Welke soorten materialen kunnen met CNC-machines worden bewerkt?

CNC-bewerking kan worden gebruikt voor de productie van onderdelen en producten uit een breed scala aan materialen, waaronder metalen, kunststoffen, composietmaterialen en speciale materialen. Het materiaal dat voor CNC-bewerking wordt gekozen, is van invloed op de snijprestaties, de slijtage van het gereedschap, de haalbare toleranties, de oppervlakteafwerking, de productie-efficiëntie en de eigenschappen van het eindproduct.

Welke soorten materialen kunnen met CNC-machines worden bewerkt? Veelgebruikte materialen zijn onder meer aluminium, staal, roestvrij staal, messing, koper, titanium, technische kunststoffen, koolstofvezelcomposieten en andere materialen die met CNC-machines kunnen worden bewerkt. Elk materiaal gedraagt zich anders tijdens frezen, draaien, boren en andere CNC-bewerkingen.

Deze gids behandelt de belangrijkste materialen voor CNC-bewerking, van veelgebruikte metalen en kunststoffen tot composietmaterialen en meer gespecialiseerde opties. Voor een breder overzicht van materiaaleigenschappen, toepassingen en selectiecriteria, zie onze Gids voor materialen voor CNC-bewerking.

Welke materialen kunnen met CNC worden bewerkt?

CNC-machines kunnen materialen bewerken die door middel van gecontroleerde snijbewerkingen effectief in vorm kunnen worden gebracht. Het daadwerkelijke toepassingsgebied hangt af van de CNC-apparatuur, het bewerkingsproces, de snijgereedschappen, de materiaaleigenschappen en de gewenste resultaten.

De meest gangbare materialen die bij CNC-bewerking worden gebruikt, zijn onder meer:

• Metalen: Aluminium, staal, roestvrij staal, messing, koper, titanium, brons, magnesium en nikkellegeringen
• Kunststoffen: ABS, POM, nylon, polycarbonaat, PEEK, PTFE, PVC, acryl en andere technische kunststoffen
• Composietmaterialen: Koolstofvezel, glasvezel, G10, FR4 en andere versterkte materialen
• Speciale materialen: Gereedschapsstaal, gehard staal, hittebestendige legeringen en andere moeilijk te bewerken materialen

Van deze opties komen metaal en technische kunststoffen bijzonder vaak voor, omdat ze aan een breed scala aan mechanische, thermische, elektrische en chemische eisen voldoen.

Materialen voor CNC-bewerking van metaal

Metalen behoren tot de meest gebruikte materialen voor CNC-bewerking, omdat ze een brede combinatie bieden van sterkte, hardheid, duurzaamheid, bewerkbaarheid en maatvastheid. Afhankelijk van de eisen van de toepassing en het bewerkingsproces kan uit verschillende metaalsoorten worden gekozen.

Aluminium

Aluminium is een van de meest bewerkte metalen vanwege zijn lage dichtheid, goede sterkte-gewichtsverhouding, corrosiebestendigheid en uitstekende bewerkbaarheid. Het kan efficiënt worden bewerkt door middel van frezen, draaien, boren en andere CNC-processen.

Veelgebruikte legeringen zijn onder meer 6061, 6063 en 7075.

Staal

Staal biedt een hoge sterkte, hardheid en slijtvastheid in een breed scala aan kwaliteiten. Koolstofstaal en gelegeerd staal worden vaak bewerkt voor toepassingen in de industrie, de automobielsector, de machinebouw en de bouw.

Veelgebruikte staalsoorten zijn onder meer 1018, 1045 en 4140.

Roestvrij staal

Roestvrij staal combineert mechanische sterkte met corrosiebestendigheid. Het is geschikt voor toepassingen die worden blootgesteld aan vocht, chemicaliën, reinigingsprocessen of veeleisende bedrijfsomstandigheden.

Veel voorkomende kwaliteiten zijn onder meer 303, 304, 316 en 17-4 PH.

Messing

Messing staat bekend om zijn uitstekende bewerkbaarheid, goede corrosiebestendigheid en elektrische geleidbaarheid. Dankzij de relatief gemakkelijke verspanbaarheid is het materiaal geschikt voor precisiebewerking en toepassingen op het gebied van fittingen, elektrische componenten en ijzerwaren.

Koper

Koper heeft een uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid. Het wordt vaak gekozen voor elektrische en thermische toepassingen, hoewel de vervormbaarheid en de neiging tot het vormen van bramen het bewerkingsgedrag kunnen beïnvloeden.

