ตัวเลือกวัสดุสำหรับชิ้นส่วน CNC มีอะไรบ้าง

เหตุใดอลูมิเนียมจึงเป็นตัวเลือกชั้นนำสำหรับการกลึง CNC

อลูมิเนียมถือเป็นวัสดุชั้นนำสำหรับงานกลึง CNC เนื่องจากมีความแข็งแรงเมื่อเทียบกับน้ำหนัก และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี กว่าครึ่งหนึ่งของชิ้นส่วนทั้งหมดที่ผลิตด้วยกระบวนการ CNC ในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ ใช้อะลูมิเนียมโลหะผสมชนิดต่างๆ เนื่องจากวัสดุเหล่านี้ช่วยลดน้ำหนักได้อย่างมาก โดยเบากว่าเหล็กถึง 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ แต่ยังคงความสามารถในการรับแรงโครงสร้างได้ดี อะไรทำให้อลูมิเนียมเหมาะกับการใช้งานเหล่านี้? ก็เพราะมีชั้นออกไซด์ธรรมชาติเคลือบผิวอยู่ ทำหน้าที่เหมือนเกราะป้องกันสนิมในตัวเอง ชิ้นส่วนที่ทำจากอลูมิเนียมจึงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความชื้นตลอดเวลา เช่น บริเวณชายฝั่งทะเล หรือภายในยานพาหนะที่สัมผัสกับเกลือถนนในช่วงฤดูหนาว

โลหะผสมอลูมิเนียมที่นิยมใช้ในชิ้นส่วน CNC: 6061 เทียบกับ 7075

6061 ยังคงเป็นโลหะผสมที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับต้นแบบและชิ้นส่วนทั่วไป เนื่องจากมีความสมดุลระหว่างความสามารถในการขึ้นรูปและต้นทุน ในทางตรงกันข้าม 7075 มีความโดดเด่นในงานที่ต้องรับแรงสูง เช่น โครงปีกเครื่องบิน โดยองค์ประกอบที่เสริมสังกะสีทำให้มีความต้านทานการเหนื่อยล้าได้สูงกว่า 6061 ถึงสองเท่า

ประโยชน์ด้านการนำความร้อนและการนำไฟฟ้า

ความสามารถในการนำความร้อนของอลูมิเนียม (120–210 วัตต์/เมตร·เคลวิน) ทำให้มันเหมาะสำหรับใช้เป็นฮีทซิงก์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสามารถกระจายความร้อนได้เร็วกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมถึง 30% นอกจากนี้ ความสามารถในการนำไฟฟ้า (35.5×10⁶ ซีเมนส์/เมตร) ยังทำให้อลูมิเนียมกลายเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมสำหรับใช้ในบัสบาร์และตัวเรือนขั้วต่อ โดยช่วยลดการสูญเสียพลังงานในระบบส่งกำลังไฟฟ้า

กรณีศึกษา: การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

การออกแบบใหม่ในปี 2023 สำหรับขาจับยึดดาวเทียมโดยใช้อลูมิเนียม 6061-T6 ช่วยลดน้ำหนักรวมของการประกอบลงได้ 22% ทำให้สามารถดำเนินภารกิจได้นานขึ้น การออกซิไดซ์ผิวหลังจากการกัดขึ้นรูปช่วยเพิ่มความแข็งของผิวได้ถึง 300% ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดด้านการป้องกันรังสีในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

แนวโน้ม: การผลิต CNC อย่างยั่งยืนด้วยอลูมิเนียมรีไซเคิล

การนำอลูมิเนียมอัลลอยรีไซเคิลมาใช้ในชิ้นส่วน CNC เพิ่มขึ้นถึง 52% ตั้งแต่ปี 2020 เทคโนโลยีการหลอมใหม่ในปัจจุบันสามารถกู้คืนเศษวัสดุหลังการผลิตได้ถึง 95% โดยไม่ลดทอนความสามารถในการกลึง ซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐานวงจรชีวิต ISO 14040 และช่วยลดต้นทุนวัสดุลง 18–25%

