Panduan Utama untuk Material Pemesinan CNC

1. Perkenalan

Dalam lanskap manufaktur saat ini, CNC (Kontrol Numerik Komputer) permesinan berdiri sebagai teknologi penting yang memungkinkan produksi komponen yang sangat presisi dan kompleks.

Namun, keberhasilan setiap proyek CNC sangat bergantung pada pemilihan material yang tepat.

Pilihan yang tepat dapat berdampak signifikan terhadap kinerja, daya tahan, biaya, dan efisiensi keseluruhan produk akhir.

Posting blog ini bertujuan untuk memberikan panduan mendalam tentang material permesinan CNC, mengeksplorasi propertinya dan bagaimana pengaruhnya terhadap proses pemesinan.

2. Memahami Sifat Material

Sebelum mengeksplorasi materi tertentu, sangat penting untuk memahami bagaimana sifat material memengaruhi pemesinan CNC.

Bahan yang berbeda berperilaku berbeda dalam kondisi pemesinan, dan memilih bahan yang tepat sangat penting untuk mencapai hasil yang optimal.

Berikut adalah sifat material utama yang mempengaruhi pemesinan CNC:

Kekerasan

Kekerasan adalah kemampuan suatu material untuk menahan lekukan, goresan, dan pakai.

Bahan yang lebih keras umumnya menawarkan ketahanan yang lebih besar terhadap keausan, menjadikannya ideal untuk bagian yang akan mengalami abrasi atau tekanan seiring waktu.

Namun, material yang lebih keras bisa jadi lebih sulit untuk dikerjakan karena ketahanannya terhadap alat pemotong.

• Pertimbangan utama: Bahan seperti baja yang dikeraskan, Titanium, dan baja perkakas dikenal karena kekerasannya yang tinggi, yang membuatnya ideal untuk aplikasi tugas berat.
  Di sisi lain, bahan yang lebih lembut seperti aluminium atau plastik lebih mudah dikerjakan, namun bahan ini mungkin lebih cepat rusak bila digunakan di lingkungan bertekanan tinggi.
• Contoh: Untuk pemesinan CNC, bahan seperti Baja perkakas H13 (kekerasan di sekitar 45-50 HRC) sering digunakan untuk pencetakan atau perkakas tugas berat,
  ketika 6061 aluminium (dengan kekerasan Brinell sekitar 95) lebih lembut dan lebih mudah dikerjakan.

Kekerasan

Ketangguhan mengacu pada kemampuan material untuk menyerap energi dan berubah bentuk tanpa patah.
Ini adalah kombinasi kekuatan dan keuletan, menjadikannya properti penting untuk suku cadang yang terkena benturan tinggi atau beban kejut.
Bahan yang kuat memiliki kinerja yang lebih baik pada kondisi yang melibatkan gaya tiba-tiba atau guncangan mekanis, seperti komponen otomotif atau dirgantara.

• Pertimbangan utama: Bahan yang kuat dan tangguh dapat menahan benturan, getaran, dan kondisi stres tinggi.
  Logam seperti Titanium Dan baja karbon dikenal karena ketangguhannya dan digunakan dalam industri yang membutuhkan suku cadang yang andal dan tahan lama, seperti dirgantara atau alat berat.
• Contoh: Paduan Titanium (seperti TI-6AL-4V) sangat tangguh, menawarkan rasio kekuatan terhadap berat yang sangat baik sekaligus menahan retak di bawah tekanan.

Keuletan

Daktilitas adalah kemampuan suatu material untuk mengalami deformasi plastis yang signifikan sebelum patah, biasanya melalui peregangan atau pembengkokan.

Daktilitas tinggi penting untuk bagian yang perlu dibentuk, ditekuk atau diregangkan selama proses pembuatan atau saat digunakan.

Hal ini sangat penting terutama ketika material perlu menyerap tekanan tanpa kegagalan.

