Il piombo è un metallo utile in molti settori. È presente nelle batterie, nelle schermature contro le radiazioni e in alcune saldature. Una cosa importante da sapere sul piombo è il suo punto di fusione, essenziale per la produzione, la fusione e altri processi.

In questo blog scoprirete il punto di fusione del piombo, perché è importante e molto altro ancora.

Qual è il punto di fusione del piombo?

Il punto di fusione del piombo è di 327,5°C (621,5°F), un valore relativamente basso rispetto ad altri metalli. Per questo motivo il piombo è facile da fondere e da modellare.

Per questo motivo, è stato utilizzato per secoli in applicazioni come impianti idraulici, munizioni e connessioni elettriche.

Quando il piombo raggiunge questa temperatura, si trasforma da solido a liquido. Se lo si riscalda ulteriormente, finirà per bollire a 1749°C (3180°F) e trasformarsi in un gas.

Proprietà del piombo al punto di fusione

Il piombo è un metallo molto pesante con una densità di 11,34 g/cm³, quindi anche in forma liquida rimane denso. Inoltre, il piombo non trasferisce rapidamente il calore, con una conducibilità termica di 35,3 W/m-K, il che significa che ci vuole tempo perché il calore si diffonda attraverso di esso.

Grazie al suo basso accumulo di calore, con una capacità termica specifica di 0,128 J/g-K, il piombo si riscalda e si raffredda più rapidamente di molti altri metalli.

Come la maggior parte dei materiali, il piombo si espande quando viene riscaldato, con un tasso di espansione termica di 28,9 x 10-⁶/K, il che significa che aumenta leggermente di dimensioni quando si scioglie.

Una delle sue proprietà più importanti è che scorre facilmente quando viene fuso, grazie alla sua bassa viscosità. Questo lo rende ottimo per la fusione, perché può riempire gli stampi e catturare piccoli dettagli.

Grazie alle proprietà del piombo al punto di fusione, il piombo è ampiamente utilizzato per la fusione, la saldatura e la produzione.

Quali fattori possono influenzare il punto di fusione del piombo?

Il punto di fusione del piombo non è sempre esatto a causa di diversi fattori. Esaminiamo questi fattori che possono influenzare il punto di fusione del piombo:

Composizione della lega

Il piombo viene spesso mescolato con altri metalli per migliorare la forza, la durata o la resistenza al calore. Quando il piombo è legato all'antimonio, il punto di fusione aumenta, rendendolo più resistente alle alte temperature.

D'altra parte, quando il piombo viene mescolato con lo stagno, il punto di fusione diminuisce. Questo è il motivo per cui le leghe piombo-stagno sono comunemente utilizzate nelle saldature. Anche l'argento e il rame possono aumentare il punto di fusione, rendendo la lega più resistente e durevole.

Più elementi di lega si aggiungono, più la temperatura di fusione cambia. Se avete bisogno di un controllo preciso della temperatura, dovete considerare la composizione della lega di piombo che state utilizzando.

Purezza del piombo

Le impurità possono aumentare o diminuire la temperatura del piombo, a seconda degli elementi aggiunti. Un altro problema è la contaminazione da ossidi o sporcizia, che può influenzare il modo in cui il piombo si scioglie e scorre.

Se si vogliono ottenere risultati prevedibili, è meglio utilizzare un piombo di elevata purezza e mantenerlo privo di materiali indesiderati.

Cambiamenti di fase

Il piombo subisce cambiamenti di fase quando si scioglie e si solidifica e questi cambiamenti influenzano il suo comportamento a temperature diverse. Se il piombo si raffredda troppo rapidamente, la sua struttura interna può cambiare e ciò può influenzare leggermente il modo in cui si scioglie al successivo riscaldamento.

Un raffreddamento non uniforme può anche far sì che alcune parti del piombo si solidifichino più velocemente di altre. Questo porta a punti deboli o a una fusione incoerente. Se si lavora con il piombo nella fusione o nella produzione, è necessario controllare la velocità di raffreddamento per ottenere il giusto comportamento di fusione ed evitare difetti.

