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CNC 부품에 가장 적합한 자료를 선택하는 방법 : 2025의 궁극적 인 재료 안내서

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JS

게시
Apr 10 2025
  • CNC 가공

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cnc - 가공은 높은 정확도와 효율성을 가진 항공 우주, 자동차 제조, 의료 기기 및 기타 분야의 핵심 기술이되었습니다. 선반 가공의 금속 부품 또는 복잡한 표면의 효율적인 형성 의 재료는 항상 중요합니다. 제품 비용. 알루미늄 합금에서 스테인레스 스틸, 탄소 섬유 복합재, 각 재료의 경도, 인성 및 열전도율은 도구의 서비스 수명, 절단 매개 변수 및 궁극적 인 표면 품질에 직접 영향을 미칩니다.

이 논문에서는 CNC 가공의 주류 ​​재료의 특성 및 선택 논리를 체계적으로 분석하여 설계에서 구현에 이르기까지 실무자에게 포괄적 인 지침을 제공합니다.

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CNC 가공 프로세스

CNC 가공 란 무엇입니까?

CNC 가공은 컴퓨터 수치 제어를 통한 높은 정밀 자동 가공을 실현하는 기술입니다. 그 핵심은 사전 프로그래밍 된 지침을 사용하여 공작 기계의 움직임을 제어하기 위해 Lathe machining 가공 , grinding 그리고 다축 축에 의한 정밀 구조는 공작물을 연결합니다. 가공 은 알루미늄 합금 및 스테인레스 스틸과 같은 금속 재료뿐만 아니라 플라스틱 및 복합재와 같은 비금속 재료에도 적합합니다. 가공은 부품의 표면 품질 및 치수 일관성을 보장하면서 도구 경로 및 절단 매개 변수를 최적화하고 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

CNC 가공이란 무엇입니까?

CNC 가공에서 가장 일반적으로 사용되는 금속 재료는 무엇입니까?

CNC 가공에서 금속 재료의 선택은 완제품의 가공 효율, 정밀 및 비용 제어를 직접 결정합니다. 가장 공통적으로 사용된다. 자료는 다음과 같습니다.

알루미늄 합금 (예 : 6061, 7075)

알루미늄 합금은 가벼운 무게, 높은 열전도율 및 우수한 절단 성능의 장점을 가지고 있으며 가공에 선호되는 재료가되었으며 cnc 항공 우주 구성 요소 예를 들어 괄호 및 하우징뿐만 아니라 휠 및 후드와 같은 가벼운 자동차 부품에 적합합니다. < "> 표면 긁힘을 피하기위한 산화 층.

2. data-len = "35"data-v-7b79c893 = "" "> 스테인레스 스틸 (예 : 304, 316L)

href ="https://jsrpm.com/industry/medical-device "> 의료 기기 (외과 기기), 식품 처리 장비 등과 같은 높은 부식 저항에 대한 가공 data-translateid = "B7F31FB8BB714D6F6F6A272D16F1691962"data-pos = "186"data-len = "220"data-v-7b79c893 = ""> <고속도로가 필요한 경향이 있어야합니다. (1,000-2,000rpm) 및 마찰 열을 줄이기위한 냉각수뿐만 아니라 낮은 공급 속도 (0.05-0.2mm/r) 매개 변수.

3.Mold Steel (예 : S136, P20)

mold steel은 s136 IS136 is136 is136 P20은 복잡한 구조물의 거친 가공에 적합합니다. 내부 스트레스를 줄이고 균열의 위험을 피하기 위해.

티타늄 합금은 PCD 또는 다이아몬드 코팅 밀링 커터 도구가 필요하고 절단 매개 변수 (속도 <800rpm, 피드 속도 <0.1mm/r) 도구 초크를 억제하도록 최적화됩니다.

5. Copper Alloys (예 : C18150)

구리 합금은 열전도율이 있으며 5G RF 구성 요소에 이상적입니다. href = "https://jsrpm.com/cnc-machining"> CNC 가공 중에 절단 속도 (200-400m/min)를 제어해야합니다. 재료의 산화를 피하려면 표면 부드러움을 향상시키는 데 고압 냉각 기술이 사용됩니다.