เหล็กและเหล็กกล้าไร้สนิมสำหรับชิ้นส่วน CNC ที่ทนทาน

เหล็กอัลลอยเป็นวัสดุหลักในงาน CNC อุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานสูง โดยมากกว่า 60% ของชิ้นส่วนเครื่องจักรหนักใช้วัสดุที่ทำจากเหล็ก ผู้ผลิตให้ความสำคัญกับเหล็กเนื่องจากมีความแข็งแรงเชิงโครงสร้างที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีแรงกดสูง

ความแข็งแรงเชิงกลของชิ้นส่วน CNC เหล็กในงานอุตสาหกรรม

ส่วนประกอบเหล็กที่ผลิตผ่านการกลึงด้วยเครื่อง CNC สามารถรองรับแรงตึงได้สูงมาก ถึงระดับ 2000 MPa ในระบบไฮดรอลิกและเครื่องอัดต่างๆ เมื่อพิจารณาเหล็กกล้าคาร์บอนสูง เช่น เกรด 4140 วัสดุเหล่านี้สามารถรับน้ำหนักได้มากกว่าอะลูมิเนียมประมาณ 120 เปอร์เซ็นต์ นั่นคือเหตุผลที่เราพบวัสดุประเภทนี้บ่อยครั้งในสถานที่ที่มีความเครียดสูงต่อข้อต่อของอุปกรณ์ในเหมืองแร่ ภายในเกียร์รถยนต์ที่ต้องทนทาน และแม้แต่ในเฟืองของเครื่องจักรก่อสร้างขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้ผลิตจำนวนมากที่พิจารณาเรื่องต้นทุน ยังคงมีข้อดีของเหล็กกล้าคาร์บอนเกรด 1045 แบบดั้งเดิม เหล็กชนิดนี้มีความต้านทานแรงดึง (yield strength) ประมาณ 580 MPa ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนที่ผลิตจากวัสดุนี้มีอายุการใช้งานยาวนาน ในขณะที่ยังคงสามารถกลึงได้ง่ายค่อนข้างดี ทำให้วัสดุนี้เป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่บริษัทที่ผลิตสกรูและชิ้นส่วนยึดต่างๆ ซึ่งต้องการสมดุลที่ลงตัวระหว่างประสิทธิภาพและการควบคุมต้นทุน

ความต้านทานการกัดกร่อนของชิ้นส่วนสแตนเลสสตีลที่ผลิตด้วยเครื่อง CNC

ชิ้นส่วน CNC จากเหล็กกล้าไร้สนิมช่วยลดต้นทุนการเปลี่ยนอุปกรณ์ลง 40% ในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน เมื่อเทียบกับเหล็กคาร์บอนที่ไม่ผ่านการบำบัด ชั้นออกไซด์โครเมียมในเกรดเช่น 304 และ 316 ให้:

อุตสาหกรรมการแปรรูปอาหารและอุตสาหกรรมทางทะเลใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 สำหรับชิ้นส่วนปั๊มที่สัมผัสกับคลอไรด์และกรดอินทรีย์

เปรียบเทียบ: เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 กับ 316 ในการกลึง CNC

แม้ว่าทั้งสองเกรดจะมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม แต่เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 มีโมลิบดีนัม 2–3% ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในงานเช่น ตัววาล์วบนแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง ใบพัดผสมในอุตสาหกรรมยา และแผ่นรองภายในเครื่องปฏิกรณ์ในกระบวนการเคมี ขณะที่เกรด 304 ยังคงเป็นที่นิยมสำหรับโครงการที่คำนึงถึงงบประมาณและไม่มีความต้องการพิเศษจากสภาพแวดล้อม โดยคิดเป็น 65% ของชิ้นส่วน CNC ที่ใช้ในครัวพาณิชย์