Temperatura e pressione

Quando la pressione aumenta, il punto di fusione del piombo aumenta, ma in condizioni normali questo effetto è minimo. Tuttavia, le temperature estreme possono causare l'ossidazione, che può modificare il modo in cui il piombo si scioglie e scorre.

Nella maggior parte delle applicazioni, non è necessario preoccuparsi molto della pressione, ma in ambienti specializzati come le condizioni di profondità o di alta quota, può diventare un fattore.

Processo di fusione del piombo

La fusione del piombo è un processo graduale che richiede l'attrezzatura giusta e una manipolazione accurata. Ecco come si svolge il processo:

• Prima di iniziare, è necessario un forno che possa raggiungere almeno 327,5°C (621,5°F), un crogiolo per contenere il piombo, pinze per maneggiare il metallo fuso e un'adeguata attrezzatura di sicurezza per proteggersi dal calore e dai fumi.
• Una volta che tutto è pronto, posizionare i pezzi di piombo nel crogiolo e applicare gradualmente il calore.
• Utilizzare un dispositivo di controllo del calore per evitare il surriscaldamento, che può causare schizzi o un'ossidazione eccessiva.
• Quando la temperatura raggiunge i 327,5°C, il piombo solido si trasforma in un liquido lucido e argenteo. Assicurarsi che sia completamente fuso prima di passare alla fase successiva.
• Quando il piombo è completamente fuso, versarlo con cura negli stampi preparati.
• Utilizzando pinze e dispositivi di protezione, si deve versare in modo controllato per evitare fuoriuscite e garantire un riempimento uniforme.
• Dopo che il piombo si è raffreddato e solidificato, è possibile rimuoverlo dallo stampo e applicare le finiture necessarie, come la lucidatura o la raffinazione, a seconda dell'applicazione.

Punti di fusione dei diversi tipi di piombo

Non tutto il piombo fonde alla stessa temperatura. Il punto di fusione del piombo dipende dalla sua composizione, soprattutto quando è mescolato con altri metalli.

Ecco come si comportano i diversi tipi di piombo alle alte temperature:

Piombo puro

Il piombo puro non contiene additivi o elementi di lega, per cui il suo punto di fusione è di 327,5°C. Essendo morbido e malleabile, il piombo puro è comunemente utilizzato in applicazioni in cui sono importanti la flessibilità e la facilità di modellazione.

Lega piombo-antimonio

Quando il piombo viene mescolato con l'antimonio, il punto di fusione aumenta. L'antimonio rende il piombo più forte e più resistente alle alte temperature, il che è utile in applicazioni come griglie per batterie, cuscinetti e proiettili. Il punto di fusione esatto dipende dalla quantità di antimonio presente nella lega.

Lega piombo-stagno

Le leghe piombo-stagno hanno un punto di fusione molto più basso rispetto al piombo puro. A seconda del contenuto di stagno, l'intervallo di fusione può variare da 183 a 255°C (361-491°F). Come già detto, le leghe piombo-stagno sono ideali per le saldature, dove è necessaria una fusione rapida e controllata.

Confronto tra il punto di fusione del piombo e quello di altri metalli (Tabella)

Applicazioni del piombo in base al punto di fusione

Il basso punto di fusione del piombo lo rende facile da fondere, modellare e riutilizzare, motivo per cui viene utilizzato in molti settori. Ecco alcuni esempi di come diversi settori industriali si affidano al punto di fusione del piombo per ottenere i migliori risultati:

Batterie al piombo

Il piombo è un materiale fondamentale per le batterie piombo-acido, ampiamente utilizzate nei veicoli e nei sistemi di alimentazione di riserva. È facile da modellare nelle griglie e nelle piastre della batteria durante la produzione.

Ciò rende anche efficiente il riciclaggio, poiché le batterie usate possono essere fuse e riformate senza calore estremo o processi complessi. La capacità di rifondere e riutilizzare il piombo rende queste batterie economicamente vantaggiose e sostenibili.

Schermatura dalle radiazioni

Gli ospedali e le strutture industriali utilizzano il piombo per schermare le radiazioni grazie alla sua elevata densità, che blocca efficacemente le radiazioni nocive come i raggi X e i raggi gamma.

