四種最常見的 CNC 加工材料

CNC加工在材料的選擇上非常多元,絕大多數的金屬、塑膠、木材、皮革等,都可以利用CNC技術進行加工。因此在加工之前,必須先了解不同材料的特性、成本與適用時機,才能替產品找出做適合的加工材料。讓我們帶你從茫茫材料海中,選出適合你的 CNC加工材料。

1. 金屬

鋁的重量輕、高強度、高硬度、高熱阻、導電性佳、耐蝕、無磁性等特性,再加上容易加工製造且成本低廉,不論是製作客製化產品,或是樣品,鋁都是經濟實惠的加工材料選項。良好的導熱性,讓鋁經常作為散熱材料使用。

鋁是工業上常用的金屬,許多工業的零件裁切,都需要CNC加工技術的協助。鋁的重量很輕,適合用在運輸工具、3C家電、建築、食品包裝、運動器材、機械五金等對於重量具有要求的工業上。

不鏽鋼

不鏽鋼是由數種金屬,以不同的比例,組合而成的合金鋼。主要包含碳、鐵、鉻、鎳、鉬等金屬,其中鉻的比例必大於10.5%,才能稱為不鏽鋼。利用鉻元素抗氧化的特性,可以防止鐵生鏽;鎳元素能抵抗酸抗鹼;錳元素降低加工成本;鉬元素的硬度及強度高,且更加耐腐蝕,但相對成本也較高。

不鏽鋼具高強度、高延展性、耐磨耗、耐蝕,且易焊接、易加工、易拋光。不同比例的不鏽鋼,具有不同的特性與用途。因此在選擇加工材料之前,必須先了解不同編號的不鏽鋼,具備的特性與適用的場合。

編號 201 204 304 316 430
鉻元素(Cr) 18%
鎳元素(Ni) 3.5% 2% 8% 10% 0%
錳元素(Mn) 5.5% 8% 2% 2% 1%
鉬元素(Mo) 0% 0% 0% 2.5% 0%
抗腐蝕 ★★★ ★★★ ★★★★ ★★★★★ ★★★
強度 ★★★ ★★★ ★★★★ ★★★★ ★★★
特性 工業級

價格低

易生鏽

工業級 食品級

用途最廣

醫療級

耐腐蝕

不具磁性

價格高

食品級

具磁性

價格低

抗腐蝕

易生鏽

常見用途 鐵窗

鐵門

梁柱

餐具

容器

家具

欄杆

醫療器材

外科手術器具

肥料生產設備

食品工業

沿海設施

高架鍋具

汽車零件

廚房用具

洗碗機

洗衣機內層

不鏽鋼在CNC加工上主要運用在醫療、食品、飲料、航太等對於零件有高強度要求的產品上。不同標號的不鏽鋼材料,在工業上有不同用途,因此在CNC加工前,必須了解各個材料的特性,才能選出適用的不鏽鋼種類。

軟鋼

軟鋼又稱作低碳鋼,是指碳含量低於0.25%的鋼材。和一般的材料相比,軟鋼的強度低、硬度低。延展性強、抗拉強度低、耐磨,加上成本低,容易加工成型、焊接等特性,使軟鋼的運用相當廣泛。利用CNC加工的技術,軟鋼在工業上,可用於機械零件、鋼筋、鏈條、鉚釘、螺栓、鐵絲、馬口鐵等,對延展性需求較大的零件上。

黃銅

黃銅是由銅、鋅所組成的銅合金,具延展性、耐磨性、耐腐蝕,且易加工、易導電,因此在CNC加工上,常用於精密儀器的製造,與船舶相關零件的生產。漂亮的金黃色光澤,具有藝術價值,使其常用於樂器、工藝製品、衛浴設備等用途。

2. 塑膠材料

塑膠由於重量輕、絕緣,在工業上常用於化學阻抗或非絕緣等用途。塑膠材料的種類很多,以下將介紹幾種在CNC加工上經常使用的塑膠材料,包含ABS、PC、POM、鐵氟龍、HDPE、PEEK等。

