CNC加工在材料的选择上非常多元,绝大多数的金属、塑胶、木材、皮革等,都可以利用CNC技术进行加工。因此在加工之前,必须先了解不同材料的特性、成本与适用时机,才能替产品找出做适合的加工材料。让我们带你从茫茫材料海中,选出适合你的CNC加工材料。
1.金属
铝
铝的重量轻、高强度、高硬度、高热阻、导电性佳、耐蚀、无磁性等特性,再加上容易加工制造且成本低廉,不论是制作客制化产品,或是样品,铝都是经济实惠的加工材料选项。良好的导热性,让铝经常作为散热材料使用。
铝是工业上常用的金属,许多工业的零件裁切,都需要CNC加工技术的协助。铝的重量很轻,适合用在运输工具、3C家电、建筑、食品包装、运动器材、机械五金等对于重量具有要求的工业上。
不锈钢
不锈钢是由数种金属,以不同的比例,组合而成的合金钢。主要包含碳、铁、铬、镍、钼等金属,其中铬的比例必大于10.5%,才能称为不锈钢。利用铬元素抗氧化的特性,可以防止铁生锈;镍元素能抵抗酸抗硷;锰元素降低加工成本;钼元素的硬度及强度高,且更加耐腐蚀,但相对成本也较高。
不锈钢具高强度、高延展性、耐磨耗、耐蚀,且易焊接、易加工、易抛光。不同比例的不锈钢,具有不同的特性与用途。因此在选择加工材料之前,必须先了解不同编号的不锈钢,具备的特性与适用的场合。
不锈钢在CNC加工上主要运用在医疗、食品、饮料、航太等对于零件有高强度要求的产品上。不同标号的不锈钢材料,在工业上有不同用途,因此在CNC加工前,必须了解各个材料的特性,才能选出适用的不锈钢种类。
软钢
软钢又称作低碳钢,是指碳含量低于0.25%的钢材。和一般的材料相比,软钢的强度低、硬度低。延展性强、抗拉强度低、耐磨,加上成本低,容易加工成型、焊接等特性,使软钢的运用相当广泛。利用CNC加工的技术,软钢在工业上,可用于机械零件、钢筋、链条、铆钉、螺栓、铁丝、马口铁等,对延展性需求较大的零件上。
黄铜
黄铜是由铜、锌所组成的铜合金,具延展性、耐磨性、耐腐蚀,且易加工、易导电,因此在CNC加工上,常用于精密仪器的制造,与船舶相关零件的生产。漂亮的金黄色光泽,具有艺术价值,使其常用于乐器、工艺制品、卫浴设备等用途。
2.塑胶材料
塑胶由于重量轻、绝缘,在工业上常用于化学阻抗或非绝缘等用途。塑胶材料的种类很多,以下将介绍几种在CNC加工上经常使用的塑胶材料,包含ABS、PC、POM、铁氟龙、HDPE、PEEK等。
ABS
ABS为丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种化合物结合而成的材料,取其英文字首合称为ABS,中文全名为「丙烯腈-丁二烯-苯乙烯」。
ABS结合了三种化合物的材料特性,具有耐油、稳定性高、强韧、耐冲击、透明无色、流动性佳、低密度等特性。在CNC加工上,常用于电子电器外壳、汽车零件、机械工具、乐高、衣物扣子、橱柜、文具、安全帽、电池盒等。
PC
全名聚碳酸酯(Polycarbonate),是一种具高韧性、耐冲击强度高(较ABS高)、透明无色、耐热,且容易加工、容易上色的塑胶材料。在CNC加工上,常用于CD/VCD光碟、桶装水瓶、婴儿奶瓶、树脂镜片、防弹玻璃、车头灯罩、动物笼子、手机外壳等。
POM
POM(Polyoxymethylene)又称Derlin,是一种单聚甲醛树脂,拉抗强度高、耐冲击,对于汽油、溶剂与其他化学物质,抵抗力强,具备与金属类似的物理性质,是所有塑胶材料中,最容易加工的一个。Derlin是常见的CNC加工材料上,经常用于汽车、家电、建筑、电子、卫生用品等领域。也是塑胶材质中,最适合进行CNC加工的材质。
铁氟龙
PTEE(Polytetrafluoroethene)俗称铁氟龙,具极佳的耐候性、绝缘性、耐磨、不沾黏、抗酸硷,因而有塑胶之王的美誉。也是塑胶中少数能忍受200℃高温的塑胶材料。铁氟龙在CNC加工上,常用于航太、医疗、食品、电子、石化、煤炭、汽车、纺织、机械等用途上。
HDPE
高密度聚乙烯HDPE(High Density Polyethylene),化学性物质的耐受度良好、韧性强、弹力强、耐候性佳等特性,且容易加工、成本低、可与食物接触。HDPE在CNC加工上常用于户外游乐设施、管路、砧板、齿轮、轴承等用途。
PEEK
聚醚醚酮PEEK(Polyetheretherketone)具极高的耐热性、耐化学性,可耐超过260℃的高温,可以在恶劣的环境中长时间使用。PEEK相较于其他塑胶材料,价格较高,在CNC加工上,常用于食品、医疗、生物科技、航太、石油、天然气等领域。
3.木材
木材因为美丽的自然纹路与材料质感,使用广泛,具导热慢、保温性、重量轻、坚固耐用,部分木材具天然香氛,让许多室内设计都会使用到木材。然而易腐蚀、易燃、易虫蛀、易折断、变形等缺点,是利用木材作为CNC加工材料前必须考量到的。
木材是常见的CNC加工材料,从家具、橱柜、桌椅、门把,均运用CNC加工技术。而许多观光公厂的文创饰品的装饰加工,近年来也引进了CNC雕刻机进行来制作钥匙圈等纪念品。
4.皮革
皮革是经过特殊过程处理动物皮肤,制成的一种工艺材料。分为真皮(真实动物皮革制成)与人造革。皮革具耐用,容易加工、染色,不易产生静电等特性,缺点是容易发霉、变形、需保养。常用于服饰、皮鞋、皮包、乐器、沙发、工业等用途。
CNC雕刻机在皮革的运用主要是装饰,如同木制文创世品,透过CNC加工,也可以在皮革的表面装饰,制作客制化的饰品。
结语
从金属、塑胶、木材到皮革,CNC加工适用的材料种类非常多元,也让CNC加工技术成为工业上非常重要的加工技术,从机械材料的制作,到日常的加工,CNC加工技术包办工业发展与日常生活大小事。