Titanium

Titanium biedt een hoge sterkte bij een relatief laag gewicht, in combinatie met een uitstekende corrosiebestendigheid. Door de lage warmtegeleiding en de neiging om warmte vast te houden in de snijzone is het echter moeilijker te bewerken dan aluminium of messing.

Brons

Brons biedt een goede slijtvastheid, corrosiebestendigheid en lage wrijving. Het wordt vaak gebruikt wanneer glijdend contact, duurzaamheid of weerstand tegen herhaalde slijtage vereist is.

Magnesium

Magnesiumlegeringen hebben een zeer lage dichtheid en zijn goed bewerkbaar. Ze komen in aanmerking voor toepassingen waarbij gewichtsbesparing een belangrijke ontwerpvereiste is.

Nikkellegeringen

Legeringen op nikkelbasis behouden hun sterkte en corrosiebestendigheid onder zware omstandigheden, waaronder hoge temperaturen. Door hun hoge sterkte en verhardingseigenschappen kunnen ze moeilijker te bewerken zijn.

Zie voor een meer gedetailleerd overzicht van metaalsoorten, eigenschappen en toepassingen Materialen voor CNC-bewerking van metaal.

Kunststofmaterialen voor CNC-bewerking

Kunststoffen voor CNC-bewerking worden op grote schaal gebruikt wanneer een laag gewicht, corrosiebestendigheid, elektrische isolatie, lage wrijving of specifieke chemische en thermische eigenschappen vereist zijn. In vergelijking met metalen hebben kunststoffen over het algemeen een lagere dichtheid en hardheid, maar technische kunststoffen kunnen uitstekende prestaties leveren voor gespecialiseerde toepassingen.

ABS

ABS is een veelzijdige technische kunststof met een goede slagvastheid, maatvastheid en bewerkbaarheid. Het wordt vaak gebruikt voor prototypes, behuizingen, omhulsels en algemene toepassingen.

POM (Delrin)

POM biedt een goede maatvastheid, lage wrijving, slijtvastheid en bewerkbaarheid. Het is met name geschikt voor mechanische toepassingen met bewegende of glijdende oppervlakken.

Nylon

Nylon combineert stevigheid, slijtvastheid en een relatief lage wrijving. Het wordt vaak gebruikt voor mechanische toepassingen waarbij sprake is van herhaalde bewegingen en contact.

Polycarbonaat (PC)

Polycarbonaat biedt een hoge slagvastheid en een goede maatvastheid. Het is geschikt voor toepassingen waarbij taaiheid belangrijker is dan hardheid.

PEEK

PEEK is een hoogwaardige technische kunststof met een uitstekende temperatuurbestendigheid, chemische bestendigheid, slijtvastheid en mechanische sterkte. Het wordt gebruikt voor veeleisende toepassingen waarbij conventionele kunststoffen mogelijk onvoldoende prestaties leveren.

PTFE

PTFE heeft een uiterst lage wrijving en een uitstekende chemische bestendigheid. Het wordt vaak overwogen voor toepassingen waarbij glijbewegingen voorkomen en in omgevingen met agressieve chemicaliën.

PVC

PVC biedt een goede chemische bestendigheid en elektrische isolatie. Het kan met CNC-machines worden bewerkt voor diverse industriële en algemene toepassingen.

PMMA (acryl)

PMMA wordt gewaardeerd om zijn optische helderheid, weersbestendigheid en goede bewerkbaarheid. Het wordt vaak gekozen wanneer transparantie vereist is.

HDPE

HDPE is licht van gewicht, chemisch bestendig en relatief eenvoudig te bewerken. Het is geschikt voor toepassingen waarbij een lage vochtopname en chemische bestendigheid vereist zijn.

Polypropyleen (PP)

Polypropyleen heeft een lage dichtheid, een goede chemische bestendigheid en een goede weerstand tegen vermoeidheid. Het is geschikt voor lichtgewicht toepassingen en onderdelen die aan herhaaldelijk buigen worden blootgesteld.

UHMW-PE

UHMW-PE biedt een uitstekende slijtvastheid, lage wrijving en een hoge slagvastheid. Het wordt vaak overwogen voor toepassingen waarbij sprake is van voortdurende glijbewegingen of slijtage.

Zie voor een meer gedetailleerde vergelijking van kunststofmaterialen voor CNC-bewerking Kunststofmaterialen voor CNC-bewerking.