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기술 포인트 : CNC 가공에서 다양한 금속 재료의 적응성은 물리적 특성 및 기술 매개 변수의 일치에 달려 있습니다. 예를 들어, 알루미늄 합계는 효율적 인 삶을 찾는 반면, Titanium Alloys는 Alloys가 필요합니다. 는 재료 데이터베이저 및 지능형 선택 시스템을 사용하여 AI 최적의 선택 시스템을 사용하여 ai js 회사, 대부분의 JS Comanue 빠르게 일치 할 수 있습니다.

CNC 가공에서 일반적으로 사용되는 금속 재료 .

비금속 재료의 일반적인 CNC 가공에 대한 기본 분류는 무엇입니까?

CNC 가공에서 비금속 재료의 분류는 주로 화학적 조성 및 물리적 특성을 기반으로합니다.

1. data-v-7b79c893 = "" "> 엔지니어링 플라스틱

  • ABS : 좋은 강인함, 편리한 가공, 전자식 쉘, 자동 부품 등.
  • PC (폴리 카보네이트) : 높은 전송 (90%이상), 투명한 방패 및 광학 렌즈가 고온으로 인해 스트레스 균열을 피하기 위해 사용합니다.
  • 엿보기 : 고온 저항 (250 ° C 이상) 및 우수한 생체 적합성

2. Composite 재료

  • FIBERGLASS 강화 나일론 : 하드 및 경량, 드론 프레임 및 자동차 구조에 사용됩니다. 절단기와 섬유 사이의 직접적인 접촉으로 인한 계층화를 피하십시오.
  • .
  • 탄소 섬유 에폭시 : 우수한 강도 대 중량 비율, 항공 우주 구성 요소에 적합한 탁월한 강도 대 무게 비율은 가공 중 마모 및 찢어짐을 줄이기 위해 다이아몬드 코팅 도구가 필요합니다.

세라믹 재료

  • Alumina Ceramics : 전자 기판 및 내마모성 쿠션에 대한 좋은 절연 및 높은 경도. 다이아몬드 그라인딩 휠을 통해 분쇄하는 데 필요한 마이크로 미터 레벨 정밀도
  • 실리콘 질화물 세라믹 : 가스 터빈 블레이드 고온 저항

4. data-len = "21"data-v-7b79c893 = ""> 고무 및 엘라스토머

  • 실리콘 : 밀봉 및 의료 카테터에 사용되는 높은 탄성, 노화 방지. Low speed (<500rpm) is required during processing 재료 분해를 방지하기 위해.
  • PU (폴리 우레탄) : 내마모성 및 눈물 내성, 자동차 바닥 매트 및 산업용 쿠션 구성 요소에서 고온으로 인한 물질 변형을 피합니다.
  • .

< "> 비 금속 재료의 처리는 재료 특성에 따른 프로세스 매개 변수를 조정해야합니다.

< "> CNC 가공에 사용되는 비 금속 재료

재료 경도를 기반으로 CNC 절단 도구 및 가공 매개 변수를 선택하는 방법?

1. < "> .

재료 경도 (HRC Rockwell 경도)에 따르면 세 가지 종류의 처리 객체가 있습니다. 경도가 다른 도구 마모, 절단력 및 가공 정확도에 다른 영향을 미칩니다.

<테이블 스타일 = "Border-Collapse : 붕괴; 너비 : 100%; 경계 넓음 : 1px; 경계 색상 : #000000;" Border = "1"> 경도 범위 (HRC) 전형적인 재료 처리 어려움 기술 대응 전략 낮은 경도 (HRC <30) 알루미늄 합금, 구리 합금, 플라스틱. 절단 열 및 표면 산화의 축적 냉각수+고속 절단 공정 최적화. 보통 경도 (HRC 30-50) 스테인레스 스틸, 담금질 및 강화 강철. Cutlass and Feepice Hardening. 코팅 도구 + 준비. 높은 경도 (HRC> 50) 강화 강철, 주철, 단단한 합금. 도구가 빠르게 마모되고 절단력이 빠르게 증가합니다. CBN 커팅 도구+특수 고정 장치 설계.