• Pertimbangan utama: Bahan ulet dapat dengan mudah dibentuk dan dimanipulasi tanpa retak.
  Untuk pemesinan CNC, bahan ulet lebih disukai untuk aplikasi yang memerlukan bentuk atau bagian rumit yang perlu ditekuk atau diregangkan tanpa putus.
• Contoh: Tembaga Dan aluminium keduanya sangat ulet dan dapat dengan mudah dibentuk menjadi komponen rumit seperti konektor listrik atau bagian berdinding tipis.

Kekuatan

Kekuatan adalah kemampuan material untuk menahan gaya yang diterapkan tanpa patah atau rusak.

Semakin besar kekuatan materialnya, semakin banyak beban atau tekanan yang dapat ditopangnya tanpa deformasi.

Untuk pemesinan CNC, memahami kekuatan sangat penting untuk memilih material yang tepat untuk bagian struktural atau penahan beban.

• Pertimbangan utama: Bahan dengan kekuatan tarik lebih tinggi (resistensi untuk diregangkan atau ditarik terpisah) ideal untuk suku cadang yang tahan terhadap tekanan mekanis yang signifikan.
  Misalnya, Titanium Dan baja karbon digunakan karena kekuatannya yang luar biasa dalam aplikasi luar angkasa dan otomotif.
• Contoh: 7075 aluminium, terkenal dengan kekuatan tariknya yang tinggi 83,000 psi, umumnya digunakan di luar angkasa, ketika baja tahan karat menawarkan kekuatan dan ketahanan yang sangat baik terhadap kelelahan.

Resistensi korosi

Ketahanan korosi adalah kemampuan suatu material untuk menahan degradasi kimia yang disebabkan oleh faktor lingkungan seperti kelembaban, garam, atau bahan kimia.

Bahan yang menunjukkan ketahanan korosi yang sangat baik diperlukan untuk aplikasi yang terpapar pada lingkungan yang keras, seperti kelautan, kimia, atau aplikasi luar ruangan.

• Pertimbangan utama: Memilih bahan dengan ketahanan korosi yang tinggi menjamin umur panjang dan daya tahan produk akhir.
  Baja tahan karat (khususnya 316), Titanium, Dan aluminium umumnya dipilih karena sifat ketahanan korosinya yang sangat baik.
• Contoh: 316 baja tahan karat sangat tahan terhadap korosi dari klorida dan bahan kimia lainnya, menjadikannya pilihan utama untuk lingkungan laut dan implan medis.

3. Faktor yang Perlu Dipertimbangkan Saat Memilih Bahan Pemesinan CNC

Memilih material yang tepat untuk pemesinan CNC adalah tindakan penyeimbang, mempertimbangkan beberapa faktor yang akan mempengaruhi kinerja dan biaya. Berikut adalah faktor paling penting untuk dipertimbangkan:

Daya tahan

Daya tahan adalah kemampuan material untuk menahan keausan, korosi, dan kelelahan seiring berjalannya waktu.

Dalam aplikasi di mana komponen terkena kondisi lingkungan yang keras, daya tahan adalah perhatian utama.

Suku cadang yang sangat tahan lama memerlukan penggantian yang lebih jarang, mengurangi total biaya kepemilikan dan memastikan fungsionalitas jangka panjang.

• Pertimbangan utama: Carilah bahan yang menggabungkan kekuatan dan ketahanan terhadap faktor lingkungan seperti kelembapan, bahan kimia, dan suhu ekstrem.
  Baja tahan karat Dan Titanium sangat tahan lama dan tahan terhadap korosi, menjadikannya ideal untuk perangkat medis, lingkungan laut, dan aplikasi luar angkasa.
• Contoh: Paduan Titanium umumnya digunakan dalam industri kedirgantaraan dan medis karena kemampuannya bertahan di lingkungan yang keras tanpa mengalami penurunan seiring waktu.
  Baja tahan karat Paduan suka 316 juga sangat tahan lama dan tahan korosi, menjadikannya ideal untuk peralatan yang terkena air asin atau bahan kimia.

Kemampuan mesin

Machinability mengacu pada seberapa mudah suatu material dapat dipotong, berbentuk, atau selesai selama proses pemesinan CNC.
Material dengan kemampuan mesin yang tinggi memerlukan lebih sedikit energi untuk diproses, yang dapat menghasilkan waktu produksi lebih cepat, umur alat lebih lama, dan mengurangi biaya pemesinan secara keseluruhan.