กลยุทธ์: เมื่อใดควรเลือกเหล็กแทนอลูมิเนียมสำหรับชิ้นส่วน CNC

ควรเลือกชิ้นส่วนเหล็กกล้าสำหรับงานที่ใช้งานที่อุณหภูมิเกิน 500 องศาเซลเซียส ต้องการความแข็งแรงดึงมากกว่า 400 เมกะพาสคัล หรือต้องเผชิญกับการสึกหรอแบบขัดถูในระหว่างกระบวนการแปรรูปแร่ธาตุ อลูมิเนียมเหมาะสมเป็นหลักเมื่อการลดน้ำหนักมีความสำคัญมากกว่าการคงคุณสมบัติด้านความแข็งแรง เนื่องจากเหล็กสามารถทนต่อแรงเครียดซ้ำๆ ได้ดีกว่ามาก โดยมีความต้านทานต่อการล้าลึกได้มากกว่าประมาณสามเท่าในงานประเภทนี้ ตามรายงานอุตสาหกรรมต่างๆ ผู้ผลิตประมาณ 72 เปอร์เซ็นต์ยังคงเลือกใช้เหล็กสำหรับชิ้นส่วนรับน้ำหนัก CNC บนเครื่องจักรแนวตั้ง เหตุผลน่าจะเป็นเพราะไม่มีใครอยากเสี่ยงต่อความล้มเหลวเพียงเพื่อประหยัดน้ำหนักไม่กี่ปอนด์

เหตุใดไทเทเนียมจึงถูกใช้สำหรับชิ้นส่วน CNC ที่สำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอุปกรณ์ทางการแพทย์

ไทเทเนียมอัลลอยด์ Ti-6Al-4V และชนิดอื่นๆ ถือครองตำแหน่งสำคัญในงานกลึง CNC จำนวนมาก เพราะให้สิ่งพิเศษที่ไม่เหมือนใคร นั่นคือ ความแข็งแรงสูงมากในขณะที่มีน้ำหนักเบา ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากเมื่อนำไปผลิตชิ้นส่วนสำหรับเครื่องยนต์เจ็ท หรือเครื่องมือทางการแพทย์ขนาดเล็กแต่มีความสำคัญสูง งานวิจัยบางชิ้นจากวงการแพทย์ระบุว่า ไทเทเนียมเข้ากันได้ดีกับร่างกายมนุษย์มากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม ช่วยลดปัญหาการปฏิเสธของอวัยวะเทียมลงได้ประมาณ 60% เลยทีเดียว สิ่งที่โดดเด่นเป็นพิเศษเกี่ยวกับโลหะเหล่านี้คือ ความสามารถในการคงสภาพแม้ในอุณหภูมิสูง เราพูดถึงอุณหภูมิที่สูงกว่า 550 องศาเซลเซียส (ประมาณ 1022 ฟาเรนไฮต์) ก่อนที่วัสดุจะเริ่มเปลี่ยนรูปร่าง ซึ่งประสิทธิภาพเช่นนี้มีค่ามหาศาลสำหรับชิ้นส่วนอย่างใบพัดเทอร์ไบน์ในเครื่องบิน หรือแผ่นกันความร้อน นอกจากนี้ ไทเทเนียมยังทนต่อการเกิดสนิมได้ดีเยี่ยม หมายความว่าชิ้นส่วนสามารถใช้งานได้นานขึ้นในสภาพแวดล้อมที่น้ำเค็มหรือสารเคมีรุนแรงมักกัดกร่อนวัสดุอื่น เช่น อุปกรณ์ใต้น้ำ หรืออวัยวะเทียมที่ฝังอยู่ภายในร่างกายมนุษย์ ซึ่งต้องสัมผัสกับของเหลวในร่างกายต่างๆ ตลอดเวลา

ความท้าทายในการกลึงไทเทเนียม: การสึกหรอของเครื่องมือและผลกระทบด้านต้นทุน

การนำไทเทเนียมมาใช้งานจริงทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนอลูมิเนียม โดยต้นทุนจะสูงกว่าประมาณสองถึงสามเท่าของชิ้นส่วนอลูมิเนียมที่คล้ายกัน ปัญหาหลักคือคุณสมบัติการนำความร้อนที่ต่ำของไทเทเนียม ซึ่งทำให้เครื่องมือสึกหรอเร็วกว่ามาก และต้องเปลี่ยนเครื่องมือตัดคาร์ไบด์ที่มีราคาแพงบ่อยขึ้นประมาณห้าเท่าเมื่อเทียบกับการใช้กับอลูมิเนียม อย่างไรก็ตาม มีทางเลือกอื่นที่สามารถช่วยได้ เช่น บางโรงงานประสบความสำเร็จจากการใช้ระบบสารหล่อเย็นแรงดันสูง ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือได้เพิ่มขึ้นประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ แต่ก็ยังมีประเด็นเฉพาะในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศที่ต้องพิจารณาด้วย อุตสาหกรรมเหล่านี้ต้องการความแม่นยำสูงมาก บางครั้งอาจแคบลงถึง ±0.005 มิลลิเมตร การผลิตให้ตรงตามข้อกำหนดดังกล่าวจำเป็นต้องเดินเครื่องที่ความเร็วต่ำกว่ามาก และต้องลงทุนในอุปกรณ์ CNC พิเศษ ซึ่งโรงงานกลึงทั่วไปมักไม่มีอยู่

