Factores clave a considerar durante el proceso de selección de materiales CNC

El mecanizado de control numérico por computadora (CNC) es una familia de procesos de fabricación sustractiva que utiliza estaciones de mecanizado controladas por computadora para dar forma a piezas a partir de un bloque de material más grande mediante una combinación de corte, mandrinado, fresado y otras operaciones.

Una ventaja clave del proceso de mecanizado es que es compatible con una amplia gama de materiales, desde plástico y madera hasta metal y fibra de vidrio. Sin embargo, el hecho de que muchos materiales se puedan mecanizar no debería ser una excusa para elegir un material basado únicamente en su asequibilidad o beneficios estéticos; aún debe evaluar cuidadosamente todos los factores relevantes contra los requisitos de su proyecto.

El titanio, por ejemplo, es fuerte, duradero y resistente a la oxidación, razón por la cual se usa mucho en implantes médicos y aplicaciones aeroespaciales, mientras que el nailon, que tiene una fuerte estabilidad dimensional y es bastante resistente al desgaste, es muy adecuado para cojinetes y piezas que estarán sujetas a peso o presión.

El proceso de selección de materiales debe comenzar evaluando los requisitos de la aplicación final de la pieza. De hecho, simplemente separando las características y propiedades absolutamente esenciales de aquellas que son meramente beneficiosas, puede destilar rápidamente el grupo de materiales viables en una lista manejable. Este es el primer paso para tomar decisiones mejor informadas con respecto a la selección de materiales, pero hay algunas otras consideraciones que pueden ayudarlo a reducir sus mejores opciones.

Factores ambientales

El entorno en el que se utilizará una pieza suele ser un factor decisivo clave. Si se espera que el componente funcione en entornos inusualmente cálidos o fríos, o si se someterá a llamas, radiación ultravioleta o productos químicos agresivos, entonces debe diseñarse para tolerar esas condiciones. Un componente clave de un diseño efectivo será seleccionar el material apropiado para el trabajo.

Los materiales de grado médico y alimentario son los mejores ejemplos:además de ser seguros para uso personal (por ejemplo, garantizados para no filtrarse), deben poder resistir esterilizaciones químicas cáusticas y/o el calor de un autoclave.

Factores eléctricos

Si su pieza debe ser eléctricamente conductora o aislante, entonces elegir el mejor material para el trabajo es de suma importancia. El nailon 6/6 es un buen aislante, por ejemplo, y el cobre es un excelente conductor, por lo que es fundamental que cada uno se utilice para la aplicación adecuada.

Factores mecánicos

La aplicación de uso final de una pieza debe informar la selección de materiales CNC, especialmente si la aplicación involucra carga, desgaste u otras fuerzas externas. Lo que esperaría de los componentes de acero inoxidable rígidos y duraderos es muy diferente de lo que esperaría del policarbonato (PC), HDPE y otros metales como el latón o el aluminio.

La identificación de propiedades deseables como resistencia a la tracción o compresión, flexibilidad, resistencia al impacto, resistencia al desgaste y más puede ayudar a aislar materiales específicos que se adaptan mejor a la función de la pieza.

Consideraciones cosméticas

Las apariencias pueden ser una consideración secundaria para muchos equipos de productos, pero para algunas partes, la estética es de vital importancia, especialmente para los productos de consumo. Los equipos de productos pueden estar buscando materiales con opciones cosméticas específicas, incluidos acabados superficiales, transparencia o color.

Los plásticos suelen estar disponibles en una amplia gama de colores, mientras que la mayoría de los metales se pueden colorear mediante el procesamiento posterior. Además, un acabado de superficie, ya sea un brillo de alto brillo o una textura antideslizante, a menudo puede mejorar la pieza tanto desde el punto de vista estético como funcional.

Tolerancias

Las tolerancias dimensionales de una pieza afectan todo, desde la elección del material hasta el diseño de mecanizado CNC, las herramientas de corte y los costos de producción. Diferentes materiales responden a las fuerzas de corte de diferentes maneras, y algunos son inherentemente más fáciles de mecanizar. Esto da como resultado tolerancias alcanzables que son ligeramente diferentes entre materiales, incluso en la misma maquinaria.

Si las tolerancias estrictas y repetibles son una preocupación, entonces es importante comprender las posibles tolerancias para el material seleccionado. Y si las tolerancias dimensionales no son de importancia crítica para una pieza en particular, relajarlas puede reducir potencialmente el tiempo y los gastos asociados con el mecanizado de la pieza.

Coste de materiales

Por supuesto, los costos de los materiales son una consideración importante para la mayoría de los equipos de productos, quienes a menudo tienen la tarea de desarrollar soluciones innovadoras con presupuestos ajustados. Digamos que encuentra el material perfecto para una pieza que está diseñando, pero es prohibitivamente caro. ¿Qué haces?

En algunos casos, la siguiente mejor opción puede ser obvia, pero es posible que también deba hacer algunas concesiones y sopesar cuidadosamente la funcionalidad, la resistencia, la dureza y otros factores de los diferentes materiales. Esto le permitirá determinar el material o los materiales que mejor se adapte a los requisitos específicos de su proyecto.

Agilice el proceso de selección de materiales CNC

Su elección de material afecta casi todos los aspectos del ciclo de vida del producto, desde la creación de prototipos y la producción hasta cómo resiste el desgaste natural en su aplicación final. La selección de materiales es una parte vital para garantizar que una pieza funcione según lo previsto.

Teniendo en cuenta la amplia gama de materiales potenciales disponibles para los ingenieros y los equipos de productos, contar con un socio de fabricación confiable como Fast Radius para guiarlo a través del proceso de selección de productos puede simplificar el proceso de manera espectacular. Nuestro equipo brinda optimización de diseño, desarrollo de productos, ingeniería de materiales, fabricación bajo demanda y servicios de cumplimiento.

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