Materialen voor de CNC-bewerking van composietmaterialen

Bij composietmaterialen worden twee of meer materialen gecombineerd om specifieke prestatiekenmerken te verkrijgen. Bij CNC-bewerking worden composieten vaak gekozen vanwege hun lage gewicht, hoge stijfheid, sterkte-gewichtsverhouding, elektrische isolatie of maatvastheid.

Koolstofvezelcomposieten

Koolstofvezelcomposieten bieden een hoge stijfheid en sterkte bij een relatief laag gewicht. Ze worden veelvuldig gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie, de robotica, sportartikelen en andere toepassingen waarbij het gewicht een belangrijke rol speelt.

Glasvezel

Met glasvezel versterkte materialen bieden een goede sterkte, maatvastheid, corrosiebestendigheid en elektrische isolatie. Ze worden gebruikt in constructieve, industriële en elektrische toepassingen.

G10 en FR4

G10 en FR4 zijn met glasvezel versterkte epoxylaminaten met een goede mechanische sterkte, maatvastheid en elektrische isolatie. Met CNC-bewerking kunnen in deze materialen gaten, sleuven, uitsparingen en andere nauwkeurige vormen worden aangebracht.

Andere versterkte composietmaterialen

Ook andere composietmaterialen kunnen met CNC-bewerking worden bewerkt, mits hun structuur en eigenschappen geschikt zijn voor het gekozen proces. Bij de keuze van het gereedschap en de bewerkingsparameters moet rekening worden gehouden met de versterkingsvezels of vulstoffen in het materiaal.

Speciale materialen voor CNC-bewerking

Voor sommige toepassingen zijn materialen nodig met eigenschappen die verder gaan dan die van conventionele metalen en kunststoffen. Deze speciale materialen voor CNC-bewerking kunnen worden gekozen vanwege hun extreme hardheid, prestaties bij hoge temperaturen, slijtvastheid of geschiktheid voor veeleisende chemische omgevingen.

Gereedschapsstaal

Gereedschapsstaal biedt een hoge hardheid, taaiheid en slijtvastheid. Het wordt vaak gebruikt voor veeleisende industriële toepassingen waarbij duurzaamheid van cruciaal belang is.

Gehard staal

Gehard staal biedt een hogere hardheid en slijtvastheid dan onbehandeld staal. De bewerkbaarheid hangt af van de specifieke staalsoort, de hardheidsgraad, de geometrie en de bewerkingsmethode.

Hittebestendige legeringen

Hittebestendige legeringen zijn zo ontworpen dat ze bij hoge temperaturen hun sterkte en stabiliteit behouden. Ze kunnen worden gebruikt in veeleisende omgevingen, maar vereisen doorgaans een zorgvuldige regeling van de gereedschaps- en bewerkingsparameters.

Andere moeilijk te bewerken materialen

Bepaalde hoogsterkte legeringen en versterkte materialen kunnen hoge snijkrachten, warmteontwikkeling of gereedschapsslijtage veroorzaken. Voor deze moeilijk te bewerken materialen zijn mogelijk gespecialiseerde snijgereedschappen, koelmethoden en bewerkingsstrategieën nodig.

Hoe materiaaleigenschappen van invloed zijn op CNC-bewerking

Verschillende materialen die met CNC-machines kunnen worden bewerkt, reageren verschillend op snijkrachten, warmte en gereedschap. Inzicht in deze verschillen is belangrijk om consistente afmetingen en oppervlaktekwaliteit te bereiken.

Hardheid

Harde materialen vereisen doorgaans grotere snijkrachten en kunnen de slijtage van het gereedschap versnellen. Voor gehard staal en sommige hoogwaardige legeringen zijn daarom mogelijk gespecialiseerd gereedschap en specifieke bewerkingsstrategieën nodig.

Bewerkbaarheid

De bewerkbaarheid geeft aan hoe gemakkelijk een materiaal kan worden bewerkt met behoud van een acceptabele standtijd van het gereedschap, oppervlaktekwaliteit en productie-efficiëntie. Aluminium en messing zijn over het algemeen goed bewerkbaar, terwijl titanium en geharde materialen meer uitdaging kunnen vormen.

Warmtegeleidingsvermogen

Materialen met een lage warmtegeleiding houden doorgaans meer warmte vast in de buurt van de snijzone. Dit kan van invloed zijn op de snijomstandigheden, de standtijd van het gereedschap en de maatvastheid.