Grazie al suo punto di fusione, il piombo può essere facilmente fuso in lastre o mattoni protettivi che possono essere installati in pareti, porte e dispositivi di protezione. È possibile produrre soluzioni di schermatura personalizzate che offrono la massima protezione pur rimanendo facili da lavorare.

Idraulica e saldatura

Le saldature a base di piombo sono comunemente utilizzate nel settore idraulico ed elettronico. Il suo basso punto di fusione consente di unire i materiali senza danneggiare i componenti sensibili.

Nel settore idraulico, la saldatura al piombo-stagno garantisce connessioni solide e a prova di perdite tra i tubi. In elettronica, garantisce connessioni affidabili nelle schede e nei cablaggi.

Munizioni

Il piombo è uno dei principali materiali utilizzati per la produzione di proiettili, grazie alla sua elevata densità e alla facilità di fusione. Poiché fonde a una temperatura relativamente bassa, può essere versato in stampi per formare proiettili di forme e dimensioni diverse.

Antimonio viene spesso aggiunto per aumentare la durezza e rendere i proiettili più resistenti.

Leghe

Il piombo viene spesso mescolato con altri metalli per creare leghe più resistenti e durevoli. Ad esempio, l'aggiunta di antimonio aumenta la durezza del piombo e ne innalza il punto di fusione, rendendolo adatto ad applicazioni come griglie per batterie, cuscinetti e metalli tipo.

Le leghe piombo-stagno, invece, abbassano il punto di fusione e sono comunemente utilizzate nelle applicazioni di saldatura e rivestimento. Regolando la composizione della lega, è possibile creare materiali con proprietà specifiche per usi diversi.

Colata e stampaggio

Il basso punto di fusione del piombo lo rende ideale per le applicazioni di fusione e stampaggio. Che si tratti di parti industriali, oggetti decorativi o componenti speciali, il piombo fuso può essere versato in stampi e raffreddato per ottenere la forma desiderata.

Questo processo è ampiamente utilizzato perché consente di ottenere dettagli e precisione elevati, pur essendo facile da controllare.

Poiché il piombo mantiene le sue proprietà dopo la rifusione, può essere riutilizzato più volte, riducendo i rifiuti di materiale.

Sicurezza e ambiente

Il piombo è utile, ma può anche essere pericoloso se non viene maneggiato correttamente. È tossico e può causare gravi problemi di salute, tra cui:

Danno cerebrale e nervoso: L'esposizione al piombo può danneggiare il cervello e il sistema nervoso, causando problemi di apprendimento e sviluppo, soprattutto nei bambini.

Problemi cardiaci: Stare a lungo a contatto con il piombo può aumentare il rischio di ipertensione e di altri problemi cardiaci.

Danno renale: Il piombo può compromettere la funzionalità dei reni e causare problemi di salute a lungo termine.

A causa di questi rischi, molte industrie stanno lavorando per utilizzare meno piombo e trovare materiali più sicuri per sostituirlo.

Conclusione

Il basso punto di fusione del piombo lo rende facile da modellare e riutilizzare. Conoscere il punto di fusione del piombo aiuta a lavorare in modo efficiente e a migliorare il processo.

Se avete bisogno di aiuto per la produzione di prodotti di piombo, contattate DEK. Forniamo soluzioni produttive di alta qualità e vi garantiamo i migliori risultati per la vostra applicazione.

FR4 e G10 sono due tipi di laminati in fibra di vetro ampiamente utilizzati in diversi settori industriali. Questi materiali sono ottimizzati per la loro stabilità, isolamento elettrico e resistenza. La guida che segue mette in evidenza tutto ciò che c'è da sapere sulla lavorazione di FR4 e G10, quindi diamo un'occhiata.

Cosa sono l'FR4 e il G10?

G10/FR4 è un materiale composto da fibre di vetro dotate di resina epossidica di grado elettrico. Viene utilizzato come isolante in molte applicazioni elettriche e offre un'eccellente resistenza allo scorrimento. Ha un'elevata resistenza e una bassa rigidità dovuta al basso coefficiente di attrito.

Proprietà del materiale FR4/G10

FR4/G10 è un materiale che presenta le seguenti proprietà:

• Ha un'elevata resistenza alla trazione e offre rigidità per soddisfare le applicazioni più esigenti.
• FR4/G10 offre un'eccellente resistenza alla temperatura e può essere scelto per ambienti ad alta temperatura.
• Offre un eccellente isolamento e viene scelto per le applicazioni elettriche.

