Le métal brut ou le matériau plastique utilisé pour la pièce est aussi important que la façon dont la pièce est usinée; Le choix du mauvais peut augmenter inutilement le coût de la pièce. Par exemple, le titane, le chouchou des superalliages et de l'aérospatiale, est difficile à machine, et les pièces fabriquées à partir de celui-ci sont presque certainement plus chères que les pièces fabriquées en aluminium ou en acier inoxydable. Quel est le point? Si ce n'est pas vraiment nécessaire, choisissez un métal moins cher.
PolyetheTheThekeTone (PEEK) est le Superman parmi les polymères, suffisamment fort pour remplacer les métaux dans certaines applications, mais également être préparé pour un choc de prix, car Powek est généralement environ cinq fois plus cher que d'autres thermoplastiques à haute performance. D'autres considérations techniques qui aident à sélectionner le bon matériau pour l'application de pièce comprennent des mesures spécifiques telles que la résistance à la traction, la déformation thermique et la dureté en vrac.
Voici quelques-uns des matériaux les plus courants utilisés pour les pièces usinées et leurs propriétés clés:
Aluminium: Comme pour tous les métaux, il existe de nombreux types d'alliages d'aluminium, mais les plus courants sont 6061-T6 (considérés comme un alliage à usage général) ou 7075-T6 (un favori dans l'industrie aérospatiale). Les deux matériaux sont faciles à machine, résistants à la corrosion et ont un rapport résistance / poids élevé. L'aluminium convient aux pièces d'avion, aux pièces informatiques, aux ustensiles de cuisine, aux pièces de construction, etc. (au cas où vous vous poseriez la question, le T-6 fait référence à la température de l'aluminium ou à la façon dont il est usiné dans l'usine).
Cobalt Chrome: Besoin d'un remplacement du genou ou de la hanche? Il est probablement en chrome de cobalt (COCR), un alliage dur et résistant à l'usure. Également connue sous sa marque Stellite, ce métal biocompatible est également largement utilisé dans les lames de turbine et d'autres composants qui nécessitent une résistance élevée et une résistance à la chaleur. Malheureusement, il est difficile à réduire et a environ 15% de machinabilité (par rapport à 100% de machinabilité pour 1212 acier doux et 400% de machinabilité pour l'aluminium).
Inconel: Un autre super alliage résistant à la chaleur (HRSA), Inconel est le meilleur choix pour des températures extrêmes ou des environnements corrosifs. En plus d'être utilisés dans les moteurs à réaction, l'inconel 625 et son frère plus rigide et plus fort, le Inconel 718, sont utilisés dans les centrales nucléaires, les plates-formes pétrolières et gazières, les installations de traitement chimique, etc. Les deux sont assez soudables, mais sont coûteux et encore plus difficiles à machines que le COCR, ils doivent donc être évités à moins que cela soit nécessaire.
Acier inoxydable: En ajoutant un minimum de 10,5% de chrome, en réduisant la teneur en carbone à un maximum de 1,2% et en ajoutant des éléments d'alliage tels que le nickel et le molybdène, les métallurgistes convertissent des aciers sujets à la rouille communes en acier inoxydable, un tueur de commutateurs résistant à la corrosion dans la fabrication. Cependant, avec des dizaines de notes et de catégories à choisir, il peut être difficile de décider lequel est le mieux pour une application donnée. Par exemple, la structure cristalline des aciers inoxydables austénitiques 304 et 316L les rend non magnétiques, non durables, ductiles et assez difficiles. D'un autre côté, l'acier inoxydable martensitique (grade 420 est de première année) est magnétique et durable, ce qui le rend idéal pour les instruments chirurgicaux et diverses pièces d'usure. Il existe également des aciers inoxydables ferritiques (principalement des séries 400), des aciers duplex (pensez à l'huile et au gaz) et des précipitations durcissant les aciers inoxydables 15-5 pH et 17-4 pH, tous favorisés pour leurs excellentes propriétés mécaniques. La machinabilité varie d'un assez bon (416 en acier inoxydable) à modérément pauvre (347 en acier inoxydable).
Acier: Comme avec l'acier inoxydable, il y a trop d'alliages et de propriétés ici. Mais quatre questions importantes à considérer sont:
1. Le coût de l'acier est généralement inférieur à celui de l'acier inoxydable et des superalliages
2. Tous les corrodes en acier en présence d'air et d'humidité
3. À l'exception de certains aciers à outils, la plupart des aciers ont une bonne machinabilité
4. Plus la teneur en carbone est faible, plus la dureté de l'acier est faible (représentée par les deux premiers chiffres de l'alliage, comme les trois choix communs en 1018, 4340 ou 8620). Cela dit, l'acier et son cousin en fer sont de loin les plus couramment utilisés de tous les métaux, suivis de l'aluminium.
La liste ne mentionne pas le cuivre, le laiton et le bronze des métaux rouges, ainsi qu'un autre superalliage super important, le titane. Il n'est pas non plus mentionné que certains polymères, tels que l'ABS, qui sont le matériau pour les briques LEGO et les tuyaux de drainage, sont à la fois moulables et transformables, et ont une excellente résistance à la ténacité et à l'impact.
Plastiques de qualité ingénieuse - L'acétal est un exemple notable, utilisé dans tout, des engrenages aux articles de sport. La combinaison de la résistance et de la flexibilité du nylon a remplacé la soie comme matériau de choix pour les parachutes. Il existe également du polycarbonate, du chlorure de polyvinyle (PVC), du polyéthylène à haute densité et de basse densité, etc. Le fait est que le choix des matériaux est étendu, il est donc logique en tant que concepteur de partie d'explorer ce qui est disponible, de ce qui est bon et de la façon de le machine.
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