Nel campo della lavorazione CNC, la scelta dei materiali metallici determina direttamente l'efficienza della lavorazione, la precisione del prodotto, le prestazioni funzionali e i costi di produzione; è il prerequisito fondamentale per ottenere una lavorazione di precisione e garantire l'affidabilità del prodotto. I diversi materiali metallici presentano variazioni significative nelle loro proprietà meccaniche e nelle loro caratteristiche di lavorazione, che richiedono processi di lavorazione, selezioni di utensili e scenari applicativi altrettanto diversi.
| Materiale | Caratteristiche | Applicazione |
|---|---|---|
| Lega di alluminio | Presenta una bassa densità (2,7 g/cm³), un'eccellente resistenza specifica, facilità di lavorazione e un'ottima lavorabilità in superficie. I gradi più comuni sono 6061, 6063, 5052 e 7075; combina una buona plasticità con la tenacità e alcuni gradi sono in grado di indurire per invecchiamento. | Involucri per dispositivi elettronici, componenti strutturali per apparecchiature di automazione, dissipatori di calore, dispositivi di fissaggio e dime e componenti per l'industria automobilistica, adatti ai settori dell'elettronica, dell'automazione, dei dispositivi medici e dei macchinari in generale. |
| Rame | Possiede un'elevata purezza (gradi comunemente utilizzati: T1, T2), un'eccellente conducibilità elettrica e termica e una buona plasticità, ma una resistenza relativamente bassa. | Elettrodi, terminali conduttivi, componenti per la dissipazione del calore e coperture per la schermatura elettromagnetica: adatti ai settori dell'elettronica, dell'elettrotecnica, della produzione di stampi e delle nuove energie. |
| Ottone | Le leghe di rame e zinco - i gradi comunemente utilizzati sono H59, H62 e H65 - presentano un'eccellente lavorabilità, un costo inferiore a quello del rame puro, una buona plasticità e una moderata resistenza alla corrosione. | Valvole, raccordi, dadi, boccole e componenti decorativi adatti all'industria idraulica, idraulica, pneumatica e della ferramenta. |
| Bronzo | Le leghe di rame con elementi come lo stagno e l'alluminio, comunemente il bronzo allo stagno e il bronzo all'alluminio, presentano un'elevata resistenza all'usura, un basso attrito e una resistenza alla corrosione, oltre a possedere una forza superiore a quella del rame e dell'ottone puri. | Cuscinetti, ingranaggi a vite senza fine, ingranaggi, corpi pompa e guarnizioni, adatti per applicazioni in macchinari da costruzione, attrezzature marine, stampi e industrie di trasmissione per impieghi gravosi. |
| Acciaio | Lega ferro-carbonio caratterizzata da elevata resistenza, eccellente rigidità e suscettibilità al trattamento termico di rafforzamento. Tra i gradi comunemente utilizzati vi sono l'acciaio #45, S50C (acciaio al carbonio), P20, 718 e NAK80 (acciaio per stampi). Ha una densità di circa 7,85 g/cm³ e offre un'elevata economicità; alcuni gradi possono essere lucidati a specchio. | L'acciaio al carbonio è utilizzato per alberi, ingranaggi, componenti strutturali e attrezzature; l'acciaio per stampi è impiegato per le cavità degli stampi, le basi degli stampi e le attrezzature di precisione. Questi materiali sono adatti all'impiego nei settori della produzione di stampi, dell'automazione, delle macchine utensili e dei macchinari in generale. |
| Acciaio inox | Contiene elementi di cromo e nichel; offre resistenza alla ruggine, alla corrosione, igiene, rispetto dell'ambiente ed elevata resistenza. I gradi più comuni sono 303, 304, 316, 416 e 420; alcuni gradi sono a lavorazione libera. Il grado 316 presenta una resistenza alla corrosione superiore rispetto al 304, mentre il grado 420 può essere indurito mediante tempra. | Componenti per apparecchiature mediche e alimentari, corpi valvola per fluidi, flange, componenti strutturali per esterni e alberi di precisione. Adatti per l'impiego nei settori medico, alimentare, chimico, marino e dei semiconduttori. |