Pro della lavorazione di FR4/G10

I vantaggi dell'FR4/G10 sono i seguenti:

Elevato rapporto resistenza/peso

L'FR4/G10 ha un elevato rapporto resistenza/peso, che lo rende adatto ad applicazioni dove leggero è un requisito. Senza aumentare il peso del componente, garantisce la resistenza.

Eccellente isolamento elettrico

È molto apprezzato anche in elettronica, in quanto offre un elevato isolamento elettrico. Resiste all'alta tensione e garantisce la compatibilità con le applicazioni elettroniche.

Stabilità chimica

Resiste agli agenti chimici, il che lo rende adatto all'uso in ambienti in cui sono presenti sostanze chimiche e difficili.

Stabilità dimensionale elevata

L'FR4/G10 ha un'eccezionale stabilità dimensionale; non si espande né si contrae al variare della temperatura e rimane stabile nelle applicazioni critiche.

Sicurezza

La sicurezza è una delle principali preoccupazioni quando si scelgono materiali diversi per la produzione di pezzi. FR4/G10 è un materiale ignifugo. Pertanto, offre protezione nelle applicazioni in cui le probabilità di accensione sono elevate. Ha una bassa tendenza all'accensione e, anche se si incendia, può spegnersi da solo.

Alto tasso di assorbimento dell'umidità

Il tasso di assorbimento dell'umidità di questo materiale è molto basso, il che lo rende adatto ad ambienti soggetti ad alta umidità, come le applicazioni marine. Mantiene l'integrità strutturale e migliora le prestazioni anche se esposto all'umidità per un periodo più lungo.

Facile da lavorare

Hanno un'elevata resistenza ma offrono una lavorabilità senza soluzione di continuità; possono essere forati, sagomati e tagliati con utensili standard. Questo aiuta a realizzare componenti diversi per applicazioni diverse.

Contro della lavorazione di FR4/G10

Oltre ai vantaggi, la lavorazione dell'FR4/G10 presenta anche alcuni svantaggi:

• I materiali FR4/G10 sono in forma di lastre e queste possono delaminare se il materiale è esposto a temperature elevate durante la lavorazione.
• FR4/G10 può portare all'usura degli utensili a causa della natura abrasiva del materiale durante la lavorazione.
• I pezzi lavorati con FR4/G10 richiedono processi di post-lavorazione come rivestimenti e anodizzazione che aumentano i costi dei componenti.
• A causa dell'elevato contenuto di fibre, la struttura di questi materiali può rompersi quando viene sottoposta ai raggi UV per un periodo di tempo prolungato.

Tecniche di lavorazione di parti in FR4/G10

Esistono diversi tipi di metodi di lavorazione del G10 e dell'FR4 per i pezzi personalizzati:

Taglio

Il taglio di FR4/G10 richiede utensili in grado di resistere alla natura abrasiva di questi materiali. Gli utensili realizzati con punte di carburo o di diamante sono i più considerati in quanto sono durevoli e resistenti all'usura.

Esistono diversi tipi di metodi di taglio che possono essere utilizzati per il taglio di FR4/G10, come il taglio a getto d'acqua. Questo metodo garantisce che l'utensile non entri direttamente in contatto con il materiale e può tagliarlo con grande precisione.

Fresatura

Anche la fresatura è un processo utilizzato per lavorare il materiale FR4/G10 utilizzando più utensili. Consente di ottenere tagli precisi. Le frese sono in metallo duro per resistere all'usura. Tuttavia, durante la fresatura di questo materiale, si raccomanda di utilizzare un sistema di aspirazione della polvere o aria compressa, in modo da gestire efficacemente la polvere.

Perforazione

Il processo di perforazione L'FR4/G10 presenta delle difficoltà, in quanto presenta fibre di vetro abrasive che possono danneggiare le punte da trapano. Durante il processo prevale il rischio di fessurazione del materiale. Si consiglia di utilizzare punte diamantate o in carburo per mantenere l'efficienza di taglio.

