Factores esenciales para seleccionar el material CNC ideal

El Control Numérico Computarizado (CNC) es una familia de procesos de fabricación sustractivos que utiliza estaciones de mecanizado controladas por computadora para dar forma a piezas a partir de un bloque mayor de material mediante una combinación de corte, taladrado, 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 puedan mecanizarse no debería ser una excusa para elegir un material basándose únicamente en su asequibilidad o beneficios estéticos; todavía necesita evaluar cuidadosamente todos los factores relevantes frente a los requisitos de su proyecto.

El titanio, por ejemplo, es fuerte, duradero y resistente al óxido, por lo que se utiliza ampliamente en implantes médicos y aplicaciones aeroespaciales, mientras que el nailon, que tiene una fuerte estabilidad dimensional y es bastante resistente al desgaste, es adecuado para rodamientos y piezas que serán sometidas 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 las que son meramente beneficiosas, puede destilar rápidamente el grupo de materiales viables a una lista manejable. Este es el primer paso para tomar decisiones mejor informadas sobre la selección de materiales, pero hay algunas otras consideraciones que pueden ayudarle a reducir sus mejores opciones.

Factores ambientales

El entorno en el que se utilizará una pieza es a menudo un factor decisivo clave. Si se espera que el componente funcione en entornos inusualmente calientes o fríos, o será sometido a llamas, radiación UV o productos químicos agresivos, entonces debe diseñarse para tolerar esas condiciones. Un componente clave del diseño efectivo será seleccionar el material apropiado para el trabajo.

Los materiales de grado médico y alimentario son ejemplos principales; además de ser seguros para uso personal (p. ej., garantizados para no filtrar sustancias), deben poder soportar esterilizaciones químicas cáusticas y/o el calor de un autoclave.

Factores eléctricos

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

Factores mecánicos

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

Identificar 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 sean los más adecuados para la función de la pieza.

Consideraciones estéticas

Las apariencias pueden ser una consideración secundaria para muchos equipos de producto, pero para algunas piezas, la estética es de importancia crítica, especialmente para productos de consumo. Los equipos de producto pueden buscar materiales con opciones estéticas específicas, incluyendo acabados superficiales, transparencia o color.

Los plásticos están típicamente disponibles en una amplia gama de colores, mientras que la mayoría de los metales pueden colorearse mediante post-procesado. Además, un acabado superficial, ya sea un brillo alto o una textura antideslizante, a menudo puede mejorar la pieza desde las perspectivas estética y funcional.

Tolerancias

Las tolerancias dimensionales de una pieza afectan todo, desde la elección del material hasta el diseño de mecanizado CNC, herramientas de corte y costes de producción. Los diferentes materiales responden a las fuerzas de corte de manera diferente, y algunos son inherentemente más fáciles de mecanizar. Esto resulta en tolerancias alcanzables que son ligeramente diferentes entre materiales, incluso en la misma maquinaria.

Si las tolerancias ajustadas y repetibles son una preocupación, entonces es importante comprender las tolerancias posibles 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 el gasto asociados con el mecanizado de la pieza.

Costes de materiales

Por supuesto, los costes de materiales son una consideración importante para la mayoría de los equipos de producto, que 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 hace?

En algunos casos, una opción siguiente mejor podría ser obvia, pero también puede necesitar hacer algunos compromisos y sopesar cuidadosamente la funcionalidad, fuerza, dureza y otros factores de diferentes materiales. Esto le permitirá determinar el material o materiales que mejor se adapten 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 el prototipado y la producción hasta cómo aguanta contra el desgaste natural en su aplicación final. La selección de materiales es una parte vital para garantizar que una pieza funcione según lo previsto.

Considerando la amplia gama de materiales potenciales disponibles para ingenieros y equipos de producto, tener un socio de fabricación de confianza como Fast Radius para guiarle a través del proceso de selección de productos puede simplificar el proceso drásticamente. Nuestro equipo proporciona optimización de diseño, desarrollo de productos, ingeniería de materiales, fabricación a demanda y servicios de cumplimiento.

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