Você esboçou um gadget legal e quer uma amostra da vida real - rápido. Mas qual bloco de material você deve colocar no moinho? A escolha errada pode rachar, derreter ou estourar seu orçamento. É por isso que conhecer os melhores materiais para usinagem CNC de protótipos é importante antes de pressionar "Cycle Start". Os principais grupos de materiais para usinagem CNC de protótipos são:

1. Alumínio leve, mas resistente.
2. Aços para trabalho pesado, inclusive aço inoxidável.
3. Titânio, latão e cobre de alta tecnologia.
4. Plásticos versáteis como ABS, PC, POM, PEEK e náilon.
5. Orçamento de espuma ou MDF para cortes de teste de primeira passagem.

Fique por perto para ver como cada metal ou plástico se destaca, quando as vantagens dos métodos de máquina CNC superam a impressão 3D e por que um confiável torno CNC às vezes supera uma fresadora. Vamos encerrar tudo com tabelas, dicas rápidas e uma lista de verificação fácil.

Combine o material com a função do protótipo de usinagem CNC

Todo projeto tem uma função: manter o peso, resistir ao calor, economizar gramas ou simplesmente ser barato. Essa única necessidade deve orientar sua escolha de material para a usinagem CNC de protótipos. O alumínio 6061 é ideal para estruturas de drones porque é leve e usina como manteiga. O aço inoxidável 316 protege os misturadores de alimentos contra a ferrugem. O PEEK ri a 250 °C, perfeito para blocos de impressoras de ponta quente. O cobre resfria eletrônicos com uma condutividade super-heroica. Até mesmo as engrenagens simples de náilon duram mais que o metal em brinquedos empoeirados porque são autolubrificadas. O segredo é equilibrar cinco alavancas - resistência, calor, peso, condutividade e custo - antes de comprar o estoque de barras. Puxe a alavanca certa e o protótipo não apenas funcionará, mas será aprovado nas revisões de projeto na primeira tentativa.

Força e peso 

Forte, porém leve, economiza combustível e pulso. O alumínio e o titânio lideram essa combinação. A máquina CNC para metal pode embutir o alumínio em profundidade sem vibração, reduzindo gramas para drones. O titânio é mais pesado, mas tem o dobro da resistência, ideal para parafusos ortopédicos que não podem se dobrar. Os plásticos, como o náilon com enchimento de vidro, ficam na metade do caminho - mais leves que os metais, mas resistentes o suficiente para dobradiças de laptop.

Calor e faíscas

Motores, fornos ou LEDs geram calor. O aço inoxidável mantém a forma a 600 °C; o PEEK a 250 °C; o alumínio atinge apenas 150 °C antes de amolecer. Um cuidado Aplicação da máquina CNC em aletas de resfriamento significa escolher ligas como a 7075-T6, que resiste melhor à fluência do que a 6061. O cobre espalha o calor rapidamente, mas é caro e difícil de cortar - alimentação lenta, ferramentas afiadas!

Carteira e prazo 

As primeiras maquetes podem usar ABS ou espuma barata para verificar o ajuste. Quando a forma e o encaixe estiverem corretos, passe para os metais finais. Encomendar uma pequena placa de latão custa menos do que um tarugo de titânio, mas o resultado é mais bonito. Lembre-se das vantagens da máquina CNC: troca rápida de ferramentas, alta repetibilidade e baixa fixação, de modo que o custo do material geralmente domina os orçamentos dos protótipos.

Campeão em alumínio, rápido e amigável

O alumínio 6061 se destaca na usinagem CNC de protótipos porque corta cinco vezes mais rápido do que o aço, poupando o desgaste da ferramenta e o estresse da carteira. As peças saem do torno com um brilho acetinado, necessitando de pouco polimento. Em um Máquina de torneamento CNCO alumínio de alta resistência, com lascas de alumínio, é perfeito para anéis de lentes de câmeras. O 7075 de maior resistência entra em cena para montagens de motores de drones em que cada grama é importante. A anodização adiciona cores do arco-íris e proteção contra arranhões.

Informações: Avanço típico: 0,05 mm/dente, 10000 rpm em uma fresa de topo de 6 mm para 6061.

Aços macios e de liga - músculos do cotidiano

Quando os protótipos precisam imitar as cargas industriais finais, o aço é o melhor. O aço carbono 1018 é facilmente soldado para estruturas; a liga 4140 é tratada termicamente para obter a resistência da engrenagem. Sim, os cortadores rastejam mais devagar, mas a recompensa é a resistência ao impacto. Para evitar a ferrugem, limpe as peças com óleo leve ou passe para o aço inoxidável - nosso próximo herói.

Fato: O 4140 tratado termicamente atinge 40 HRC, aproximadamente o dobro da dureza do alumínio 6061.

Cavalo de batalha à prova de ferrugem em aço inoxidável

Liquidificadores de cozinha, grampos médicos e bots para uso externo exigem corrosão zero. O aço inoxidável 304 funciona bem; o 316 custa um pouco mais caro, mas ri da névoa salina. Use carboneto afiado e líquido de arrefecimento constante para impedir o endurecimento do trabalho. O peso do aço inoxidável supera a vibração, o que é útil para bases de tripé.

Dica rápida: Reduza a velocidade da superfície em 20% após o primeiro minuto para manter as bordas do cortador frias.

Titânio - leve, forte e chamativo

Precisa de vibrações de nave espacial? O titânio oferece músculos semelhantes aos do aço com a metade do peso. Ele resiste aos fluidos corporais, o que o torna perfeito para placas ósseas. Mas sua natureza elástica pode causar vibrações. Avanços lentos, alto nível de líquido de arrefecimento e pequenos cortes radiais o domam. Até mesmo a melhor máquina CNC de metal se beneficia de um porta-ferramentas pequeno.

