunakan dalam penerbangan, balap, dan peralatan olahraga kelas atas di mana berat dan kekuatan sangat penting. Material ini lebih umum diproses melalui pencetakan tekan dan pemotongan laser.

MenyebabkanSerat karbon menunjukkan ketahanan abrasi yang sangat tinggi ketika Penggilingan CNC, yang menyebabkan alat-alat cepat tumpul. Selain itu, proses pemesinan seringkali mengakibatkan delaminasi dan robekan antar lapisan, dan debu halus yang dihasilkan bersifat konduktif sehingga menimbulkan bahaya kesehatan bagi operator.

Logam yang Sangat Lunak dan Lengket

Karena struktur atom internalnya, logam-logam ini menunjukkan keuletan yang sangat tinggi dan kekerasan tekan yang sangat rendah. Karena memiliki fluiditas yang baik dalam keadaan cair, kita biasanya menggunakan pengecoran investasi. Contoh yang terkenal termasuk timbal, timah, dan emas murni. Jika tujuannya adalah untuk menghasilkan produk berdinding tipis, pencetakan dapat digunakan.

MenyebabkanSaat alat CNC melakukan pemotongan kecepatan tinggi, logam-logam ini tidak hanya gagal membentuk serpihan yang bersih, tetapi karena panas dan tekanan, menjadi lengket dan menempel pada mata pisau seperti pasta tipis. Logam-logam ini bahkan dapat langsung berubah bentuk saat dijepit di penjepit atau perlengkapan lainnya karena tidak mampu menahan gaya penjepitan.

Busa Berpori dengan Kepadatan Rendah

Ciri khas dari material ini adalah bagian dalamnya dipenuhi dengan banyak rongga udara. Meskipun memiliki volume yang besar, kekakuan struktural keseluruhannya sangat rendah, sehingga sangat mudah dikompresi. Contoh umum termasuk spons busa dan busa polistirena. Kami biasanya merekomendasikan pemotongan kawat EDM, pemotongan laser, atau pemotongan cetakan khusus untuk efisiensi pemotongan yang lebih tinggi.

MenyebabkanKetika alat CNC mencoba memotong material ini, kompresi menyebabkan material tersebut terus-menerus runtuh ke dalam. Setelah alat ditarik, material tersebut memantul kembali, sehingga menghasilkan dimensi pemotongan yang sama sekali tidak terkendali. Dalam kasus yang parah, peleburan lokal dapat terjadi karena panas gesekan yang dihasilkan oleh putaran kecepatan tinggi.

Bahan Tidak Homogen

Bahan-bahan ini biasanya menunjukkan variasi yang signifikan dalam kepadatan fisik dan kekerasan di berbagai bagian karena pola pertumbuhan alami, metode pemrosesan yang kasar, atau kontaminasi dari bahan daur ulang. Contohnya termasuk kayu gelondong alami dengan simpul, plastik daur ulang yang mengandung benda asing yang tidak diketahui, dan panel laminasi dengan lapisan perekat yang diaplikasikan secara tidak merata. Untuk bahan-bahan seperti itu, umumnya disarankan untuk menggunakan mesin pengolahan kayu manual tradisional untuk pemrosesan kecepatan rendah. Namun, bahan kayu dengan tekstur seragam dapat diolah permukaannya menggunakan CNC.

MenyebabkanSaat spindel CNC bergerak dengan kecepatan tinggi, jika tiba-tiba memotong dari area dengan kepadatan rendah ke gumpalan material keras atau benda asing, gaya potong akan langsung meningkat. Dampak yang tidak terduga ini dapat dengan mudah menyebabkan getaran mesin yang parah, atau bahkan langsung mengakibatkan kerusakan alat atau kerusakan peralatan.

Kesimpulan

Memilih material yang tepat sangat penting untuk pemesinan CNC. Jika material tidak sesuai untuk pemesinan CNC, hal itu dapat menyebabkan serangkaian masalah, termasuk keausan alat yang berlebihan, waktu pemesinan yang lama, cedera pribadi, dan kegagalan untuk mencapai hasil desain yang diinginkan. Memilih material yang tepat untuk komponen Anda adalah langkah pertama dalam pemesinan CNC.

Jika Anda memiliki proyek yang sedang berjalan dan tidak yakin material mana yang harus dipilih, klik tombol di bawah ini untuk mengirimkan pertanyaan. Para insinyur LVMA CNC akan segera menganalisis bagian Anda dan memberikan rekomendasi material yang sesuai.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Apa saja keterbatasan permesinan CNC?