CNC İşleme Malzeme Seçiminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

Bilgisayarlı Nümerik Kontrol (CNC) ile işleme; hızlı, verimli, hassas ve çok yönlü bir prosestir. Bu üretim yöntemi; metaller, plastikler, yarı iletkenler, elastomerler dahil olmak üzere çok çeşitli sert ve yumuşak mühendislik malzemeleriyle uyumludur. Hem prototiplemede hem de tamamen işlevsel nihai kullanım ürünlerinin üretiminde kullanılır. Bir CNC işleme projesinin başarısı ve üretilen parçanın işlevselliği büyük ölçüde kullanılan malzemeye bağlıdır. Bu nedenle malzeme seçimi CNC ile üretimde dikkatli atılması gereken önemli bir adımdır.

Bir CNC işleme projesi için uygun malzemeyi birçok faktör ve gereklilik belirler. Örneğin mükemmel mekanik özelliklere sahip bir malzemeye mi ihtiyacınız var? Öte yandan önceliğiniz yüksek üretim hızı mı? Çoğunlukla çok sayıda faktör birlikte dikkate alınarak bir malzemenin uygun olup olmadığı belirlenir. Aşağıdaki liste bütün faktörleri kapsamamak ile beraber CNC işleme için malzeme seçerken sağlam bir temel oluşturacaktır.

Malzeme Seçim Süreci

CNC işleme için mümkün olan en iyi malzemeyi seçmek için aşağıdaki temel adımları uygulayabilirsiniz:

• Adım 1 – Malzeme gerekliliklerini belirleyin. Malzemenin projenize en uygun aday olması için sahip olması gereken işlevsellik, elektriksel özellikler, mukavemet ve sertlik gibi özellikleri göz önünde bulundurun. Ayrıca parçanın kullanılacağı çalışma ortamını ve maruz kalacağı koşulları da dikkate alın.
• Adım 2 – Potansiyel malzeme seçeneklerini belirleyin. Tasarımınızın özellikleri de dahil olmak üzere gerekliliklerinize göre tüm uygun malzemeleri sıralayın.
• Adım 3 – En uygun malzemeyi seçin. Gerekliliklerinizi en fazla karşılayan malzemeyi belirleyin. Bazen parçanın kalitesini garanti etmek için daha düşük maliyetli bir malzeme yerine iyi işlenebilirliğe sahip bir malzemeyi seçmek gibi bazı tavizler vermek gerekebilir.

CNC İşlemede Malzeme Seçimi Kuralları

CNC işleme projeleri için doğru malzemeyi seçerken dikkate alınması gereken en önemli faktörler aşağıda sıralanmıştır.

Parçanın Uygulama Alanı

Parçanın uygulama alanı, talaşlı imalat ile üretim için malzeme seçiminde en temel ve en önemli hususlardan biridir. Farklı uygulamalar farklı malzemeler gerektirir. Havacılık ve uzay uygulamaları için üretilen bir parçanın, yapısal destek oluşturmak için üretilen bir parçaya kıyasla daha hafif olması gerekir. Örneğin alüminyum 3.3211, iyi mukavemet/ağırlık oranı nedeniyle havacılık ve uzay endüstrisinde yaygın olarak kullanılır.

Uygulama alanına göre malzemenin çekme mukavemeti, mukavemet/ağırlık oranı, çatlama direnci, sertlik veya esneklik gibi sahip olması gereken fiziksel özellikleri belirlenir. Genel olarak, ağır malzemeler daha fazla gerilime dayanır; ancak ağırlığa duyarlı uygulamalarda, mukavemet/ağırlık oranları iyi olan hafif malzemeler seçilmelidir. Alüminyum 3.3206 gibi hafif alüminyum alaşımlarına kıyasla çelik 1.0503 ve 1.0038 nispeten ağır malzemelerdir.

Çalışma Ortamı

Parçanın kullanılacağı ortam, malzeme seçiminde kritik bir faktördür. Çalışma koşulları arasında sıcaklık, sert kimyasalların varlığı, UV ışınlarına maruz kalma, suyla sürekli temas ve hatta aleve maruz kalma yer alabilir. Seçilen malzemenin ergime sıcaklığı, çalışma ortamı sıcaklığının güvenli bir miktar üzerinde olmalıdır. Aksi takdirde parça yüksek çalışma ortamı sıcaklığına maruz kaldığında yapısal değişikliklere uğrayabilir.

Ayrıca seçilen parçanın, işleme sırasında oluşan ısıya dayanabilmesi gerekir. Çelik 1.4404, 861°C’ye kadar mükemmel ısı direncine sahiptir. Bir malzemenin iç mekan kullanımında maruz kalacağı sıcaklık ve nem koşulları belli bir doğrulukla kolaylıkla tahmin edilebilir. Bu sayede malzeme seçimi de kolaylaşır. 

Ancak dış mekan uygulamalarında, fiziksel görünümünü ve yapısını korurken yüksek nem konsantrasyonlarına ve paslanmaya da dayanabilen paslanmaz çelik gibi malzemelerin seçilmesi en iyisidir. Ayrıca, aşırı hava değişikliklerinin açık havada meydana gelme olasılığı daha yüksektir; bu değişiklikler, bazı malzemelerde yapısal deformasyona neden olabilir

Boyutsal Kararlılık ve Tolerans

Havacılık ve uzay endüstrisi gibi endüstriler son derece hassas belirlenmiş boyutlara ve mükemmel kararlılığa sahip bileşenler gerektirir. Bu tür koşullarda iyi boyutsal kararlılığa sahip, yani düşük deformasyon faktörüne sahip malzemeler gerekir. Farklı malzemeler, kesici takımın oluşturduğu kuvvetlere farklı şekillerde tepki verir. Bu nedenle seçilen parçanın gereken hassas toleransları sağlayabilmesi gerekir. Bir malzeme ne kadar işlenebilir ise, o malzeme ile hassas toleranslara ulaşmak da o kadar kolay olur.