Perigo: Lascas secas podem entrar em combustão - limpe as aparas imediatamente e mantenha um extintor Classe D à mão.

Latão e cobre - suave e condutivo

O latão C360 se transforma em maçanetas elegantes em um Serviço de torneamento CNC com chips amanteigados. O cobre C110 afasta o calor dos LEDs e PCBs. Ambos brilham após um leve polimento. Atenção: o cobre puro é pegajoso; lubrifique-o generosamente.

Sucesso: A usinabilidade do latão está próxima de 100 % no gráfico de comparação - corta mais rápido que o alumínio.

ABS e nylon - estrelas do orçamento em plástico

O ABS é moído sem derreter, perfeito para gabinetes de encaixe. A natureza autolubrificante do nylon é adequada para peças deslizantes em robôs. Os plásticos são mais bem cortados com brocas de hélice alta de canal em O e retentores a vácuo. Quer uma amostra de engrenagem em horas? O plástico supera o metal em termos de ruído da oficina, secagem de cavacos e preço.

Opções de policarbonato e acrílico transparente

Carcaças transparentes, tubos de luz e modelos de exibição adoram esses plásticos. O policarbonato é resistente; o acrílico é cristalino, mas quebradiço. Velocidades mais baixas do fuso evitam o derretimento das bordas. Combine painéis de acrílico cortados a laser com saliências fresadas por CNC para aumentar a resistência - o híbrido mostra a aplicação diversificada dos métodos de máquina CNC.

POM (Delrin) - Precisão de clique e encaixe

Quando a tolerância é importante, o POM cumpre o que promete. Sua baixa fluência é adequada para gabaritos e acessórios. O acabamento da superfície é liso, reduzindo o arrasto nas rodas do transportador. Os cavacos se enrolam como molas, mantendo a área de trabalho organizada.

PEEK - Super-herói de alta temperatura

Para protótipos que enfrentam autoclaves ou óleo quente, o PEEK se mantém firme a 250 °C. Ele corta como madeira de lei, mas custa como ouro - use com moderação. A usinagem CNC bem-sucedida de protótipos com PEEK geralmente significa desbaste em plástico mais barato e, em seguida, passes finais em PEEK real para confirmar o ajuste.

Tabela: Guia de seleção rápida de materiais

Por que escolher CNC em vez de impressão 3D?

O vantagens da máquina CNC Os trabalhos de fresagem são tolerâncias rígidas, classes de materiais reais e acabamentos espelhados - características que as impressoras 3D ainda buscam. A fresagem também evita artefatos de camadas, vitais para a vedação de fluidos. Imprima para testes de forma; frese para testes de resistência. Combine ambos para uma iteração rápida.

Função da máquina de torneamento CNC na prototipagem

Nem toda peça é um bloco. Eixos, buchas e polias ganham vida em uma máquina de torneamento CNC. O torneamento gira o material em torno de uma ferramenta estacionária, proporcionando arredondamento abaixo de 0,01 mm. Combine o torneamento para diâmetros externos e o fresamento para ranhuras de chaveta para reduzir as configurações pela metade.

Informações: Os tornos Live-tool fresam planos sem mover a peça para outra máquina. Ganho de eficiência!

Aplicações de máquinas CNC em todos os setores

De implantes dentários a pedais de carros de corrida, a aplicação da tecnologia de máquinas CNC está presente em todos os cantos. MédicoParafusos ósseos de titânio. Aeroespacial: nervuras de alumínio. Tecnologia de consumo: Carcaças de smartwatch em ABS. A compreensão dessas categorias ajuda a escolher especificações de materiais semelhantes às da produção final, aumentando a precisão do protótipo.

Limitações e ajustes de design

Aletas superfinas vibram; bolsões profundos retêm cavacos. Ajuste o projeto para facilitar a usinagem - adicione filetes, amplie as ranhuras, divida as peças. Uma rápida conversa sobre DFM logo no início pode evitar ferramentas quebradas mais tarde. Até mesmo as poderosas máquinas CNC de metal seguem a física.

Advertências: Diâmetro mínimo da ferramenta ≈ 10 × altura da peça para uma relação de aspecto segura - honre a matemática!

Conclusão

Escolher o material certo é o coração da usinagem CNC de protótipos bem-sucedidos. O alumínio proporciona velocidade, os aços trazem força, os inoxidáveis combatem a ferrugem, o titânio reduz o peso, o latão e o cobre acrescentam classe e os plásticos cobrem o orçamento e a discrição. Combine essas opções com as vantagens da precisão da máquina CNC, a proeza de arredondamento de uma máquina de torneamento CNC e a ampla aplicação dos truques da máquina CNC, e seus protótipos passarão do conceito à bancada de testes em tempo recorde. No próximo projeto, deixe a ciência dos materiais guiar seus percursos de ferramenta e observe o sucesso.

Perguntas frequentes

Posso trocar o material no meio do projeto?
Sim, mas execute uma nova simulação do percurso da ferramenta - os avanços são diferentes.

Quais são as melhores roscas de plástico?
O POM mantém as roscas sem inserções; use passo grosso.

O alumínio é resistente o suficiente para peças de motor?
Em geral, se o calor ficar abaixo de 150°C, procure o aço ou o titânio.

Preciso de líquido de arrefecimento para plásticos?
Normalmente, o jato de ar é suficiente; a água pode inchar o náilon.

Qual é o nível de tolerância do CNC?
Com ferramentas adequadas, ±0,01 mm é comum para o trabalho de protótipo.