Rettifica

La rettifica di FR4/G10 consente di ottenere componenti finiti con bordi lisci. Poiché il materiale è molto sensibile, si consiglia di rettificare con cura i componenti. L'uso di utensili a base di carburo è un approccio ideale perché può resistere all'usura.

La macinazione a umido è adatta anche perché aiuta a controllare la polvere rilasciata durante il processo e a gestire il calore.

Applicazioni del materiale FR4/G10

Il materiale FR4/G10 ha molte applicazioni, alcune delle quali sono le seguenti:

Industria elettronica: Grazie alle proprietà di isolamento elettrico possedute dall'FR4/G10, è ampiamente utilizzato nell'industria elettrica per la produzione di quadri elettrici, schede di circuito e isolanti.

Aerospaziale: L'FR4/G10 è un materiale leggero che garantisce la resistenza; per questo motivo, i componenti aerospaziali vengono prodotti con questo materiale per motivi di peso.

Gadget: Vari gadget, come tablet e smartphone, sono prodotti con FR4 perché offrono resistenza alle fiamme e integrità strutturale.

Considerazioni sulla lavorazione di FR4/G10

Nella lavorazione di FR4/G10, di seguito sono riportate alcune considerazioni che svolgono un ruolo fondamentale:

• Utilizzare utensili a base di carburo in grado di resistere alla natura abrasiva del materiale, in modo che gli utensili possano funzionare a lungo termine.
• Mantenere una velocità e un avanzamento equilibrati durante il taglio del materiale, in modo da evitare un'usura eccessiva.
• Durante il processo di lavorazione di FR4/G10, assicurarsi di applicare il refrigerante in modo da dissipare il calore.
• Mantenere un sistema di aspirazione delle polveri che garantisca un ambiente di lavoro pulito.

Sfide nella lavorazione CNC di FR4/G10

L'FR4/G10 presenta anche alcune sfide per quanto riguarda la lavorazione CNC, alcune delle quali sono le seguenti:

• Il rischio di delaminazione prevale durante il processo di lavorazione CNC; pertanto, è necessario prestare molta attenzione.
• Il materiale è abrasivo e questo comporta un'usura molto rapida dell'utensile.
• Un'adeguata ventilazione seguita da DPI è importante durante il processo di lavorazione di questi materiali, poiché generano molta polvere.

Avviate il vostro progetto di lavorazione di FR4/G10 con DEK

Se desiderate che i vostri componenti FR4/G10 siano prodotti con alta precisione, tagli netti e forme personalizzate, potete contattare DEK. Offriamo la lavorazione di componenti FR4/G10 con cura e competenza, garantendo di affrontare tutte le sfide che si presentano durante la lavorazione.

Per riassumere

Come avete letto nella guida precedente, ogni aspetto della lavorazione di FR4/G10 deve essere chiaro. Le sfide, i vantaggi e i metodi di lavorazione sono fondamentali da comprendere durante la produzione di questi componenti per ottenere risultati perfetti.

Nell'industria manifatturiera si progettano componenti di ogni tipo. La comprensione del significato della tolleranza e dei suoi tipi è fondamentale per garantire un assemblaggio perfetto dei componenti.

La tolleranza unilaterale e la tolleranza bilaterale sono estremamente importanti. Se volete imparare a conoscerle, consultate la guida che segue.

Cosa sono le tolleranze nella lavorazione CNC?

Nella lavorazione CNC, le tolleranze sono importanti perché preservano la qualità. Si tratta dei limiti accettabili attorno ai quali le dimensioni del componente reale devono adattarsi. Le tolleranze vengono definite valutando il componente stesso e garantiscono che non si osservino variazioni anche minime nel componente.

Nella lavorazione dei componenti CNC, le tolleranze vengono definite in fase di progettazione. Esse dipendono da fattori quali il tipo di materiale, le sue proprietà, l'applicazione e la capacità di produzione.

Cosa sono le tolleranze unilaterali?

La tolleranza unilaterale è una tolleranza in cui la deviazione della dimensione si osserva solo in una direzione. Le dimensioni possono essere superiori o inferiori al valore nominale, ma non possono essere entrambe.

Queste tolleranze sono utilizzate quando è richiesta una variazione unilaterale. In alcune applicazioni, è accettabile un componente sovradimensionato ma non un componente sottodimensionato.

