Hangi Malzemeler CNC ile İşlenemez? Mühendislerin Çoğunun Gözden Kaçırdığı Bir Nokta

CNC işleme, karmaşık parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılan bir eksiltme imalat sürecidir. Otomotiv sınıfı alüminyum ve titanyum alaşımlı bileşenlerden günlük olarak kullandığımız plastik parçalara kadar, CNC ile işlenmiş parçalar hayatımızın ayrılmaz bir parçasıdır. Bununla birlikte, CNC işleme her şeye uygun bir çözüm değildir. Bu makale, CNC işleme için uygun olmayan malzemeleri inceleyecektir.

CNC İşleme Yöntemlerinin Malzeme Açısından Sınırlamaları

CNC, "Bilgisayar Sayısal Kontrolü" anlamına gelir ve metalin frezelenmesi ve delinmesinde yüksek hızlı dönen kesici takımların kullanılmasını içerir. Bu talaşlı imalat işlemi, malzemenin sertliği ve ısı direnci konusunda temel gereksinimler ortaya koyar.

Örneğin, bir malzeme çok sertse, takım aşınmasını hızlandırabilir ve kesme stabilitesini tehlikeye atabilir. Bu durum sadece maliyetleri hızla artırmakla kalmaz, aynı zamanda parçaların işleme doğruluğunu da etkiler.

CNC frezeleme sırasında, iş parçası ile kesici takım arasındaki sürtünme ısı üretir. İş parçasının kendisi yeterli ısı direncine sahip değilse, termal genleşme nedeniyle deforme olabilir. CNC işlenmiş parçaların genellikle yüksek hassasiyet gereksinimleri olduğundan, bu sonuç kabul edilemez.

 

CNC işleme için uygun olmayan malzemeler

CNC işleme için uygun olmayan malzemeler, öncelikle yüksek elastikiyet ve kompozit yapı gibi fiziksel özellikleriyle sınırlıdır. Bu bölümde, çeşitli malzeme türlerini tanıtacak ve neden CNC işleme için uygun olmadıklarını açıklayacağım.

Tablo: CNC işleme için uygun olmayan malzemeler

MalzemelerTip	Malzemeler	Neden
Yüksek Elastikiyetli Metal Olmayan Malzemeler	Silikon, yumuşak poliüretan, TPE (termoplastik elastomer)	Son derece esnek, kolayca deforme olur.
Yüksek Sertlikte Kırılgan Malzemeler (Seramik ve Cam)	Alüminyum oksit seramik, kuvars cam, endüstriyel porselen, temperli cam	Kırılgan, çatlamaya yatkın, yüksek takım aşınması
Karbon Fiber Kompozitler	CFRP (karbon fiber takviyeli polimer)	Aşındırıcı, katman ayrılması riski, toz tehlikesi
Son derece yumuşak ve yapışkan metaller	Yüksek saflıkta altın, yumuşak kurşun, kalay	Çok yumuşak, alete yapışıyor, kolayca deforme oluyor.
Düşük Yoğunluklu Gözenekli Köpükler	Sünger, köpük plastikler, köpük malzemeler	Sıkıştırılabilir, ancak hassas bir şekilde işlenemez.
Homojen Olmayan Malzemeler	Budaklı doğal ahşap, geri dönüştürülmüş malzemeler, lamine levhalar	Düzensiz yoğunluk, kararsız kesme kuvveti

Yüksek Elastikiyetli Metal Olmayan Malzemeler

Bu malzemeler mükemmel esneklik ve dayanıklılık sunar ve genellikle endüstriyel contalarda, titreşim izolasyonunda ve yumuşak tüketim mallarında kullanılır. Tipik örnekler arasında silikon, yumuşak poliüretan ve çeşitli termoplastik elastomerler (TPE) yer alır.

LVMA CNC, bu malzemeleri kalıp kesme veya enjeksiyon kalıplama yöntemlerini kullanarak işler.

Sebep: CNC işleme sırasında, bu malzemeler hızla dönen kesici takımlara maruz kaldıklarında dışa doğru gerilme veya deforme olma eğilimindedirler; bu da pürüzlü, düzensiz işlenmiş yüzeylere yol açar ve istenen toleranslara ulaşmayı zorlaştırır.

Yüksek Sertlikte Kırılgan Malzemeler (Seramik ve Cam)

Bu malzemeler mükemmel ısı direnci ve kimyasal kararlılığa sahip olsalar da, kristal yapıları son derece kırılgandır ve metallerde bulunan sünekliğe sahip değildirler. Yaygın örnekler arasında çeşitli endüstriyel seramikler, kuvars, dekoratif porselen ve mukavemetini artırmak için ısıl işlem görmüş temperli cam bulunur. CNC işleme ile karşılaştırıldığında, bu malzemeler su jeti kesme ve ultrasonik işleme gibi işlemler için daha uygundur.