ความขัดแย้งในอุตสาหกรรม: ต้นทุนสูงเทียบกับอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่เหนือกว่า

แม้ว่าต้นทุนจะสูงกว่าโลหะผสมอลูมิเนียมประมาณ 8 ถึง 12 เท่า แต่ไทเทเนียมมีความแข็งแรงที่โดดเด่นเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำหนักของมัน ทำให้เครื่องบินสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้ 4 ถึง 7 เปอร์เซ็นต์ในแต่ละรอบการบิน ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตจำนวนมากจึงเลือกใช้วัสดุแบบผสมผสาน โดยใช้ไทเทเนียมในจุดที่สำคัญจริงๆ เช่น จุดรับแรงที่สำคัญในโครงปีกเครื่องบิน แต่ประหยัดค่าใช้จ่ายในส่วนอื่นๆ ด้วยการใช้วัสดุชนิดอื่นที่ยังคงใช้งานได้ดีสำหรับชิ้นส่วนที่ไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพสูง ข่าวดีก็คือ เทคโนโลยีการกลึงรูปแบบใหม่ที่เรียกว่า near net shape สามารถลดของเสียจากวัสดุลงได้ประมาณ 40% ส่งผลให้ไทเทเนียมมีราคาถูกลงและเข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับชิ้นส่วน CNC ที่มีราคาแพง ซึ่งจำเป็นต้องใช้ในงานด้านการป้องกันประเทศและอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ประสิทธิภาพคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม

พลาสติกและวัสดุพิเศษสำหรับการกลึง CNC แบบแม่นยำ

ภาพรวมประเภทวัสดุพลาสติกที่ใช้ในการกลึง CNC

การกลึง CNC ในปัจจุบันมีการใช้วัสดุพลาสติกวิศวกรรมที่ได้รับการออกแบบมาเป็นอย่างดี ซึ่งให้ทั้งความสะดวกในการกลึงและประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งเมื่อจำเป็น สำหรับการใช้งานทั่วไป พลาสติกเทอร์โมพลาสติก เช่น ABS และ POM ยังคงเป็นตัวเลือกยอดนิยม เนื่องจากสามารถรักษาสภาพรูปร่างได้ดีในระหว่างกระบวนการผลิต และทำงานได้ง่ายบนเครื่องจักร เมื่อเผชิญกับสภาวะที่ร้อนจัดหรือมีสารเคมีกัดกร่อน วัสดุอย่าง PEEK จะถูกนำมาใช้เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ผู้ผลิตจำนวนมากเลือกใช้วัสดุพลาสติกสำหรับชิ้นส่วน CNC ในกรณีที่ต้องการฉนวนไฟฟ้า หรือเมื่อมีข้อจำกัดเรื่องน้ำหนัก เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีน้ำหนักเบากว่าอลูมิเนียมถึง 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันปัญหาการกัดกร่อนในพื้นที่สำคัญ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ และเครื่องจักรที่ใช้ในการแปรรูปอาหาร รายงานอุตสาหกรรมระบุว่า ปัจจุบันชิ้นส่วนต้นแบบ CNC ประมาณหนึ่งในห้าชิ้นใช้วัสดุพลาสติกแทนโลหะ โดยมีเป้าหมายหลักเพื่อลดระยะเวลาการรอคอยและประหยัดต้นทุนวัตถุดิบ