Esempio di tolleranza unilaterale

La tolleranza unilaterale è una parte fondamentale di un disegno ingegneristico e può essere compresa con un esempio. Si consideri una quota nominale di 10,5 e una quota ammissibile di -0,1. Nel caso di una quota unilaterale, la quota superiore deviazione sarà pari a 0 e il componente può variare nell'intervallo 10,4-10,5.

Cosa sono le tolleranze bilaterali?

La tolleranza bilaterale consente a un componente di avere una deviazione nelle dimensioni di entrambi i lati. Lo scostamento può essere uguale o disuguale, in base ai requisiti del progetto. Le tolleranze bilaterali sono comunemente utilizzate nelle tolleranze ingegneristiche.

Esempio di tolleranza bilaterale

Di seguito sono riportati due esempi di tolleranza bilaterale.

Tolleranza bilaterale paritaria

Consideriamo la tolleranza bilaterale uguale con un esempio che consiste in una zona di tolleranza simmetrica rispetto al valore nominale della dimensione. Si può considerare un esempio in cui la dimensione nominale è 1,5, con tolleranza bilaterale uguale +/- 0,0002. L'intervallo consentito per questa dimensione sarebbe da 1,4998 a 1,5002.

Tolleranza bilaterale disuguale

Nella tolleranza bilaterale disuguale, i valori di più e meno sono diversi. Sono divisi in modo disuguale e si può considerare l'esempio di tolleranza qui riportato, che ha una larghezza di 4 unità e si trova 3 unità sopra il valore del profilo nominale con 1 unità sotto.

Perché la tolleranza unilaterale e bilaterale è importante nella produzione?

La tolleranza unilaterale e bilaterale è molto importante nel settore manifatturiero; alcuni dei motivi che ne accrescono l'importanza sono i seguenti:

• L'obiettivo principale della lavorazione CNC è quello di produrre componenti che si adattino e funzionino come previsto. Pertanto, le tolleranze unilaterali e bilaterali fungono da strumenti per garantire che le prestazioni siano all'altezza delle aspettative.
• Le tolleranze aiutano a misurare la qualità dei componenti. Quando i componenti rispettano le tolleranze, si garantisce che ogni pezzo sia della qualità desiderata.
• I processi produttivi possono essere ottimizzati applicando tolleranze appropriate. Queste tolleranze possono semplificare il processo di ispezione e adattarsi alle variazioni naturali che fanno parte della lavorazione.
• Nella produzione di componenti, la precisione è molto importante. Non si tratta solo di ottenere le giuste tolleranze, ma anche di ottenerle in modo conveniente. Queste tolleranze riducono gli scarti e aiutano a risparmiare sulla lavorazione.
• Ogni materiale ha un comportamento diverso. Le tolleranze aiutano a tenere conto di queste variazioni e a garantire che il componente finale mantenga la sua funzionalità indipendentemente dal materiale.

Differenza tra tolleranza unilaterale e tolleranza bilaterale

La tolleranza unilaterale e quella bilaterale si differenziano per vari aspetti, alcuni dei quali sono i seguenti:

Direzione della variazione

Le tolleranze unilaterali possono variare in una sola direzione, mentre quelle bilaterali variano in entrambe le direzioni, in più e in meno.

Intento progettuale

La tolleranza unilaterale aiuta a evitare i guasti, poiché la deviazione è limitata a un solo lato. La tolleranza bilaterale considera la variazione naturale del componente dovuta al processo di fabbricazione, garantendo la funzionalità.

Flessibilità di produzione

La tolleranza unilaterale è più restrittiva e richiede più risorse e pianificazione; la tolleranza bilaterale è flessibile e facile da pianificare.

Applicazioni delle diverse tolleranze

Le tolleranze unilaterali sono adatte a quei componenti che sono strettamente accoppiati con altri componenti e necessitano di un montaggio preciso. Le tolleranze bilaterali, invece, sono adatte a quei componenti in cui l'accoppiamento preciso non è un problema.