< 도구 재료 및 처리 매개 변수 일치

JS 회사의 장기 실습 요약을 기반으로 다음 솔루션은 가공 선반 시나리오와 함께 권장됩니다.

<테이블 스타일 = "테두리-콜라 랩스 : 붕괴; 폭 : 100%; 테두리 width : 1px; 테두리 컬러 : #000000; 높이 : 336.203px;" Border = "1"> width = : 19.2916%; "> 경도 등급 권장 도구 자료 절단 속도 (m/min) 피드 속도 (mm/r) 절단 깊이 (mm) JS 기술 하이라이트 낮은 경도 코팅 된 하드 합금 (tialn) 200-400 0.2-0.5 1-3
다중 축 링키지 제어 표면 거칠기 ≤0.8μm. 중간 경도 Fine Grained Hard 합금 (yg8) 80-150 0.1-0.3 0.5-2 정확도 ± 0.01mm. 의 열 변형 보상 기술 높은 경도 CBN 커팅 도구 (입방체 붕소 질화물) 50-120 0.05-0.2 0.1-0.8 특수 비품은 진동을 줄이고 서비스 수명을 세 번 연장 할 수 있습니다. .

data-translateid = "e1dd98f81641047c01f4e65b7f9156ed"data-pos = "3"data-len = "64"data-v-7b79c893 = "" "> 기술적 장점 및 실용적인 유효성 검증.

도구 사용자 정의 :

프로세스 매개 변수의 지능형 최적화 :

  • CAM 소프트웨어를 사용하여 절단 프로세스를 시뮬레이션하여 공구 간섭의 위험을 자동으로 피하십시오.
  • 가공 선반 적응 공급 제어가 20%만큼 효율성을 향상시키기 위해 채택되었습니다.

재료 데이터베이스 지원 :

  • 50 개 이상의 재료 처리 매개 변수 라이브러리 (금속, 플라스틱 및 복합재 포함)
  • 가 있습니다.
  • pekk 및 pei와 같은 고성능 플라스틱과 같은 업계 최고의 자료에 대한 실시간 업데이트

품질 보증 시스템 :

4.Operational tips and caveats

  • Cutting verification: Even if the parameters match, 200mm x 200mm cutouts still need to be processed to test surface quality.
  • Tool life monitoring: Cutting force monitoring system (JS system alarm threshold adjustable) for tool wear alarm.
  • Environmental control: In the process of processing high hardness materials, the temperature of the workshop (± 2℃) is stable to avoid the hot expansion and cold shrinkage affecting accuracy.

Tool selection for CNC machining

How to solve the tool wear problem of titanium alloy materials in CNC machining?

1.The main causes of wear of titanium alloy tool

  • Hardness and work hardening tendency: Titanium alloys (such as Ti-6Al-4V) are prone to work hardening during cutting, resulting in rapid wear and tear tool edges.
  • Low heat conductivity: Heat is concentrated in the point of contact of the tool, which exacerbates high temperature softening and chemical wear.
  • High chemical activity: Titanium alloy are prone to chemical reactions with tool materials, resulting in adhesive wear (adhesion phenomenon).

2.Targeted solutions and implementation approaches

Combining the technical points of different machining stages, the optimization strategy of JS titanium alloy machining tool wear is introduced below:

<테이블 스타일 = "Border-Collapse : 붕괴; 너비 : 100%; 경계 넓음 : 1px; 경계 색상 : #000000;" border="1"> Causes of wear Solution Implementation method Effect evaluation Work Hardening Use superhard tool materials. Use cubic boron nitride (CBN) or diamond coated cutting tools with hardness ≥ 40GPa were used. Knife life is 2-3 times longer. Low thermal conductivity

Optimization of cooling process.

High pressure micro lubrication + internal (MQL) + internally cooled cutting tools with coolant pressure    ≥ 10MPa. Reduce cutting temperature by -50%. Chemical bonding wear Coating technology. TiAlN/TiCN composite coating thickness of 2-5 μm and friction coefficient <0.3. The surface roughness ≤ 0.8μm decreased knife viscosity. Unreasonable cutting parameters Optimization. Reduce spindle speed (200-400rpm), reduce feed speed (0.05-0.15mm/r) and increase the axial cutting depth (0.5-2mm). Reduce cutting force fluctuations and improve processing stability. The tool Insufficient geometric design Improved blade shape and chip removal groove. Spiral chip groove angles (30-45°) were optimized using large rake angles (15-20°) and negative blade inclination angle (-10-15°). Smooth chip discharge reduces the risk of secondary cutting.

3.Comparison of practical application cases

JS optimizes tool and process parameters, and the typical machining effect of titanium alloy is as follows:

4.Precautions and maintenance suggestions

  • Periodically inspect tool wear: Changes in blade blade radius change when threshold ≥ 50μm) were monitored using an optical profilometer.
  • Avoid the risk of tool breakage: When processing thin-walled parts to reduce feed speed, layered cutting strategy.
  • Environmental control: Workshop temperature shall be stable at 20±2 °C and humidity ≤ 50% to prevent moisture absorption deformation of materials.

What are the effects of storage conditions for different materials on CNC machining?

1.Improper humidity control

  • Metals (such as aluminum alloys and magnesium alloys): High humidity can easily lead to oxidation or corrosion of the material's surface, causing burrs or increasing surface roughness during processing. For example, if the oxide layer of aluminum alloy thickens in a humid environment, additional cutting depth or tool replacement is required.
  • Engineering plastics (e.g. nylon, PC): After absorbing moisture, the material expands and the stability of the dimensions decreases, which may lead to deformation or size deviation of the processed parts.

2.Effects of temperature fluctuations

  • Thermal expansion and shrinkage of sensitive materials (such as titanium alloys and Invar alloys): Temperature changes can lead to changes in material size, which can affect machining accuracy. titanium alloy, for example, expand at high temperatures, leading to tool path deviation during milling and requiring recalibration of machine tool parameters.
  • Plastics (e.g. ABS, PEEK): Softens and deforms at high temperatures, increases brittleness at low temperatures, and is prone to cracking or layering during processing.

3.Insufficient packaging protection

  • Surface scratches and contamination: If metal sheets are not coated with rust resistant paper or plastic sheeting, scratches during transport or storage can reduce the surface's smoothness and require additional polishing processes.
  • Dust absorption: Carbon fiber composites are exposed to dust environments during processing. Impurities can become embedded inside the material and affect the strength of the structure.

4.Lack of anti oxidation measures

  • Easily oxidizable metals (e.g. magnesium alloys and copper alloys): If not coated with rust oil or nitrogen protection, oxidation intensifies during processing and tool wear increases by 30%-50%.
  • Solution: Use vacuum packaging or desiccant to absorb moisture from the environment and extend the material's shelf life.

5.Misclassification and storage

  • Risk of cross-contamination: Mixing hard materials (e.g. tungsten carbide) with soft materials (e.g. polyethylene) may cause scratches on the surface and require separate storage in different areas.
  • Physical damage: Excessive pile bar height may cause gravitational bending and affect the clamping stability during lathe machining.

The development trend of future CNC machining materials

1.Accelerate the popularization lightweight materials.

Aluminum alloy and magnesium alloy:

  • Continue to replace traditional steel in automotive, aerospace and other fields by optimizing components such as high-strength aluminum alloy, magnesium alloys, and achieve 30%-50% weight loss.
  • The improvement of CNC machining processes such as high-speed cutting and micro lubrication has further improved their machining efficiency.

Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRPs):

  • It combines with a metal matrix to form a sandwich structure (such as carbon fiber+aluminum alloy) that balances strength and weight and is widely used in areas such as drones and racing cars.
  • CNC machining needs to solve the problems of decolletage and burr, and promote the development of multi-axis coupling and special cutting tools.

2.Surge in demand for high-performance engineering materials

  • Titanium alloy and superalloys: core materials used in extreme working conditions such as aviation engines and gas turbines. CNC machining needs to break through the bottleneck of high hardness and low thermal conductivity and promote the upgrading of CBN tool and cooling technology.
  • Ceramic based composite materials: For semiconductor equipment and nuclear power components, specialized grinding processes and superhard cutting tools (such as diamond coatings) require to be developed.