ABS, PC, PMMA และ POM: พลาสติกทั่วไปสำหรับชิ้นส่วน CNC ที่ทนทานและแม่นยำ

• ABS : เหมาะสำหรับชิ้นส่วนต้นแบบเชิงหน้าที่และการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ เนื่องจากมีความต้านทานการกระแทก (ใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิ -40°C ถึง 80°C)
• โพลีคาร์บอเนต (PC) : ใช้ในเปลือกเครื่องบินและยานอวกาศที่โปร่งใส และแผ่นป้องกันความปลอดภัย ซึ่งมีความแข็งแรงต่อการกระแทกได้มากกว่ากระจกถึง 250 เท่า
• PMMA (อะคริลิก) : นำมาขึ้นรูปเป็นเลนส์ออปติกและป้ายบอกทางที่มีค่าการส่งผ่านแสงได้ถึง 92% แม้ว่าจะมีแนวโน้มเป็นรอยขีดข่วนได้ง่าย
• POM (อะซีทัล) : ให้ประสิทธิภาพการทำงานที่มีแรงเสียดทานต่ำในเฟืองและปลอกแบริ่ง โดยสามารถรักษาระดับความคลาดเคลื่อน ±0.05 มม. ภายใต้แรงโหลด

วัสดุเหล่านี้ต้องใช้เส้นทางเครื่องมือพิเศษเพื่อป้องกันการละลายระหว่างการกลึง เช่น โพลีคาร์บอเนตจำเป็นต้องผ่านกระบวนการโดยไม่ใช้น้ำหล่อเย็นที่ความเร็ว 12,000–15,000 รอบต่อนาที เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวจากความเครียด

PA, PE, PBT และพลาสติกสมรรถนะสูงอย่าง PEEK ในการประยุกต์ใช้งาน CNC

ผู้ผลิตยานยนต์อวกาศเริ่มหันมาใช้วัสดุ PEEK สำหรับชิ้นส่วนระบบเชื้อเพลิงที่กลึงด้วย CNC มากขึ้น แม้ว่าวัสดุนี้จะมีราคาสูงกว่าอลูมิเนียมถึง 8–10 เท่า แต่คุณสมบัติการไม่ลามไฟตามมาตรฐาน UL94 V-0 และความแข็งแรงแรงดึง 15 GPa ทำให้การลงทุนนี้คุ้มค่าในงานที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยเป็นสำคัญ

ข้อได้เปรียบด้านไฟฟ้าและออปติคัล: ทองแดง บรอนซ์ และอะคริลิกในชิ้นส่วน CNC พิเศษ

วัสดุที่ไม่ใช่พลาสติกมีบทบาทเฉพาะทางในกระบวนการ CNC:

• โลหะผสมทองแดง : นำมาขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า/คลื่นวิทยุ (EMI/RF) ที่มีการนำไฟฟ้า 95% IACS
• ทองแดงฟอสเฟอร์ : ใช้ในการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC (มีค่าความต้านทาน 50–100 µΩ·cm)
• อะคริลิกหล่อ : ขึ้นรูปอย่างแม่นยำด้วยเครื่องกัดเพื่อทำแผงนำแสงสำหรับจอแสดงผล โดยได้ผิวเรียบระดับ Ra <0.8 µm

งานศึกษาปี 2023 พบว่า ชิ้นส่วนออปติคัลจากอะคริลิกที่ผลิตด้วยเครื่อง CNC ช่วยลดเวลาการประกอบลง 40% เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแบบฉีดในระบบโฟโตนิกส์ ในขณะเดียวกันยังสามารถปรับแบบออกแบบได้อย่างรวดเร็ว

การเลือกวัสดุอย่างเป็นกลยุทธ์สำหรับชิ้นส่วน CNC: ประสิทธิภาพ ต้นทุน และแนวโน้ม

การออกแบบชิ้นส่วน CNC ที่ดีเริ่มต้นขึ้นจริงๆ เมื่อเราเลือกวัสดุที่เหมาะสมให้สอดคล้องกับการใช้งานภายใต้สภาพแวดล้อมจริง ตัวอย่างเช่น ตัววาล์วไฮดรอลิกที่ต้องทนต่อปัญหาการกัดกร่อนในระยะยาว วิศวกรหลายคนมักเลือกใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316L เพราะมีความทนทานสูง ในขณะที่ชิ้นส่วนภายในเครื่อง MRI มักใช้อะลูมิเนียมไทเทเนียมที่ไม่มีแม่เหล็ก เนื่องจากไม่รบกวนการทำงานของอุปกรณ์ที่ไวต่อสนามแม่เหล็ก การที่นักออกแบบพิจารณาแอปพลิเคชันเป็นอันดับแรก จะช่วยลดการสูญเสียวัสดุและสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานยิ่งขึ้น ข้อมูลตัวเลขยังสนับสนุนเรื่องนี้ด้วย: การศึกษาแสดงให้เห็นว่า การเลือกวัสดุผิดพลาดอาจทำให้บริษัทต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นประมาณ 25% เพียงเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดในขั้นตอนการผลิต