Altri tipi di tolleranze ingegneristiche

Esistono anche altri tipi di tolleranze, come quelle riportate di seguito:

Tolleranza limite

La tolleranza limite definisce i limiti inferiore e superiore del pezzo. dimensione. Sembra molto restrittivo, ma non lo è. Richiede di mantenere una dimensione intorno a un valore nominale adeguato.

Base foro/albero

Definisce tolleranze di accoppiamenti tecnici per fori e alberi. Si tratta dell'accoppiamento richiesto tra albero e foro e può variare tra accoppiamenti stretti, allentati e di transizione. Consente agli ingegneri di indicare il tipo di accoppiamento preferito e il limite di tolleranza in un'unica soluzione.

Tolleranza di forma

La tolleranza di forma si applica al profilo di rotondità o di scentratura piuttosto che a un valore dimensionale numerico. È altrettanto importante delle tolleranze dimensionali e garantisce il corretto funzionamento del componente. Contribuisce a trasmettere agli ingegneri l'intento della progettazione.

L'esperienza nella tolleranza di precisione di DEK

Noi di DEK produciamo componenti per applicazioni versatili con tolleranze precise per soddisfare le vostre aspettative e i vostri requisiti di assemblaggio. Considerando l'importanza delle tolleranze unilaterali e bilaterali, ci assicuriamo di inserirle bene nella progettazione.

Garantiamo che il componente finale sia dotato di elevata precisione e qualità. Lasciateci gestire i vostri prossimi progetti.

Conclusione

Nella lavorazione CNC, la comprensione e l'applicazione delle tolleranze giocano un ruolo fondamentale. Il componente giusto deve avere dimensioni precise e per questo la guida qui sopra può aiutarvi. Ogni singolo aspetto di queste due tolleranze è discusso in modo chiaro per aiutarvi a prendere la decisione giusta.

CNC machines are used in almost every machining process, helping to manufacture components. A CNC machine has various parts, among which CNC fixtures play a very important role.

Mostly the significance of CNC fixtures is ignored, but they are of significant importance. If you are inclined to learn about CNC fixtures and their working, this guide below can help you.

What are CNC Fixtures?

CNC fixtures are tools which help with the positioning and stability of the workpiece. They help to secure the workpiece at a fixed point so that it can be properly machined. It is a very important tool for machining the components accurately.

These CNC fixtures eliminate the need for human input to hold the workpiece in place. Moreover, these fixtures even move according to the process requirements for machining, along with the workpiece.

Applications of CNC Fixtures

CNC fixtures are used in almost every manufacturing process, including CNC machining. There are various functions performed by it in Fresatura CNC, CNC turning, and CNC grinding. The two most important applications of CNC fixtures are discussed below.

Posizionamento

CNC fixtures ensure that the component maintains an accurate position with the machining tools during the process of machining. It even ensures that the components meet the required design specifications.

Serraggio

After the workpiece is positioned, the CNC fixture holds it tightly so that it doesn't move, and this is done through clamping.

Types of CNC Fixture

There are various types of CNC fixtures, which are classified based on their purposes, machining processes, and power source.

Classification Based on CNC Machining Operations

The different types of CNC machining fixtures based on their machining operations are discussed below.

Milling Fixtures

CNC milling is a method of cutting which uses a computer program that helps cut the workpiece into desired shapes and sizes. The CNC milling process requires rotary table fixtures, fixture plates, indexing fixtures, T-slot, and vise fixtures for milling operation.

Turning Fixtures

CNC tuning is a process of machining in which the material in the workplace is cut by the cutter from the component. The turning fixtures used in CNC turning are composed of collets, mandrels, and faceplates.

Grinding Fixtures

The CNC grinding process uses a grinder to remove the material from the workpiece. It is used in the Lavorazione CNC process using fixtures like sine bars and centerless magnetic chuck.

Drilling Fixtures

Drilling fixtures include radial drills, drill jigs, and angle drilling jigs to create holes in the workpiece using CNC machining.

Boring Fixtures

CNC boring is the process of machining, which can increase the size of holes that are already drilled in components. It uses boring fixtures like boarding head fixtures and boring bars.

Classification Based On Their Uses

CNC fixtures are also chosen based on their use, and these are the following:

CNC Vise Fixtures

CNC vise fixtures are used to ensure high precision compared to the traditional vise. These CNC vise fixtures have an excellent power of clamping using a hydraulic screw mechanism. The internal mechanisms of vise fixtures have surfaces which are pushed against one another and increase the rigidity.