Ductiliteit

Zeer ductiele materialen kunnen lange spanen produceren, waardoor passende strategieën voor spaanbeheersing nodig kunnen zijn. De ductiliteit van het materiaal kan ook van invloed zijn op de vorming van bramen en de oppervlaktekwaliteit.

Dimensionale stabiliteit

Thermische uitzetting, interne spanningen, vochtopname en andere materiaaleigenschappen kunnen de maatnauwkeurigheid beïnvloeden. Deze factoren spelen met name een belangrijke rol bij het bewerken van dunne profielen of onderdelen met nauwe toleranties.

Hoe kies je een materiaal voor CNC-bewerking?

Bij het kiezen tussen verschillende materialen voor CNC-bewerking gaat het om meer dan alleen het vergelijken van materiaalprijzen. Het materiaal moet voldoen aan de functionele eisen van het eindproduct en tegelijkertijd goed bewerkbaar zijn.

Denk eens na over het volgende:

• Kracht: Vereiste draagkracht en mechanische prestaties
• Gewicht: Of het nu gaat om een lage dichtheid of een hoge sterkte-gewichtsverhouding
• Temperatuur: Verwachte bedrijfs- en verwerkingstemperaturen
• Corrosiebestendigheid: Blootstelling aan vocht, chemicaliën of corrosieve omgevingen
• Slijtvastheid: Wrijving, slijtage en herhaaldelijk contact
• Bewerkbaarheid: Snijprestaties, gereedschapsslijtage en bewerkingsefficiëntie
• Oppervlakteafwerking: Vereiste uiterlijke kenmerken en functionele oppervlakte-eigenschappen
• Dimensionale stabiliteit: Verwacht gedrag tijdens en na de bewerking
• Kosten en beschikbaarheid: Materiaalprijs, beschikbaarheid van kwaliteiten en productie-eisen

Het meest geschikte materiaal is daarom het materiaal dat de vereiste prestaties levert zonder onnodige bewerkingsproblemen of kosten met zich mee te brengen.

Vergelijking van materialen voor CNC-bewerking

De volgende tabel geeft een algemeen overzicht van veelgebruikte materialen voor CNC-bewerking.

Materiaal	Materiaalsoort	Gewicht	Kracht	Bewerkbaarheid	Belangrijkste voordeel
Aluminium	Metaal	Laag	Gemiddeld–Hoog	Uitstekend	Licht van gewicht en gemakkelijk te bewerken
Staal	Metaal	Gemiddeld–Hoog	Hoog	Goed	Sterkte en slijtvastheid
Roestvrij staal	Metaal	Gemiddeld–Hoog	Hoog	Matig	Corrosiebestendigheid
Messing	Metaal	Medium	Medium	Uitstekend	Uitstekende bewerkbaarheid
Koper	Metaal	Medium	Medium	Matig	Elektrische en thermische geleidbaarheid
Titanium	Metaal	Laag	Zeer hoog	Moeilijk	Hoge sterkte-gewichtsverhouding
ABS	Kunststof	Zeer laag	Medium	Uitstekend	Slagvastheid
POM	Kunststof	Zeer laag	Medium	Uitstekend	Lage wrijving en maatvastheid
Nylon	Kunststof	Zeer laag	Medium	Goed	Stevigheid en slijtvastheid
PEEK	Kunststof	Zeer laag	Hoog	Matig	Hoogwaardige eigenschappen
Koolstofvezelcomposiet	Samengesteld	Zeer laag	Hoog	Matig	Hoge stijfheid-gewichtsverhouding

De materiaaleigenschappen kunnen per kwaliteit verschillen; deze vergelijking dient dan ook als algemene richtlijn en mag niet in de plaats komen van kwaliteitsspecifieke gegevens.

Veelgestelde vragen

Conclusie

Met CNC-bewerking kan een breed scala aan materialen worden bewerkt, waaronder metalen, kunststoffen, composietmaterialen en speciale materialen. Aluminium, staal, roestvrij staal, messing, koper, titanium, technische kunststoffen en versterkte composietmaterialen behoren tot de vele beschikbare opties voor uiteenlopende productie-eisen.

Als je weet welke materialen met CNC-bewerking kunnen worden bewerkt, kun je de geschikte opties al vóór de productie beter beperken. Het uiteindelijke materiaal moet de vereiste mechanische en omgevingsprestaties leveren en tegelijkertijd de juiste bewerkbaarheid, beschikbaarheid en kosten bieden voor de beoogde toepassing.