數(shù)控雕刻機材料指南
在本文中，“端部”一詞將用于指代所有數(shù)控雕刻機切割表面。在行業(yè)中，不同類型的端部可能被稱為端部、鉆頭、立銑刀、刀具或鉆頭（僅舉幾例）。其中一些名稱更適合某些端部，但為了清楚起見，本文將所有這些都統(tǒng)稱為“端部”。
選擇數(shù)控雕刻機上使用的材料需要考慮的因素不僅僅是所需的最終部件。不同的材料受雕刻機的影響方式不同，具體取決于最終使用和機器設(shè)置。雕刻機本身，尤其是最終使用，會受到材料的影響。在決定使用非標(biāo)準(zhǔn)材料時，了解可用的材料選項并能夠根據(jù)已知材料的行為進行預(yù)測非常重要。
樹木
有許多類型的木材可用于數(shù)控雕刻機，其特性的變化不容小覷。它們的硬度、韌性、剛度和密度等特性各不相同。然而，所有木材都是天然聚合物纖維素和木質(zhì)素的復(fù)合物，并含有一定量的樹液或樹脂。
重要的是要記住，木材的特性會隨著水分含量而改變。一般來說，水分會使木材變得更軟、更柔韌、更致密、更粘。用于刨刀的木材應(yīng)始終存放在干燥的環(huán)境中，并在干燥時進行切割。
毫不奇怪，各種特性的木材都非常適合用于數(shù)控雕刻機。與普通鋼制雕刻機端部相比，木材的硬度較低，因此機器的磨損很小。木材的延展性也很低，因此移除的木材會碎成小碎片，這些碎片很容易從工作區(qū)域拋出或吸走，從而使端部保持相對涼爽。
木材種類
? 軟木：松木、雪松、冷杉。
? 硬木：橡木、楓木、櫻桃木、胡桃木。
? 工程木材：膠合板、MDF（中密度纖維板）、刨花板。
注意: 操作員應(yīng)相應(yīng)降低用于更致密或更堅硬的木材的材料去除率。
復(fù)合層壓板和膠合板
無論使用哪種方法切割材料，首先都應(yīng)注意考慮材料的失效機制。對于層壓復(fù)合材料（即碳纖維疊層、某些玻璃纖維和膠合板），需要注意的失效機制是層間脫層?？梢酝ㄟ^嘗試撬開材料的任何邊緣并觀察裂縫的行為來測試這一點：
1.裂紋總是以最短路徑擴展至表面——跨層破壞。
2. 裂紋蔓延至板材平面——因分層而失效。
對于因分層而失效的材料，邊緣在布線過程中可能會垂直撕裂和彎曲。為防止出現(xiàn)這種情況，建議使用壓縮端。
壓縮端將頂部向下的螺旋切割邊緣與底部向上的切割螺旋邊緣結(jié)合在一起。這意味著在切割過程中，被切割材料的頂部和底部表面被壓縮向中心，從而使材料的壓縮強度能夠抵抗其在拉伸時開裂的弱點。
請記住，壓縮端會將去除的材料橫向推出，而不是向上或向下，因此只能沿著暴露的邊緣去除材料。
復(fù)合材料的類型
? 玻璃纖維：增強塑料。
? 碳纖維：高強度與 W8 比。
? 酚醛樹脂：耐熱、耐用。
記得 末端兩個切割方向之間的壓縮區(qū)域必須位于材料的中心。
- 復(fù)合材料的各個組成部分應(yīng)同時考慮和分別考慮。
- 如果復(fù)合材料的基質(zhì)是聚合物樹脂，則應(yīng)考慮適合該類型塑料的情況。
- 如果復(fù)合材料含有磨料纖維或顆粒，請使用適當(dāng)硬化的雕刻機端和冷卻以減少磨損。
塑料
泡沫
聚合物泡沫可用于數(shù)控銑削，其優(yōu)點是不會在末端產(chǎn)生明顯磨損，同時可以創(chuàng)建復(fù)雜的形狀，用于定制包裝、美觀、測試幾何或低風(fēng)險實踐。這些材料的決定性特征是其低剪切強度，因此可以快速輕松地切割它們。
在選擇這些材料時，如果泡沫的抗拉強度甚至低于剪切強度，那么可能會撕掉大塊而不是整齊地切割成碎片。相對堅韌和柔韌的泡沫碎片也可能會撕掉并纏繞在雕刻機末端。
對于存在這種風(fēng)險的稀有泡沫，請確保使用鋒利的切割端，在高轉(zhuǎn)速下使用侵蝕性通道，而不是磨蝕性或淺端。然而，硬泡沫可能會被磨蝕而不是切割，以防止它們變形。
軟塑料
軟塑料（如低密度聚乙烯）的定義是相對的：它們是切割時會產(chǎn)生“卷曲”或非常長的碎片的聚合物。這意味著它們不太硬，可能更具延展性。請記住，較軟的塑料也可能具有較低的熔點，并且在高溫下切割時會彎曲，從而失去尺寸公差。通過涼爽的環(huán)境溫度、風(fēng)扇和淺切口可以減少這種趨勢。切割端的凹槽較少或通道不太鋒利可能會減少因長卷曲而導(dǎo)致的堵塞問題。
硬塑料
硬質(zhì)塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）的定義是相對的：切割時會產(chǎn)生短切屑，且末端會斷裂。這意味著它們更硬，切割時末端的溝槽可能沒那么大，因為去除較小的顆粒應(yīng)該更容易。然而，過熱仍然很容易成為一個問題。
硬質(zhì)塑料在過熱時整體變形較小，但可能會在切割表面熔化或降解，導(dǎo)致燒焦的塑料材料堆積在雕刻機末端并阻止其切割。通過涼爽的環(huán)境溫度、風(fēng)扇和淺切割來減少這種趨勢。
塑料種類
? 丙烯酸：清晰、色彩鮮艷、堅固。
? 聚碳酸酯：耐沖擊性高，透明。
? PVC（聚氯乙烯）：耐用、用途廣泛。
? HDPE（高密度聚乙烯）：重量輕、防潮。
金屬制品
在大多數(shù)情況下，唯一適合用銑刀切割的金屬是鋁。一些高硅鋁合金非常堅硬，只能在銑刀中使用。
鋁在用常規(guī)端頭切割時會產(chǎn)生長卷曲，如果沒有足夠的間隙，這通常會導(dǎo)致卡住。當(dāng)必須以較小的公差切割鋁時，應(yīng)使用特殊的斷屑槽端頭。這種端頭的性能介于磨料端頭和多槽切割端頭之間，具有“鉆石”菱形表面圖案，可防止單個切割表面在整個切割過程中與大量材料保持接觸，從而將去除的材料分解成許多離散的碎片。
請注意，金屬的硬度和擴散冷卻對環(huán)境溫度很敏感，因此，如果工作空間的溫度不受控制，雕刻機的正確設(shè)置可能會發(fā)生變化。當(dāng)熱量積聚時，由于軟化，端部會以更快的速度磨損，金屬表面變得更具延展性，這會導(dǎo)致“涂抹”變形，而不是干凈、準(zhǔn)確的切割。切割速度要相對較慢，并使用冷卻風(fēng)扇。
在極少數(shù)情況下，也可能使用鋁以外的金屬。
- 一些黃銅合金足夠軟，需要非常小心地進行加工，選擇非常堅硬的端部和專門為此目的設(shè)計的數(shù)控路徑。
- 理論上，純銅、金或鉛等非常軟的金屬也可以進行布線。
- 對于致密且可塑性極強的材料（如軟純金屬），請選擇具有少量凹槽的強力切削端。
- 對于致密且可塑性極強的材料（如軟純金屬），請選擇具有少量凹槽的強力切削端。
金屬種類
? 鋁：重量輕、耐腐蝕。
? 黃銅：裝飾性、易于切割。
? 鋼材：堅固、耐用。
? 銅：導(dǎo)電、柔軟。
石材和陶瓷
像沉積石和普通陶瓷（花崗巖、砂巖、瓷磚）這樣非常堅硬、韌性較低的材料，可以用堅硬的磨料末端進行加工。
這些端頭通常由金屬制成，內(nèi)嵌金剛石顆粒作為磨料。對于韌性非常低的瓷磚，由高速鋼或硬質(zhì)合金制成的淺、密集凹槽或斷屑端頭可能是合適的。
通常，當(dāng)需要浮雕細(xì)節(jié)或復(fù)雜的邊緣圖案時，會使用數(shù)控雕刻機來處理這些材料。由于石材和陶瓷材料硬度高且導(dǎo)熱性低，因此會產(chǎn)生大量熱量，而表面和去除的顆粒傳導(dǎo)的熱量卻很少。這意味著雕刻機端的熱量積聚是一個大問題。建議直接水冷。
石材和陶瓷的種類
? 大理石：優(yōu)雅、相對較軟。
? 花崗巖：堅硬、耐用。
? 瓷磚：堅硬、易碎。
為了在數(shù)控雕刻機項目中實現(xiàn)預(yù)期結(jié)果，正確的材料是關(guān)鍵要素。每種材料都有獨特的屬性，需要特定的工具、速度和技術(shù)。遵循本指南中概述的最佳實踐將幫助您最大限度地發(fā)揮數(shù)控雕刻機的功能。
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