NedenCNC işleme yöntemiyle uygulanan mekanik kesme kuvvetleri sonucunda, yüzeyde mikroskobik çatlaklar kolayca oluşabilir ve bu da parçanın tamamen kırılmasına veya parçalanmasına yol açabilir. Ayrıca, malzemenin yüksek sertliği, kesici takımın erken aşınmasına neden olabilir.

Karbon Fiber Kompozitler

Bu, yüksek sertliğe sahip karbon fiberlerin reçine matrisiyle birleştirilmesiyle oluşturulan yeni bir hafif yapısal malzeme türüdür. Ağırlık ve mukavemetin kritik olduğu havacılık, yarış ve üst düzey spor ekipmanlarında sıklıkla kullanılır. Bu malzeme daha yaygın olarak kalıp presleme ve lazer kesim yöntemleriyle işlenir.

NedenKarbon fiber, aşırı aşınma direnci gösterir. CNC frezelemeBu durum, aletlerin hızla körelmesine neden olur. Dahası, işleme genellikle katmanlar arasında ayrılmaya ve yırtılmaya yol açar ve ortaya çıkan ince iletken toz, operatörler için sağlık tehlikesi oluşturur.

Son derece yumuşak ve yapışkan metaller

İç atomik yapıları nedeniyle bu metaller son derece yüksek süneklik ve çok düşük basınç sertliğine sahiptir. Erimiş haldeyken iyi akışkanlık gösterdikleri için genellikle hassas döküm yöntemi kullanılır. Bilinen örnekler arasında kurşun, kalay ve yüksek saflıkta katı altın bulunur. İnce duvarlı ürünler üretmek amaçlanıyorsa, presleme yöntemi kullanılabilir.

NedenCNC takımları yüksek hızda kesim yaptığında, bu metaller yalnızca temiz talaş oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda ısı ve basınç nedeniyle yapışkan hale gelir ve ince bir macun gibi kesici kenara yapışır. Hatta mengene veya fikstürlere sıkıştırıldıklarında, sıkıştırma kuvvetine dayanamadıkları için anında deforme olabilirler.

Düşük Yoğunluklu Gözenekli Köpükler

Bu malzemelerin belirleyici özelliği, içlerinin çok sayıda hava cebiyle dolu olmasıdır. Hacimleri büyük olmasına rağmen, genel yapısal rijitlikleri son derece düşüktür, bu da onları yüksek oranda sıkıştırılabilir hale getirir. Yaygın örnekler arasında köpük sünger ve polistiren köpük bulunur. Daha yüksek kesim verimliliği için genellikle tel erozyonla kesim, lazer kesim veya özel kalıp kesim yöntemlerini öneriyoruz.

NedenCNC tezgahı bu malzemeyi kesmeye çalıştığında, sıkıştırma nedeniyle malzeme sürekli olarak içe doğru çöker. Tezgah geri çekildiğinde, malzeme eski haline döner ve bu da tamamen kontrol edilemez kesim boyutlarına yol açar. Ciddi durumlarda, yüksek hızlı dönüşten kaynaklanan sürtünme ısısı nedeniyle bölgesel erime meydana gelebilir.

Homojen Olmayan Malzemeler

Bu malzemeler, doğal büyüme şekilleri, kaba işleme yöntemleri veya geri dönüştürülmüş malzemelerden kaynaklanan kirlenme nedeniyle farklı bölümlerde fiziksel yoğunluk ve sertlikte önemli farklılıklar gösterir. Örnekler arasında düğümlü doğal kütükler, bilinmeyen yabancı madde içeren geri dönüştürülmüş plastikler ve düzensiz uygulanmış yapıştırıcı katmanlarına sahip lamine paneller bulunur. Bu tür malzemeler için genellikle düşük hızda işleme için geleneksel manuel ağaç işleme makinelerinin kullanılması önerilir. Bununla birlikte, düzgün dokuya sahip ahşap malzemeler CNC kullanılarak yüzey işlenebilir.

NedenCNC tezgahında yüksek hızda hareket eden bir iş mili, aniden düşük yoğunluklu bir alandan yüksek sertlikteki bir düğüme veya yabancı cisme doğru kesim yaparsa, kesme kuvveti anında artar. Bu öngörülemeyen etki, makinede ciddi titreşimlere, hatta doğrudan takım kırılmasına veya ekipman hasarına yol açabilir.

Çözüm

CNC işleme için uygun malzemenin seçimi çok önemlidir. Malzeme CNC işleme için uygun değilse, aşırı takım aşınması, uzun işleme süreleri, kişisel yaralanmalar ve istenen tasarım sonuçlarına ulaşılamaması gibi bir dizi soruna yol açabilir. Parçanız için doğru malzemeyi seçmek, CNC işlemenin ilk adımıdır.

Devam eden bir projeniz varsa ve hangi malzemeyi seçeceğinizden emin değilseniz, aşağıdaki düğmeye tıklayarak bir talep gönderin. LVMA CNC mühendisleri parçanızı hemen analiz edecek ve size uygun malzeme önerilerinde bulunacaktır.

SSS

CNC işleme yönteminin sınırlamaları nelerdir?