• Pertimbangan utama: Bahan yang terlalu keras atau abrasif dapat membuat alat pemotong cepat aus, meningkatkan keseluruhan biaya dan waktu pemesinan.
  Di sisi lain, bahan yang lebih lembut cenderung lebih mudah dikerjakan tetapi mungkin lebih cepat aus saat digunakan.
  Aluminium Dan kuningan dikenal karena kemampuan mesinnya yang sangat baik, menjadikannya hemat biaya dan efisien untuk produksi massal.
  Sebaliknya, bahan yang lebih keras seperti Titanium atau Inconel memerlukan alat khusus dan kecepatan pemesinan yang lebih lambat.
• Contoh: 6061 aluminium banyak digunakan dalam pemesinan CNC karena kemudahan pemesinannya dan kemampuannya menghasilkan suku cadang presisi dengan cepat,
  ketika Titanium memerlukan perhatian lebih karena sifatnya yang lebih keras dan biaya perkakas yang lebih tinggi.

Sifat termal

Sifat termal sangat penting ketika memilih material untuk aplikasi yang terkena suhu tinggi atau fluktuasi suhu yang signifikan.
Sifat-sifat ini termasuk konduktivitas termal, tahan panas, dan ekspansi termal. Bahan dengan sifat termal yang buruk dapat mengalami distorsi, melemahkan, atau gagal karena perubahan suhu.

• Pertimbangan utama: Jika aplikasi anda memerlukan komponen yang akan terkena panas, Anda memerlukan bahan dengan ketahanan termal tinggi dan ekspansi termal rendah.
  Titanium Dan Inconel ideal untuk lingkungan bersuhu tinggi, seperti aplikasi luar angkasa atau turbin, di mana menjaga integritas material di bawah panas ekstrem sangatlah penting.
  Bahan seperti aluminium baik untuk pembuangan panas karena konduktivitas termalnya yang tinggi.
• Contoh: Inconel sering dipilih karena kemampuannya menahan suhu yang sangat tinggi (hingga 2.000°F) tanpa kehilangan sifat mekaniknya.
  Aluminium (menyukai 6061) sering digunakan untuk heat sink dan komponen manajemen termal karena konduktivitas termalnya yang sangat baik.

Biaya

Biaya sering kali menjadi salah satu faktor terpenting saat memilih material pemesinan CNC, terutama untuk produksi skala besar.
Bahan seperti aluminium Dan kuningan lebih hemat biaya dibandingkan dengan bahan khusus sejenisnya Titanium atau Inconel.
Namun, memilih bahan yang lebih murah dapat mengakibatkan kompromi dalam kinerja atau umur panjang, jadi penting untuk menyeimbangkan biaya dengan standar kinerja yang disyaratkan.

• Pertimbangan utama: Pertimbangkan bukan hanya biaya material di muka, tetapi juga faktor-faktor seperti waktu pemesinan, Keausan pahat, dan potensi biaya pemeliharaan atau penggantian dalam jangka panjang.
  Untuk biaya rendah, aplikasi bervolume tinggi, aluminium Dan plastik seperti akrilik Dan nilon sering digunakan.
  Untuk suku cadang berperforma tinggi, biaya tambahan bahan seperti Titanium mungkin bisa dibenarkan.
• Contoh: Aluminium 6061 sering dipilih karena keseimbangan yang sangat baik antara biaya dan kinerja, terutama untuk suku cadang struktural dan ringan di industri seperti otomotif dan dirgantara.
  Titanium, sementara lebih mahal, dipilih karena sifat uniknya dalam aplikasi yang menuntut seperti ruang angkasa dan implan medis.

Persyaratan Selesai

Persyaratan penyelesaian suatu bagian dapat secara signifikan mempengaruhi pilihan material.

