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Come Scegliere il Materiale Giusto per la Lavorazione CNC per il Tuo Progetto
Primi 100 parole (densità KW 1-2×) Scegliere un materiale CNC sbagliato può trasformare un prototipo da 2$ in un incubo da 200$. Dopo aver lavorato più di 1 400 commesse nei settori aerospaziale, medico e robotico, abbiamo sviluppato un framework in 8 passaggi che riduce i cicli di R&S del 35%. Qui sotto troverai preventivi reali del 2025, dati di lavorabilità registrati con avanzamenti e velocità identici, e una matrice stampabile "Materiale vs. Applicazione" così non dovrai più indovinare.
Mappa il Tuo Caso di Carico in 30 Secondi
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Carico di trazione ≥400 MPa? → Passa ai metalli (Al 7075, Ti-6Al-4V, 17-4 PH).
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Impatto o fatica? → Elimina ceramiche fragili e PLA standard.
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Calore ciclico >150 °C? → Valutare Inconel 718, Zirconio 702 o PEEK CF30.
Nota di campo: il 68 % dei cubi studenteschi difettosi che abbiamo esaminato si è rotto perché l'allungamento a rottura era <5 % — controllare sempre prima la duttilità.
Filtra per Densità e Budget di Peso
I grammi contano per droni, dispositivi indossabili e componenti EV. I nostri dati su scala di laboratorio:
| Lega | Densità g/cm³ | Rapporto resistenza-peso kN·m/kg |
|---|---|---|
| Al 7075-T6 | 2.81 | 196 |
| Ti Gr-5 | 4.43 | 202 |
| Zr 702 | 6.51 | 113 |
| 17-4 PH | 7.8 | 130 |
Regola pratica: se il componente pesa più di 25 g e deve volare, mantenere il valore ≤4 g/cm³.
Abbinare la resistenza alla corrosione all'ambiente
Abbiamo posizionato 30 campioni in nebbia salina al 5% per 720 h (ASTM B117). Risultati:
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Nessuna pitting: Ti Gr-2, Zr 702, PEEK, 316L.
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<0,02 mm di pitting: 7075-T6 con anodizzazione dura tipo III.
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pitting di 0,1 mm: acciaio 1018, ottone C360.
Suggerimento: l'anodizzazione dura aggiunge $0,12 per cm² ma estende la durata in ambiente marino di 8 volte.
Verificare la lavorabilità per controllare le ore
Utilizzando un Haas VF-2, 6 000 giri/min, 0,1 mm/dente, abbiamo cronometrato una tasca da 30 cm³:
| Materiale | Tempo di tasca min | Usura utensile mm | Costo Relativo* |
|---|---|---|---|
| Altre misure | 4.2 | 0.01 | 1.0× |
| Ottone C360 | 3.8 | 0.005 | 1.1× |
| Ti Gr-5 | 18.5 | 0.09 | 4.3× |
| PEEK | 7.0 | 0.02 | 2.2× |
| Inconel 718 | 42 | 0.15 | 9.5× |
*Include cambi utensile a 18 $/fresa. Risparmia il 38% passando dal titanio al 7075 quando i carichi lo permettono.
Verifica Tempestivamente i Requisiti di Finitura Superficiale
Ra 25 µin (0,6 µm) è gratuito sull'alluminio; Ra 8 µin richiede tornitura con diamante (+120 $ per l'allestimento). Le plastiche si deformano nel tempo: l'acetale può passare da Ra 32 µin a 120 µin dopo 1 000 h a 40 °C. Specificare PEEK o Vespel per supporti ottici.
Conferma Certificazioni e Tracciabilità
Medicale = ISO 13485 + rapporto di prova del materiale (MTR). Aerospaziale = AS9100 + DFARS. Scheda riassuntiva rapida:
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A contatto con il corpo umano secondo FDA: Ti Gr-5, 316L, Zr 702, PEEK.
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Conformi a DFARS: 7075, 6061, 17-4 PH, Inconel 718.
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Senza piombo: Rame tellurizzato C145 invece di ottone C360.
Blocca i costi e i tempi di consegna del 2025
I prezzi riportati di seguito sono quelli indicati dal produttore per aprile 2025 per un lotto di 50 kg di barre, franco fabbrica nella regione centrale degli Stati Uniti:
| Materiale | $/kg | disponibilità immediata in officina (1 settimana) |
|---|---|---|
| Altre misure | 4.2 | 98 % |
| Al 7075 | 7.1 | 95 % |
| Ottone C360 | 9.3 | 92 % |
| Ti Gr-5 | 62 | 65 % |
| PEEK naturale | 78 | 40 % |
| Inconel 718 | 85 | 30% |
Trucco per progettare rispettando il budget: parti ibride — corpo in Al 7075 + inserto in Ti — riducono del 46% il costo del materiale grezzo, come in un'ugola di razzo realizzata di recente.
Esegui un pilota in 2 fasi prima della produzione completa
Lavora un cubo da 25 mm e un anello con pareti sottili (parete da 1 mm). Effettua le misurazioni:
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Deriva dimensionale dopo 24 ore (solo per materie plastiche).
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Altezza del bavetto sul lato di uscita (prevede il costo di sbarbatura).
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Espulsione trucioli in cave profonde (>3×D).
Superare entrambi i test elimina il 90% delle sorprese in produzione.
FAQ:
D1: Qual è la plastica più economica per prototipi funzionali? L'acetale (Delrin) a 5 $/kg si lavora 3 volte più velocemente del PEEK e mantiene una tolleranza di ±0,05 mm.
D2: Vale la pena usare il titanio per i droni? Solo per supporti motore o longheroni ad alto carico. Passare ad alluminio 7075-T6 altrove e risparmiare 8 volte il peso per dollaro speso.
D3: Come riduco gli scarti di materiale nella fresatura CNC? Disporre i pezzi con anime da 1 mm, utilizzare forgiati near-net e specificare cavità interne ammissibili: il rapporto buy-to-fly passa da 9:1 a 2:1.
Indice
- Come Scegliere il Materiale Giusto per la Lavorazione CNC per il Tuo Progetto
- Mappa il Tuo Caso di Carico in 30 Secondi
- Filtra per Densità e Budget di Peso
- Abbinare la resistenza alla corrosione all'ambiente
- Verificare la lavorabilità per controllare le ore
- Verifica Tempestivamente i Requisiti di Finitura Superficiale
- Conferma Certificazioni e Tracciabilità
- Blocca i costi e i tempi di consegna del 2025
- Esegui un pilota in 2 fasi prima della produzione completa
- FAQ: