تفاوت ماشینکاری فلزات غیرآهنی با فولاد در CNC
در دنیای CNC فلز، همه متریالها رفتار یکسانی ندارند.
بزرگترین اشتباه اپراتورها این است که تصور میکنند با تغییر سرعت و پیشروی میتوان هر فلزی را مثل فولاد ماشینکاری کرد.
در حالی که تفاوتهای متالورژیکی و مکانیکی بین فولاد و فلزات غیرآهنی، کاملاً رفتار برشی را تغییر میدهد.
در مقالات قبلی درباره فولاد کربنی، فولاد آلیاژی و همچنین مس، برنج و برنز صحبت کردیم. حالا وقت مقایسه عمیق این دو خانواده فلزی است.
1️⃣ تفاوت در ترکیب شیمیایی
فولاد
- پایه آهن
- دارای کربن و عناصر آلیاژی
- ساختار کریستالی سختتر
فلزات غیرآهنی
- فاقد آهن بهعنوان عنصر اصلی
- شامل آلومینیوم، مس، برنج، برنز و…
- معمولاً نرمتر و رساناتر
همین تفاوت پایهای، رفتار در برش را کاملاً تغییر میدهد.
2️⃣ تفاوت در ماشینپذیری (Machinability)
ماشینپذیری به معنی راحتی برادهبرداری بدون تخریب ابزار است.
فولاد
- بسته به نوع، ماشینپذیری متوسط تا سخت
- استنلس استیل مستعد کارسختی
- برخی فولادها ساینده هستند
فلزات غیرآهنی
- آلومینیوم و برنج → بسیار عالی
- مس → متوسط به دلیل چسبندگی
- برنز → متوسط
بهطور کلی، فلزات غیرآهنی راحتتر از فولاد ماشینکاری میشوند.
3️⃣ تفاوت در رفتار حرارتی
فولاد
- انتقال حرارت متوسط
- حرارت در ابزار و قطعه پخش میشود
استنلس استیل
- انتقال حرارت ضعیف
- حرارت در منطقه برش باقی میماند
فلزات غیرآهنی (مثل آلومینیوم و مس)
- رسانایی حرارتی بالا
- حرارت سریع دفع میشود
نتیجه:
در غیرآهنیها خطر سوختن ابزار کمتر است (بهجز موارد چسبندگی).
4️⃣ تفاوت در سرعت برش
فلزات غیرآهنی:
✔ سرعت برش بسیار بالاتر
✔ RPM بالاتر
✔ زمان سیکل کوتاهتر
فولاد:
✔ سرعت پایینتر
✔ نیاز به کنترل حرارت
✔ فشار برشی بیشتر
به همین دلیل دستگاهی که برای فولاد طراحی شده ممکن است برای آلومینیوم بازده کامل نداشته باشد و بالعکس.
5️⃣ تفاوت در براده
فولاد
- براده مارپیچی
- گاهی بلند و خطرناک
- در استنلس بسیار چقرمه
فلزات غیرآهنی
- برنج → براده کوتاه
- آلومینیوم → نرم و چسبنده
- مس → بلند و رشتهای
مدیریت براده در غیرآهنیها معمولاً سادهتر است.
6️⃣ تفاوت در ابزار
برای فولاد
- ابزار کاربیدی با پوشش مقاوم به حرارت
- هندسه مقاوم
- لبه قویتر
برای فلزات غیرآهنی
- زاویه مثبت بالا
- لبه تیزتر
- گاهی بدون پوشش سنگین
استفاده از ابزار فولاد برای آلومینیوم معمولاً نتیجه مطلوبی نمیدهد.
7️⃣ تفاوت در نیروهای برشی
فولاد:
- نیروی برشی بالا
- فشار زیاد روی اسپیندل
- نیاز به صلبیت بالا
فلزات غیرآهنی:
- نیروی کمتر
- فشار کمتر روی دستگاه
- امکان استفاده از دستگاه سبکتر
به همین دلیل ساختار بدنه دستگاه برای فولاد اهمیت بیشتری دارد.
8️⃣ تفاوت در سطح نهایی
فلزات غیرآهنی:
✔ پرداخت سطحی براق
✔ پولیشپذیری بالا
فولاد:
✔ سطح مقاومتر
✔ در برخی موارد زبری بیشتر
9️⃣ تفاوت در سایش ابزار
در فولادهای سخت و آلیاژی:
- سایش حرارتی بالا
- لبپر شدن ابزار
در غیرآهنیها:
- سایش کمتر
- اما احتمال چسبندگی بیشتر
🔟 تفاوت در استراتژی برنامهنویسی
برای فولاد:
- پاسهای عمیقتر
- Feed کنترلشده
- خنککاری جدی
برای غیرآهنیها:
- سرعت بالا
- شتاب زیاد
- تخلیه سریع براده
جدول مقایسه خلاصه
فاکتورفولادفلزات غیرآهنی
| ماشینپذیری | متوسط تا سخت | آسان تا متوسط |
| سرعت برش | پایینتر | بسیار بالا |
| حرارت | متمرکزتر | سریع دفع میشود |
| نیروی برش | بالا | کمتر |
| ابزار | مقاوم به حرارت | تیز و زاویه مثبت |
| چسبندگی | کم | در برخی زیاد |
کدام سختتر است؟
اگر استنلس استیل را در نظر بگیریم:
فولاد سختتر ماشینکاری میشود.
اما اگر فولاد کمکربن را با برنز خاص مقایسه کنیم، شرایط متفاوت است.
نتیجه:
نوع آلیاژ تعیینکننده نهایی است.
اشتباه رایج اپراتورها
❌ استفاده از تنظیمات فولاد برای آلومینیوم
❌ استفاده از ابزار آلومینیوم برای فولاد
❌ نادیده گرفتن رفتار حرارتی
❌ تصور یکسان بودن همه فلزات
جمعبندی مهندسی
تفاوت ماشینکاری فلزات غیرآهنی با فولاد فقط در سرعت نیست.
این تفاوت شامل:
- رفتار برشی
- انتقال حرارت
- نوع براده
- نیروی وارد بر دستگاه
- انتخاب ابزار
- استراتژی برنامهنویسی
شناخت این تفاوتها باعث:
✔ افزایش عمر ابزار
✔ کاهش هزینه تولید
✔ افزایش کیفیت سطح
✔ جلوگیری از شکست ابزار
میشود.
اپراتور حرفهای کسی است که پارامترها را بر اساس متریال تنظیم میکند، نه عادت.
سوالات متداول (FAQ)
آیا فلزات غیرآهنی همیشه راحتتر از فولاد ماشینکاری میشوند؟
در اکثر موارد بله، اما نوع آلیاژ تعیینکننده است.
چرا سرعت برش آلومینیوم بیشتر از فولاد است؟
به دلیل سختی کمتر و انتقال حرارت بهتر.
آیا ابزار فولاد برای آلومینیوم مناسب است؟
معمولاً خیر؛ هندسه ابزار باید متفاوت باشد.
مقاله بعدی :
چگونه متریال مناسب پروژه CNC را انتخاب کنیم؟
دیدگاه خود را بنویسید