ข้อกำหนดของการใช้งานมีบทบาทอย่างไรในการกำหนดการเลือกวัสดุสำหรับงาน CNC

ส่วนประกอบของอุปกรณ์ฝังทางการแพทย์ให้ความสำคัญกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพ (Ti-6Al-4V) และความสามารถในการทนต่อการฆ่าเชื้อ ขณะที่เทอร์โบชาร์จเจอร์สำหรับยานยนต์ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูง (Inconel 718) วิศวกรเริ่มใช้เมทริกซ์การตัดสินใจมากขึ้นเพื่อเปรียบเทียบจำนวนรอบความเหนื่อยล้า ขีดจำกัดการสัมผัสสารเคมี และสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อน

การถ่วงดุลระหว่างต้นทุน ความสามารถในการกลึง และสมรรถนะในชิ้นส่วน CNC

ผู้ผลิตในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเผชิญกับภาวะขัดแย้งของไทเทเนียม: แม้ว่าวัตถุดิบจะมีราคาสูงกว่าอลูมิเนียม 7075 ถึงสามเท่า แต่อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 12% เครื่องมือวิเคราะห์แบบหลายเกณฑ์ในปัจจุบันประเมินเวลาในการกลึงต่อโลหะผสม ความถี่ในการเปลี่ยนเครื่องมือ และความต้องการในการประมวลผลหลังการผลิต

แนวโน้ม: การนำวัสดุผสมและคอมโพสิตมาใช้มากขึ้นในงาน CNC

ส่วนผสมของ PEEK ที่เสริมด้วยเส้นใยคาร์บอนสามารถบรรลุความแข็งแรงได้สูงกว่าโลหะผสมแบบดั้งเดิมถึง 40% ในข้อต่อหุ่นยนต์ ขณะที่ยังคงเข้ากันได้กับเครื่องจักร CNC ตลาดวัสดุไฮบริดสำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำมีแนวโน้มเติบโตขึ้นปีละ 18% จนถึงปี 2030 โดยได้รับแรงผลักดันจากความต้องการการนำความร้อนที่ปรับแต่งได้ ความต้องการการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และข้อกำหนดด้านวัสดุที่ยั่งยืน

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมอลูมิเนียมจึงเป็นวัสดุยอดนิยมสำหรับงานกลึง CNC?

อลูมิเนียมเป็นที่นิยมในงานกลึง CNC เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อนตามธรรมชาติ และมีความหลากหลาย ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์

ความแตกต่างระหว่างโลหะผสมอลูมิเนียม 6061 กับ 7075 คืออะไร?

อลูมิเนียม 6061 เป็นที่รู้จักในด้านความสามารถในการกลึงที่ยอดเยี่ยม และใช้ในต้นแบบและชิ้นส่วนทั่วไป ขณะที่ 7075 มีความแข็งแรงมากกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องรับแรงสูง เช่น ส่วนประกอบในอากาศยาน

เหล็กเปรียบเทียบกับอลูมิเนียมในงาน CNC อย่างไร?

เหล็กมีความแข็งแรงต่อแรงดึงและทนทานมากกว่าอลูมิเนียม ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแรงเครียดสูง อย่างไรก็ตาม อลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่าและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า

ไทเทเนียมมีข้อดีอย่างไรสำหรับการกลึงด้วยเครื่อง CNC

ไทเทเนียมมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและทางการแพทย์ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติในการเข้ากันได้ทางชีวภาพและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม

ทำไมจึงใช้พลาสติกในการกลึงด้วยเครื่อง CNC

พลาสติกถูกใช้เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการแพทย์ ยานยนต์ และอิเล็กทรอนิกส์