Avec quel métal est-il préférable de travailler? Cinq alternatives sont disponibles
Vous disposez d'une gamme de matériaux techniques accessibles pour vos projets de conception de produits, y compris les métaux, les plastiques et les composites, lorsqu'il s'agit de la conception de produits et de l'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC).
Les métaux, cependant, restent les matériaux d'ingénierie les plus largement utilisés dans un large éventail de secteurs. Le marché mondial de la métallurgie valait 6,17 milliards de dollars en 2017, et il devrait augmenter à un TCAC de 5,9 % de 2020 à 2027.
Nous passerons en revue certains des nombreux métaux qui peuvent être usinés dans cet article. Voici cinq des métaux les plus souvent traités, ainsi que les alliages qui peuvent en être fabriqués.
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# 1 acier
# 2 aluminium
# 3 laiton
# 4 cuivre
# 5 titane
# 1 acier
Acier CNC
Dans l'usinage CN de précision, l'acier est l'un des métaux les plus régulièrement utilisés. C'est un alliage composé de fer, de carbone (jusqu'à 2%) et d'une gamme d'éléments supplémentaires dans des proportions variées.
Par exemple, {{0}}.15 % à 0.20 % de carbone, {{10}}.05 % de soufre , et 0.04 % de phosphore se trouvent dans l'acier au carbone AISI 1018. L'acier AISI 1215 a une teneur en carbone de 0,09 %, une teneur en phosphore de 0,04 % à 0,09 %, une teneur en manganèse de 0,75 % à 1,05 % et une teneur en soufre de 0,35 %. Malgré cela, la majorité des alliages d'acier ont des caractéristiques mécaniques acceptables et sont usinables.
Une mise en garde : l'acier est assez corrosif, donc si vos composants usinés sont utilisés dans des situations humides, ce n'est peut-être pas le métal idéal pour vous.
# 2 aluminium
L'usinage CN
L'aluminium, comme l'acier, a une large gamme d'applications. Le faible poids et la résistance à la corrosion de l'aluminium sont cependant ce qui le distingue.
Comme l'aluminium est 2,5 fois plus dense que l'acier, il est moins susceptible de se casser lors de l'usinage CNC. L'aluminium produit également une couche d'oxyde (alumine) qui le protège de l'oxydation corrosive causée par l'oxygène, le composant principal.
Lors de la coupe ou du traitement de l'aluminium, l'un des plus gros problèmes est qu'il laisse des dépôts collants. Cela est dû à la basse température de fusion de l'aluminium, qui l'amène à se lier au tranchant de l'outil.
# 3 laiton
Traitement du laiton
Le laiton est un alliage métallique à base de cuivre et de zinc. Il est réputé pour son usinabilité, ainsi que sa stabilité, sa dureté moyenne et sa haute résistance. Les alliages de laiton, contrairement à la plupart des métaux tendres utilisés dans l'usinage CNC, ne génèrent pas d'usure excessive sur les machines CNC.
Cependant, l'un des inconvénients les plus importants du laiton est sa sensibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte, en particulier lorsqu'il est en contact avec de l'ammoniac ou des solutions aminées. Pour contourner cette contrainte, vous devez chauffer la pièce lors de l'étape de post-traitement, comme le recuit.
Le matériel électronique, y compris les contacts, les engrenages et les pièces de verrouillage, peut tous être en alliages de laiton. Sa qualité de surface supérieure en fait un choix parfait pour une large gamme d'applications ornementales.
# 4 cuivre
Le cuivre est également l'un des métaux les plus usinés dans de nombreux secteurs. Le cuivre offre une grande usinabilité, une superbe qualité de surface et une excellente conductivité électrique et thermique, en plus d'être l'un des métaux les plus rentables disponibles aujourd'hui.
La capacité du cuivre à résister aux germes est un autre attribut essentiel. Les alliages de cuivre (contenant au moins 60 % de cuivre) détruisent 99,9 % des germes après deux heures de contact, selon des tests effectués par l'Agence américaine de protection de l'environnement. Le cuivre est donc parfait pour les composants utilisés dans le secteur médical, notamment les barres de lit, les robinets et les éviers.
Les électro-aimants et les circuits imprimés sont également fabriqués avec des composants en cuivre usinés CNC dans les secteurs de l'électronique et des semi-conducteurs. Le principal inconvénient majeur des alliages de cuivre est leur propension à la corrosion lorsqu'ils sont exposés à des solutions de sulfure, d'halogène et d'amino.
# 5 titane
Le titane est très difficile à produire, malgré son faible rapport résistance/poids, sa résistance à la corrosion et aux produits chimiques et sa grande résistance. Ce problème se pose principalement en raison de la faible conductivité thermique du titane.
La chaleur est piégée dans la zone de travail pendant le traitement, provoquant des réactions métallurgiques qui entraînent une accumulation gélatineuse et ont un impact plus important sur l'action de coupe que d'autres métaux comme l'acier inoxydable et la fonte.
Voici quelques conseils utiles pour travailler avec le titane et ses alliages :
Pour empêcher le titane d'adhérer à l'outil, un liquide de refroidissement à haute pression est utilisé.
Étant donné que le titane est moins rigide que les autres métaux, assurez-vous que la machine maintient solidement la pièce en titane.
Dès que possible, retirez les copeaux.
Pour fabriquer des composants, utilisez des fraiseuses CNC multi-axes de pointe.
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