Örneğin alüminyumun yüksek işlenebilirliği, bu malzeme kullanılarak çok hassas (düşük) toleranslara sahip parçaların üretilmesini mümkün kılar. Daha hassas toleranslarda üretimin daha pahalı olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle, boyutsal toleransın hayati bir gereklilik olmadığı durumlarda, parçanın işlenme süresini ve masrafları azaltmak için daha geniş toleransların kullanılması tavsiye edilir.

Elektriksel İletkenlik

Bakır ve gümüş gibi bazı malzemeler mükemmel iletkenlerdir. Öte yandan PTFE iyi bir yalıtkandır. Elektrik uygulamalarına yönelik parçalar için malzeme seçimi, parça için gereken elektriksel özelliklere bağlı olacaktır. Bu nedenle seçilen malzemenin elektriksel iletkenliğinin dikkate alınması hayati önem taşır. Metaller genellikle iyi elektriksel iletkendir, plastikler ise genellikle iyi yalıtkandır.

İşlenebilirlik

Bir parçanın büyük miktarlarda veya partiler halinde üretilmesi gerekiyorsa, zaman ve masraflardan tasarruf için kolay işlenebilirliğe sahip malzemelerin seçilmesi daha uygundur. Alüminyum, pirinç gibi malzemeler kalıp çeliğine göre çok daha kolay işlenebilir; ancak kalıp çeliği daha fazla dayanıklılığa sahiptir. İşlenebilirliği düşük malzemeler, yalnızca üretilecek parça sayısı az ve ürün teslim süresi yeterince esnek ise seçilmelidir. Bu tür malzemelerin işlenmesi daha fazla kaynak, zaman ve emek gerektirir. 

İşlenebilirliğin malzeme seçimi sırasında ikincil bir husus olduğu ve parçanın uygulama alanı gibi diğer temel hususların önüne geçmemesi gerektiği unutulmamalıdır.

Fiziksel Görünüm

Bir malzeme seçerken, estetik görünümü genellikle öncelikli hususlar arasında yer almaz. Ancak bazı durumlarda bu çok önemli olabilir. Belirli ürünler için fiziksel görünüm, bu ürünlerin tüketiciler tarafından kabul görüp görmeyeceğini belirler. Tüketici ürünlerinin, renk veya pürüzsüz yüzey gibi belirli fiziksel özelliklere sahip olması gerekebilir.

Metaller genellikle işleme sonrasında iyi bir yüzey kalitesine sahip olur; dolayısıyla polisaj (parlatma) sırasında daha az emek gerektirir. Plastikler genellikle farklı renklerde temin edilebilir; metallerin renklendirilmesi için proses sonrası işlemler yapılması gerekir.

Malzeme Maliyetleri

Bazen bir parça için en uygun olan malzeme pahalı olabilir. Bu malzemeyi edinmenin fiyatı üretim bütçesini çok aşabilir. Bu durumda diğer düşük maliyetli malzemeleri kullanmayı düşünmek gerekebilir. Bununla birlikte, böyle bir malzemenin en uygun malzemeye göre uygun ve düşük maliyetli bir alternatif olduğuna karar verirken işlevsellik, mukavemet, sertlik, kimyasal tolerans, elektriksel özellikler ve diğer özellikler dikkate alınmalıdır. 

Örneğin, çelik 1.4571 mükemmel aşınma ve korozyon direncinin yanı sıra iyi işlenebilirliğe de sahiptir. Ancak aşınma direnci daha yüksek olan çelik 1.7131’den iki kat daha pahalıdır. Aşınmaya karşı direncin birincil öneme sahip olduğu uygulamalar için çelik 1.7131, çelik 1.4571’e mükemmel bir alternatiftir.

Erişilebilirlik (Temin edilebilirlik)

Erişilebilirlik, CNC işleme için malzeme seçiminde önemli bir husustur. Bazen en uygun malzeme, üretimi sürdürebilecek kadar büyük miktarlarda mevcut olmayabilir. Öte yandan bu tür malzemelerin temini zor olabilir. Özellikle parça çok sayıda üretilecek ise, işlevsel gerekliliklere uyan ve kullanım için kolayca bulunabilen malzemelerin seçilmesi akıllıca olacaktır. Kolayca erişilebilen malzemelerin seçilmesi, CNC işlemenin mümkün olan en kısa sürede ve verimli bir şekilde yapılmasını sağlar.

Sonuç

Malzeme seçimi, prototiplemeden tam ölçekli üretime ve parçanın nihai uygulamasındaki performansına kadar ürün yaşam döngüsünün neredeyse her aşamasını etkiler. Tamamen optimize edilmiş, kullanıma hazır bir parça elde etmeye giden yol, doğru malzemenin seçilmesiyle başlar. 

Bu nedenle malzeme seçimi, CNC işleme çalışmalarına başlamadan önce özenle düşünülmesi gereken hayati bir kısımdır. Yukarıdaki hususlar göz önüne alındığında, parçaya en uygun malzemelerin listesini belirlemek ve bilgiye dayanan bir malzeme seçimi yapmak kolaylaşır.

Bookmark (0)

Close

Paylaş