Bahan yang menawarkan penyelesaian permukaan lebih baik dengan pasca-pemrosesan tambahan minimal lebih disukai untuk aplikasi yang mengutamakan estetika

atau sifat permukaan fungsional (seperti kehalusan, resistensi korosi, atau konduktivitas) sangat penting.

• Pertimbangan utama: Untuk bagian yang memerlukan hasil akhir berkualitas tinggi, bahan seperti baja tahan karat atau aluminium lebih mudah untuk dipoles dan dianodisasi, menyediakan yang bersih, hasil yang menarik secara visual.
  Bahan lainnya, seperti baja perkakas Dan Inconel, mungkin memerlukan langkah pemrosesan tambahan seperti penggilingan atau pemolesan untuk mencapai hasil akhir yang diinginkan.
• Contoh: Aluminium 6061 populer karena kemampuannya menghasilkan hasil akhir berkualitas tinggi, apakah anodisasi, lapisan bubuk, atau pemolesan sederhana.
  Baja tahan karat, khususnya 304 atau 316, sering digunakan pada aplikasi yang mengkilap,
  penyelesaian yang estetis diperlukan, seperti peralatan dapur atau komponen arsitektur.

Aplikasi Industri

Bahan yang berbeda disesuaikan untuk industri tertentu, tergantung pada persyaratan kinerja dan kondisi lingkungan.

Memahami kebutuhan spesifik industri sangat penting ketika memilih material permesinan CNC.

• Pertimbangan utama: Setiap industri mungkin memprioritaskan sifat material yang berbeda. Misalnya, Aerospace membutuhkan bahan dengan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi dan tahan panas,
  aplikasi medis menuntut biokompatibilitas dan ketahanan terhadap korosi, Dan Bagian otomotif manfaat dari hemat biaya, bahan tahan lama.
• Contoh: Di Aerospace industri, bahan seperti Titanium Dan Inconel disukai karena rasio kekuatan terhadap beratnya yang tinggi dan ketahanannya terhadap suhu tinggi,
  ketika Implan medis sering diandalkan baja tahan karat atau Titanium karena ketahanan terhadap korosi dan biokompatibilitasnya.

4. Bahan Mesin CNC Umum

Mari kita uraikan beberapa material yang paling umum digunakan dalam pemesinan CNC, dikategorikan berdasarkan jenisnya:

Logam:

• Aluminium (MISALNYA., 6061, 7075): Aluminium itu ringan, tahan korosi, dan mudah dikerjakan, menjadikannya salah satu pilihan paling populer.
  Misalnya, 6061 aluminium mempunyai kekuatan yang baik, dan resistensi korosi yang baik, dan sering digunakan dalam industri dirgantara dan otomotif.
  Di sisi lain, 7075 aluminium, dengan rasio kekuatan terhadap berat yang lebih tinggi, lebih disukai untuk aplikasi berkinerja tinggi seperti suku cadang pesawat terbang.

• • Properti: Kekuatan: 30-50 ksi (untuk 6061), Kemampuan mesin: Bagus sekali
  • Aplikasi: Aerospace, Otomotif, produk konsumen.

• Baja tahan karat (MISALNYA., 304, 316): Baja tahan karat itu kuat, tahan lama, dan tahan terhadap korosi, yang membuatnya sempurna untuk lingkungan yang menuntut seperti pemrosesan makanan, peralatan medis, dan aplikasi kelautan.
  Misalnya, 304 baja tahan karat adalah salah satu jenis yang paling banyak digunakan karena ketahanan korosinya yang sangat baik dan biaya yang relatif lebih rendah.

• • Properti: Kekuatan: 70-100 ksi, Resistensi korosi: Bagus sekali
  • Aplikasi: Medis, Pengolahan makanan, laut.

• Titanium: Paduan titanium dikenal karena rasio kekuatan terhadap beratnya yang tinggi dan ketahanan terhadap korosi.
  Titanium umumnya digunakan di luar angkasa, medis, dan aplikasi militer yang mengutamakan kinerja dan keandalan.

• • Properti: Kekuatan: 130-160 ksi, Kemampuan mesin: Sulit
  • Aplikasi: Aerospace, Implan medis, militer.

