El material de metal o plástico crudo utilizado para la pieza es tan importante como cómo se mecaniza la pieza; Elegir el incorrecto puede aumentar innecesariamente el costo de la pieza. Por ejemplo, el titanio, el favorito de las superlares y los aeroespaciales, es difícil de mecanizar, y las piezas hechas de él son casi seguramente más caras que las piezas hechas de aluminio o acero inoxidable. ¿Cuál es el punto? Si no es realmente necesario, elija un metal más barato.
La polietheretherketona (PEEK) es el Superman entre los polímeros, lo suficientemente fuerte como para reemplazar los metales en algunas aplicaciones, pero también prepárate para un shock de precios, ya que Peek suele ser alrededor de cinco veces más caro que otros termoplásticos de alto rendimiento. Otras consideraciones técnicas que ayudan a seleccionar el material adecuado para la aplicación PART incluyen mediciones específicas como resistencia a la tracción, deformación térmica y dureza a granel.
Estos son algunos de los materiales más comunes utilizados para piezas mecanizadas y sus propiedades clave:
Aluminio: como con todos los metales, hay muchos tipos de aleaciones de aluminio, pero los más comunes son 6061-T6 (considerado una aleación de uso general) o 7075-T6 (un favorito en la industria aeroespacial). Ambos materiales son fáciles de mecanizar, resistentes a la corrosión y tienen una alta relación resistencia / peso. El aluminio es adecuado para piezas de aeronaves, piezas de computadora, utensilios de cocina, piezas de construcción, etc. (en caso de que se pregunte, T-6 se refiere al templado del aluminio, o la forma en que se mecaniza en la fábrica).
Cobalt Chrome: ¿Necesita un reemplazo de rodilla o cadera? Lo más probable es que esté hecho de cromo de cobalto (CoCr), una aleación dura y resistente al desgaste. También conocido por su marca Stellite, este metal biocompatible también se usa ampliamente en cuchillas de turbina y otros componentes que requieren alta resistencia y resistencia al calor. Desafortunadamente, es difícil de cortar y tiene alrededor del 15% de maquinabilidad (en comparación con el 100% de maquinabilidad para 1212 acero dulce y 400% de maquinabilidad para aluminio).
Inconel: Otra súper aleación resistente al calor (HRSA), Inconel es la mejor opción para temperaturas extremas o entornos corrosivos. Además de ser utilizado en motores a reacción, el Inconel 625 y su hermano más rígido y más fuerte, el Inconel 718, se usan en centrales nucleares, plataformas de procesamiento de petróleo y gas, instalaciones de procesamiento químico y más. Ambos son bastante soldables, pero son costosos e incluso más difíciles de mecanizar que el CoCR, por lo que deben evitarse a menos que sea necesario.
Acero inoxidable: agregando un mínimo de 10.5% de cromo, reduciendo el contenido de carbono a un máximo de 1.2% y agregando elementos de aleación como níquel y molibdeno, los metalurgistas convierten a los Steels propensos a óxido comunes en acero inoxidable, un asesino de interruptor de corrosión-resistente en la fabricación. Sin embargo, con docenas de grados y categorías para elegir, puede ser difícil decidir cuál es el mejor para una aplicación determinada. Por ejemplo, la estructura cristalina de los aceros inoxidables austeníticos 304 y 316L los convierte en no magnéticos, no duraderos, dúctiles y bastante duros. Por otro lado, el acero inoxidable martensítico (el grado 420 es de primer grado) es magnético y atrevible, lo que lo hace ideal para instrumentos quirúrgicos y varias piezas de desgaste. También hay aceros inoxidables ferríticos (principalmente 400 series), aceros dúplex (piense en aceite y gas) y precipitación endureciendo aceros inoxidables 15-5 pH y 17-4 pH, todos favorecidos para sus excelentes propiedades mecánicas. La maquinabilidad varía de bastante bueno (416 acero inoxidable) hasta moderadamente pobre (347 acero inoxidable).
Acero: al igual que con el acero inoxidable, aquí hay demasiadas aleaciones y propiedades. Pero cuatro preguntas importantes a considerar son:
1. El costo del acero es generalmente más bajo que el de acero inoxidable y superlarios
2. Todo el acero corroe en presencia de aire y humedad
3. Excepto por algunos aceros de herramientas, la mayoría de los aceros tienen buena maquinabilidad
4. Cuanto menor sea el contenido de carbono, menor es la dureza del acero (representada por los dos primeros dígitos de la aleación, como las tres opciones comunes en 1018, 4340 u 8620). Dicho esto, el acero y su primo de hierro son, con mucho, los más utilizados de todos los metales, seguidos de aluminio.
La lista no menciona el cobre, latón y bronce de metales rojos, así como otra superalloy súper importante, el titanio. Tampoco se menciona que algunos polímeros, como los ABS, que son el material para ladrillos LEGO y tuberías de drenaje, son moldeables y procesables, y tienen una excelente resistencia y resistencia al impacto.
Plastics de grado de ingeniería: Acetal es un ejemplo notable, utilizado en todo, desde engranajes hasta artículos deportivos. La combinación de resistencia y flexibilidad de nylon reemplazó la seda como material de elección para los paracaídas. También hay polietileno de policarbonato, cloruro de polivinilo (PVC), de alta densidad y de baja densidad, etc. El punto es que la elección de los materiales es extensa, por lo que tiene sentido como diseñador en parte explorar lo que está disponible, qué es bueno y cómo mecanizarlo.
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