3.The rise of sustainable and environmentally friendly materials

  • Recycled metal materials: Improve the proportion of aluminum, copper and other metal shavings to be recycled and reused, and reduce the waste of raw materials through CNC netting.
  • The biodegradable materials: PLA and PHA in consumer packaging is expanding. CNC machining needs to adapt to its low melting point and good moisture absorption characteristics.

Summary

In the field of CNC machining, material selection and application have always been the key factors to determine product performance and machining efficiency. From traditional aluminum alloys and titanium alloys to emerging carbon fiber composites, CNC machining has diversified the manufacture of precision parts by adapting to the physical properties of different materials. Metallic materials dominate industrial applications due their high strength and thermal conductivity, while non-metallic materials appear in light and extreme environmental scenarios.

In the future, with the increasing demand for lightweight, sustainable, and intelligent CNC machining will further integrate AI-driven material databases, multi-axis coupling processes, and green manufacturing technologies to drive breakthroughs in nano-precision and cross-material integration of machining lathe and machining mill, reshaping the boundaries of manufacturing in the future.

면책 조항

이 페이지의 내용은 정보 제공 목적만을위한 것입니다. JS 시리즈 친절하거나 명시 적 또는 암시 적으로 표현 또는 보증은 정확성, 완전성 또는 유용성에 대한 표현 또는 보증이 없습니다. 성능 매개 변수, 기하학적 공차, 특정 설계 기능, 재료 품질 및 유형 또는 유형 또는 제조업체가 Jusheng 네트워크를 통해 제공 할 것으로 추론해서는 안됩니다. 이것은 구매자의 책임입니다 부품에 대한 견적 요청 이 부분에 대한 특정 요구 사항을 결정하려면 자세한 정보를 연락하십시오

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JS Team

js는 업계 최고의 회사입니다 맞춤형 제조 솔루션에 중점을 둡니다. 우리는 5,000 명 이상의 고객에게 서비스를 제공 한 20 년이 넘는 경험을 통해 높은 정밀도 cnc machining , Seete Metal Fabrication href = "https://jsrpm.com/3d-printing"> 3d printing , 주입 곰팡이 , 금속 스탬핑 및 기타 하나의 스탬핑 서비스.
공장에는 100 개 이상의 최첨단 5 축 가공 센터가 장착되어 있으며 ISO 9001 : 2015 인증. 우리는 전 세계 150 개국 이상의 고객에게 빠르고 효율적이며 고품질 제조 솔루션을 제공합니다. 볼륨 저용량이 적거나 대량 사용자 정의이든 24 시간 이내에 가장 빠른 배송으로 귀하의 요구를 충족시킬 수 있습니다.
JS 기술 효율성, 품질 및 전문성을 선택하는 것을 의미합니다.
더 배우려면 : jsrpm.com

FAQs

1.What should be paid attention to when processing plastic parts?

When processing plastic parts, cutting speed and feeding force must be reduced to avoid overheating and deformation. Compressed air is recommended for cooling to avoid cracking or discoloration caused by liquid residues.

2.How to determine when to replace CNC tools?

See if the color of the chip darkens, if the finish is rough, if there is a noise. If the tool is badly worn, it needs to be replaced to avoid chippings or reduce accuracy.

3.Why is it necessary to clean the material surface before CNC machining?

Remove oil stains or impurities from the surface of the material to prevent any impact on accuracy or damage to the tool during processing and to ensure smooth finish and accurate dimensions.

4.What to do if CNC machining aluminum parts is easy to stick to a knife?

Use coated cutting tools (such as TiN) to speed up and reduce feed rates and use a highly lubricating coolant to reduce friction and heat accumulation.

Resources

Metal lathe

CNC router

Machine tool

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      Indicator Before optimization JS optimized Improvement range
      Tool life (number of pieces) 50-80 pieces 150-200 pieces ↑ 180%-250%
      Surface roughness (Ra) 1.6-3.2μm ≤ 0.8μm ↓ 50%-75%
      Processing efficiency (pieces/hour) 10-15 pieces 25-30 pieces ↑ 60%-100%
      Cutting force (N) 2,000-2,500 1,200-1,600 ↓ 30%-40%