• Tembaga & Kuningan: Tembaga sangat baik untuk konduktivitas listrik, sedangkan kuningan dikenal karena ketahanannya terhadap korosi.
  Bahan-bahan ini biasa digunakan untuk komponen listrik dan pipa.

• • Properti: Daya konduksi: 58% IACS (Tembaga), Kekuatan: 50-70 ksi (Kuningan)
  • Aplikasi: Konektor listrik, perlengkapan pipa.

• Baja karbon: Baja karbon kuat, hemat biaya, dan serbaguna. Ini biasanya digunakan untuk komponen struktural dan bagian yang tidak memerlukan ketahanan korosi yang ekstrim.

• • Properti: Kekuatan: 50-70 ksi, Biaya: Rendah
  • Aplikasi: Otomotif, konstruksi, manufaktur umum.

Plastik:

• Akrilik (PMMA): Akrilik itu ringan, transparan, dan mudah dikerjakan, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi seperti signage, perlengkapan pencahayaan, dan menampilkan.

• • Properti: Kemampuan mesin: Bagus sekali, Dampak resistensi: Sedang
  • Aplikasi: Menampilkan, papan tanda, lensa optik.

• Nilon: Nilon itu sulit, plastik tahan aus yang sering digunakan untuk roda gigi, bushing, dan bagian-bagian yang bergerak dalam mesin.

• • Properti: Kekuatan: 10-15 ksi, Pakai ketahanan: Bagus sekali
  • Aplikasi: Roda gigi, bantalan, Otomotif.

• Des Delrin (asetal): Delrin adalah plastik berkekuatan tinggi yang terkenal dengan kekakuan dan presisinya. Ini sering digunakan untuk bagian yang memerlukan toleransi ketat, seperti roda gigi dan bantalan.

• • Properti: Kekuatan: 20-25 ksi, Stabilitas dimensi: Bagus sekali
  • Aplikasi: Bagian presisi, roda gigi, bantalan.

• Polikarbonat: Polikarbonat dikenal karena ketahanannya terhadap benturan dan digunakan dalam aplikasi yang memerlukan ketangguhan, seperti penutup pelindung.

• • Properti: Dampak resistensi: Sangat tinggi, Transparansi: Bagus sekali
  • Aplikasi: Penutup pelindung, lensa optik.

Komposit:

• Serat Karbon: Serat karbon sangat ringan dan kuat, menjadikannya ideal untuk aplikasi berkinerja tinggi di industri seperti ruang angkasa dan peralatan olahraga.

• • Properti: Kekuatan: 150-300 ksi, Berat: 30-50% lebih ringan dari aluminium
  • Aplikasi: Aerospace, Otomotif, peralatan olahraga.

• Fiberglass: Fiberglass menawarkan kekuatan dan ketahanan terhadap korosi, umumnya digunakan untuk aplikasi struktural dan bagian yang terkena lingkungan yang keras.

• • Properti: Kekuatan: 40-80 ksi, Daya tahan: Tinggi
  • Aplikasi: Perahu, komponen struktural.

5. Bahan Mesin CNC Khusus

Inconel

Mereka dirancang untuk tahan suhu tinggi, menjadikannya sangat diperlukan di sektor kedirgantaraan dan pembangkit listrik.
Inconel 718 dapat menahan suhu hingga 700°C, memastikan stabilitas dalam kondisi ekstrim.

Hastelloy

Ini sangat tahan korosi, khususnya di lingkungan kimia yang agresif, dan sering digunakan dalam industri pengolahan kelautan dan kimia.
Hastelloy C-276 menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap pitting, Korosi celah, dan retak akibat korosi.

Keramik

Bahan keramik sangat keras dan tahan aus, cocok untuk aplikasi seperti alat pemotong, bantalan, dan manufaktur semikonduktor.

Keramik silikon nitrida, Misalnya, memiliki kekerasan 15 IPK, memberikan daya tahan dan umur panjang yang luar biasa.

Baja Perkakas

Baja perkakas dirancang khusus untuk cetakan dan cetakan, menawarkan kekerasan dan ketangguhan yang luar biasa untuk aplikasi bertekanan tinggi.