| Lega di magnesio | Il metallo strutturale più leggero comunemente usato nell'industria (densità di circa 1,8 g/cm³); caratterizzato da un'elevata resistenza specifica e da eccellenti proprietà di smorzamento delle vibrazioni. I gradi più comuni sono AZ31B, AZ61 e AZ91D. Presenta una buona duttilità, ma ha una resistenza alla corrosione relativamente scarsa ed è infiammabile. | Componenti aerospaziali, parti di droni, involucri di dispositivi portatili e componenti per l'alleggerimento del settore automobilistico; adatti all'uso nei settori aerospaziale, dell'elettronica di consumo, automobilistico e della robotica. |
| Lega di titanio | Lega ad alte prestazioni con una densità di circa 4,5 g/cm³. Presenta elevata forza, resistenza alla corrosione, resistenza alle alte temperature ed eccellente biocompatibilità. Il grado comunemente utilizzato è il TC4. Pur offrendo prestazioni complete di alto livello, è caratterizzata da costi elevati dei materiali e da notevoli difficoltà di lavorazione. | Componenti aerospaziali, impianti medici, parti di precisione per apparecchiature di fascia alta e componenti militari; adatti per l'uso nei settori aerospaziale, medico, manifatturiero di fascia alta e della difesa. |
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R: I principali materiali metallici comunemente utilizzati nella lavorazione CNC includono leghe di alluminio, acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, rame e leghe di rame e leghe di titanio. Tra questi, le leghe di alluminio - principalmente i gradi 6061, 6063 e 7075 - sono facili da lavorare e offrono proprietà di leggerezza. L'acciaio inossidabile, comunemente nelle classi 303, 304 e 316, presenta un'eccezionale resistenza alla corrosione. L'acciaio al carbonio offre costi inferiori e una resistenza strutturale affidabile. I materiali in rame possiedono un'eccellente conducibilità elettrica e termica, che li rende adatti ai componenti elettrici che richiedono la dissipazione del calore. Infine, le leghe di titanio sono caratterizzate da un'elevata resistenza combinata con un peso ridotto e sono spesso utilizzate in applicazioni critiche di precisione di alto livello.
R: La scelta del materiale dipende principalmente dall'applicazione prevista per il prodotto, dai requisiti di sollecitazione meccanica, dall'ambiente operativo, da considerazioni estetiche e dai vincoli di costo. Per le applicazioni che comportano sollecitazioni moderate, in cui la leggerezza e l'economicità sono prioritarie, le leghe di alluminio sono la scelta preferita. Se è richiesta la resistenza alla ruggine, agli acidi, agli alcali o alle alte temperature, si deve scegliere l'acciaio inox 304 o 316. Per progetti sensibili ai costi e con requisiti di resistenza strutturale modesti, l'acciaio al carbonio è un'opzione valida. Se la conducibilità elettrica, la conducibilità termica e la facilità di lavorazione sono essenziali, la scelta giusta è l'ottone. Infine, per le applicazioni aerospaziali o per le situazioni che richiedono proprietà di alta resistenza e leggerezza, le leghe di titanio sono il materiale da scegliere.
R: La precisione della lavorazione CNC standard dei metalli può essere controllata entro ±0,05 mm; per i pezzi di precisione, grazie all'applicazione di operazioni di finitura, al posizionamento delle attrezzature e alla compensazione delle misure, è possibile ottenere una tolleranza compresa tra ±0,01 e ±0,02 mm. La precisione effettiva è influenzata da fattori quali la geometria del pezzo, le proprietà del materiale, le dimensioni, le condizioni della macchina utensile e i processi di lavorazione; di conseguenza, la precisione di pezzi complessi a pareti sottili o con lunghe sezioni a sbalzo può presentare leggere variazioni.
R: I trattamenti superficiali più comuni per le parti metalliche CNC includono anodizzazione, sabbiatura e anodizzazione, spazzolatura, lucidatura, elettrodeposizione, annerimento, fosfatazione e verniciatura. L'anodizzazione viene applicata più frequentemente alle leghe di alluminio per migliorare l'estetica e la resistenza all'usura; le parti in acciaio inossidabile possono essere sottoposte a decapaggio, passivazione o elettroplaccatura; l'acciaio al carbonio viene tipicamente trattato con l'annerimento o la zincatura per prevenire la ruggine; le parti in rame possono essere nichelate o dorate per migliorare la conduttività e la resistenza alla corrosione. Il trattamento specifico scelto dipende dall'ambiente operativo previsto e dai requisiti estetici.