ABS

ABS為丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三種化合物結合而成的材料,取其英文字首合稱為ABS,中文全名為「丙烯腈-丁二烯-苯乙烯」。

ABS結合了三種化合物的材料特性,具有耐油、穩定性高、強韌、耐衝擊、透明無色、流動性佳、低密度等特性。在CNC加工上,常用於電子電器外殼、汽車零件、機械工具、樂高、衣物扣子、櫥櫃、文具、安全帽、電池盒等。

PC

全名聚碳酸酯(Polycarbonate),是一種具高韌性、耐衝擊強度高(較ABS高)、透明無色、耐熱,且容易加工、容易上色的塑膠材料。在CNC加工上,常用於CD/ VCD光碟、桶裝水瓶、嬰兒奶瓶、樹脂鏡片、防彈玻璃、車頭燈罩、動物籠子、手機外殼等。

POM

POM(Polyoxymethylene)又稱Derlin,是一種單聚甲醛樹脂,拉抗強度高、耐衝擊,對於汽油、溶劑與其他化學物質,抵抗力強,具備與金屬類似的物理性質,是所有塑膠材料中,最容易加工的一個。Derlin是常見的CNC加工材料上,經常用於汽車、家電、建築、電子、衛生用品等領域。也是塑膠材質中,最適合進行CNC加工的材質。

鐵氟龍

PTEE(Polytetrafluoroethene)俗稱鐵氟龍,具極佳的耐候性、絕緣性、耐磨、不沾黏、抗酸鹼,因而有塑膠之王的美譽。也是塑膠中少數能忍受200℃高溫的塑膠材料。鐵氟龍在CNC加工上,常用於航太、醫療、食品、電子、石化、煤炭、汽車、紡織、機械等用途上。

參考資料:https://www.liakoptfe.com.tw/zh-TW/blogs/whatisteflon

HDPE

高密度聚乙烯HDPE(High Density Polyethylene),化學性物質的耐受度良好、韌性強、彈力強、耐候性佳等特性,且容易加工、成本低、可與食物接觸。HDPE在CNC加工上常用於戶外遊樂設施、管路、砧板、齒輪、軸承等用途。

PEEK

聚醚醚酮PEEK(Polyetheretherketone)具極高的耐熱性、耐化學性,可耐超過260℃的高溫,可以在惡劣的環境中長時間使用。PEEK相較於其他塑膠材料,價格較高,在CNC加工上,常用於食品、醫療、生物科技、航太、石油、天然氣等領域。

 

3. 木材

木材因為美麗的自然紋路與材料質感,使用廣泛,具導熱慢、保溫性、重量輕、堅固耐用,部分木材具天然香氛,讓許多室內設計都會使用到木材。然而易腐蝕、易燃、易蟲蛀、易折斷、變形等缺點,是利用木材作為CNC加工材料前必須考量到的。

木材是常見的CNC加工材料,從家具、櫥櫃、桌椅、門把,均運用CNC加工技術。而許多觀光公廠的文創飾品的裝飾加工,近年來也引進了CNC雕刻機進行來製作鑰匙圈等紀念品。

 

4. 皮革

皮革是經過特殊過程處理動物皮膚,製成的一種工藝材料。分為真皮(真實動物皮革製成)與人造革。皮革具耐用,容易加工、染色,不易產生靜電等特性,缺點是容易發霉、變形、需保養。常用於服飾、皮鞋、皮包、樂器、沙發、工業等用途。

CNC雕刻機在皮革的運用主要是裝飾,如同木製文創世品,透過CNC加工,也可以在皮革的表面裝飾,製作客製化的飾品。

 

結語

從金屬、塑膠、木材到皮革,CNC加工適用的材料種類非常多元,也讓CNC加工技術成為工業上非常重要的加工技術,從機械材料的製作,到日常的加工,CNC加工技術包辦工業發展與日常生活大小事。

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