Baja perkakas A2, dengan kekerasan Rockwell HRC 60-62, memastikan kinerja yang andal dalam proses manufaktur yang menuntut.

6. Faktor Tambahan yang Perlu Dipertimbangkan

Toleransi Diperlukan

Toleransi yang ketat mengharuskan penggunaan material yang dapat diprediksi dan menahan dimensi secara akurat.

Rekayasa presisi sering kali memerlukan toleransi dalam ±0,001 mm, yang dapat dicapai secara andal dengan bahan seperti titanium dan baja tahan karat.

Proses Pasca Pemesinan

Beberapa material mendapat manfaat dari atau memerlukan proses pasca pemesinan seperti perlakuan panas, lapisan, atau memoles.

Proses-proses ini dapat meningkatkan sifat material atau estetika. Misalnya, aluminium anodisasi tidak hanya meningkatkan ketahanan terhadap korosi tetapi juga menambah hasil akhir yang menarik.

Kondisi Lingkungan

Lingkungan pengoperasian komponen harus dipertimbangkan, termasuk paparan bahan kimia, kelembaban, radiasi UV, dan fluktuasi suhu.

Polikarbonat, misalnya, menawarkan ketahanan UV yang sangat baik, sehingga cocok untuk aplikasi luar ruangan.

7. Bagaimana Pemilihan Material Mempengaruhi Pemesinan CNC

Waktu Pemesinan

Bahan yang lebih keras biasanya membutuhkan waktu lebih lama untuk dikerjakan, berpotensi meningkatkan biaya produksi dan waktu tunggu.

Misalnya, pemesinan titanium dapat memperpanjang waktu pemesinan hingga 30% dibandingkan dengan aluminium, berdampak pada efisiensi secara keseluruhan.

Keausan pahat

Bahan yang lebih abrasif dapat mempercepat keausan alat, menyebabkan biaya pemeliharaan yang lebih tinggi dan penggantian alat yang sering.

Menggunakan perkakas berlapis berlian dapat memperpanjang masa pakai perkakas hingga 40%, mengurangi downtime dan biaya.

Permukaan akhir

Bahan tertentu secara inheren menghasilkan permukaan akhir yang lebih baik, mengurangi kebutuhan langkah penyelesaian tambahan dan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan.

Des Delrin, misalnya, dapat mencapai nilai kekasaran permukaan serendah Ra 0.8 μm, meminimalkan persyaratan pasca-pemrosesan.

Efisiensi biaya

Menyeimbangkan biaya material dengan efisiensi produksi sangatlah penting.

Material yang mahal mungkin dapat mengimbangi biayanya melalui peningkatan kinerja atau pengurangan waktu pemesinan, sementara alternatif yang lebih murah dapat menimbulkan biaya jangka panjang yang lebih tinggi jika memerlukan pemrosesan yang lebih ekstensif.

Misalnya, memilih aluminium dibandingkan titanium dapat mengurangi biaya awal namun dapat mengakibatkan biaya pemeliharaan dan penggantian yang lebih tinggi seiring berjalannya waktu.

8. Kesimpulan

Memilih material yang tepat untuk pemesinan CNC adalah keputusan penting yang berdampak pada setiap aspek proyek—mulai dari desain awal hingga kinerja akhir..

Dengan memahami sifat dan pertimbangan yang terlibat, produsen dapat memilih bahan yang paling memenuhi tuntutan penerapannya sekaligus menyeimbangkan biaya dan efisiensi.

Memilih bahan yang tepat tidak hanya meningkatkan kualitas dan daya tahan produk akhir tetapi juga mengoptimalkan keseluruhan proses produksi.

Rangkullah ketepatan dan potensi Pemesinan CNC dengan membuat pilihan bahan yang terinformasi dengan baik, dan tingkatkan proyek Anda ke tingkat yang lebih tinggi.

DEZE adalah pabrik pemrosesan CNC profesional. Jika Anda memiliki kebutuhan pemrosesan CNC untuk material apa pun, Mohon jangan ragu Hubungi kami.