R: Materiali come l'acciaio inossidabile, le leghe di titanio e le leghe ad alta temperatura sono classificati come materiali difficili da lavorare. Questi materiali possiedono un'elevata durezza, un'alta viscosità e una scarsa conducibilità termica; di conseguenza, durante la lavorazione, sono inclini a causare l'adesione dell'utensile, le vibrazioni e un'usura eccessiva. Ciò comporta non solo una bassa efficienza di lavorazione, ma anche frequenti deviazioni dimensionali e difetti di finitura superficiale (segni dell'utensile). Pertanto, i parametri di lavorazione, la selezione degli utensili e i metodi di raffreddamento devono essere ottimizzati specificamente per questi materiali, il che comporta anche costi di produzione relativamente più elevati.
R: Le parti metalliche possono subire deformazioni durante la lavorazione CNC, in particolare lamiere sottili, pannelli piatti di grandi dimensioni, lunghe sezioni a sbalzo e strutture a pareti sottili. Le sollecitazioni interne del materiale, il calore di taglio, le forze di serraggio e le forze di taglio possono contribuire a tali deformazioni. Tuttavia, l'entità della deformazione può essere efficacemente ridotta al minimo, garantendo così la stabilità dimensionale, grazie a misure come lasciare margini di lavorazione adeguati, utilizzare processi di lavorazione a più fasi, eseguire trattamenti di riduzione delle tensioni, ottimizzare le attrezzature e gli utensili e controllare attentamente i parametri di taglio.
R: Quanto più rigide sono le tolleranze di disegno, tanto più elevati sono i requisiti imposti alle macchine utensili, agli utensili da taglio, ai dispositivi di fissaggio e alle apparecchiature di ispezione; di conseguenza, le difficoltà di lavorazione e i tassi di scarto aumentano in modo significativo, portando direttamente a un aumento esponenziale dei costi e a tempi di consegna più lunghi. Inoltre, i materiali metallici subiscono intrinsecamente dilatazioni e contrazioni termiche, oltre a minime deformazioni, rendendo difficile garantire tolleranze troppo rigide nella produzione reale. In generale, si raccomanda di adottare tolleranze ragionevoli, sufficienti a soddisfare i requisiti funzionali previsti.
R: I costi della lavorazione CNC sono determinati principalmente da fattori quali il tipo e il prezzo del materiale, le dimensioni e il peso del pezzo, la complessità strutturale, le tolleranze dimensionali, i requisiti di finitura superficiale, il tempo di lavorazione e il volume di produzione. Quanto maggiore è la complessità strutturale, quanto più strette sono le tolleranze e quanto più esigenti sono i requisiti di finitura superficiale, tanto maggiore è il costo. I prezzi unitari variano anche in modo significativo tra la prototipazione di piccoli lotti e la produzione di massa su larga scala, e i trattamenti superficiali comportano costi aggiuntivi. Che si tratti di un singolo pezzo o di un lotto di oltre 100 pezzi, siamo in grado di soddisfare le vostre esigenze specifiche.
R: Sì, la lavorazione può essere eseguita anche senza disegni 3D. Potete fornire un campione fisico, che i nostri specialisti digitalizzeranno, misureranno e redigeranno in disegni tecnici prima di procedere alla lavorazione. In alternativa, è possibile fornire schizzi disegnati a mano, dimensioni chiave, specifiche strutturali e requisiti per i materiali e le finiture superficiali; i nostri ingegneri convertiranno quindi questi input in disegni ingegneristici 2D standard o in modelli 3D per organizzare la produzione, garantendo che tutte le dimensioni e i requisiti siano accurati e precisi.
R: La garanzia di qualità si ottiene principalmente concentrandosi sulla precisione delle macchine utensili, sulla pianificazione del processo, sul controllo del processo e sulle procedure di ispezione. Utilizziamo macchine utensili CNC ad alta precisione e impieghiamo un processo che separa la lavorazione grezza da quella finale. Inoltre, selezioniamo con cura utensili e parametri di taglio e utilizziamo attrezzature e utensili stabili. Dopo la lavorazione, vengono condotte ispezioni dimensionali utilizzando strumenti quali calibri, micrometri, misuratori di altezza, sistemi di misurazione visiva 2D e CMM. I rapporti di ispezione possono essere forniti su richiesta per garantire che tutti i pezzi siano pienamente conformi alle specifiche delineate nei disegni tecnici.