Angle Fixtures

Angle fixtures are used to hold workpieces from certain angles and are mostly opted in CNC machining processes like beveling, chamfering, and drilling at different angles. They are reliable and rigid and help with easy mounting of components.

Modular Fixtures

Modular fixtures are highly advanced types of fixtures which can be reconfigured and reconstructed to match the precise requirement. They have components that can be interchanged, and they can handle a wide range of components. It includes tooling plates, supports, and clamps.

Jig Fixtures

Jigs are very important machining tools which can guide the motion and position of the cutting tool over the component. These are used in drilling operations and consist of leaf jigs, plate jigs, template jigs, angle jigs, and diameter jigs.

Clamp Fixtures

Clamp fixtures are available in many sizes and types, and they hold the component with the help of screws and springs. The different types of clamps are step, hold-down, and edge clamps.

Universal Fixtures

Universal CNC fixtures are suitable to work with all types of workpieces and they can easily be adjusted. They have replaceable components which can easily match the workpiece and cater to versatile applications.

Classification Based on their Power Source

The CNC fixtures based on power sources are as follows:

Manual Fixture

Manual fixtures use screws and bolts so that the workpiece can be fixed manually. It is very easy to operate and design manual fixtures, and they are also very cost-effective.

Electrical Fixture

Electrical fixtures use electric motors for clamping and controlling the position of the component. These fixtures offer high precision and can automatically clamp the workpiece based on the programming.

Pneumatic Fixture

Pneumatic fixtures allow the clamping of the workpiece using compressed air. It is opted to reduce the cycle time, and by air pressure, the clamping force is adjusted.

Magnetic Fixture

Magnetic fixtures use magnetic fields to hold the workpiece. They are suitable when it is difficult to clamp the workpiece using conventional methods. These workplaces can be held magnetically and hence offer an unobstructed process of machining.

Hydraulic Fixture

Hydraulic fixtures use hydraulic fluid for clamping the workpiece. These fixtures can exert huge force, which ensures enhanced stability and is suitable for heavy machining processes.

Vacuum Fixture

Vacuum fixtures use vacuum suction to secure the component. The workpieces that are compatible with the vacuum fixtures are those that have an irregular and flat shape.

Considerations for Custom Fixture Design

Some important considerations to be done when choosing a custom fixture design are as follows.

Define the Design Requirements of Your CNC Fixture

The design requirement for the CNC fixtures must be clearly specified. This includes clarifying your goals like timing, accuracy in production, and cost for the intended fixture design.

Gather Relevant Information from the CNC Shop

The next thing to consider is collecting relevant information about the materials the CNC fixture has to work with. It helps to analyze the specifications and capabilities that a custom CNC fixture must have to hold that workpiece.

Create More Drafts for CNC Fixture Design

CNC fixtures are versatile and can be used for a wide range of workpieces. However, the design of the fixture needs to be innovative enough to work with different shapes of components. Hence, it is important to create multiple drafts featuring varied designs.

Pick the Best CNC Fixture Idea

Once you have created a design for a CNC fixture, you need to assess its pros and cons for your project. It helps you analyze if the design is the best option for your application or not. Factors like cost of manufacturing, tooling and life of the fixture play a vital role here.

Optimize and Implement the Preferred CNC Fixture

The last thing is optimizing the design of the fixture and finalizing the plan of production. Make sure to consider expert advice here so that the right fixture is developed.

Advanced CNC Fixture Techniques for Machined Parts

CNC machining has progressed like anything, and the use of advanced CNC fixtures has made it possible to carry out machining processes in a highly automated way. Some of these fixtures are as follows:

Robotic Fixture Loading

Robotic fixture loading saves a lot of time that is spent in loading and unloading workpieces. These fixtures consist of robotic arms which can automate the process of loading and unloading for the entire product batch.

CNC Fixture Monitoring

Monitoring is the process in which the CNC fixture uses modern techniques. Some fixtures use sensors for different locations, and the CNC fixtures are monitored. Aspects like clamping forces, precise fixture location and part validation are monitored.

Fixture Damping

Damping is a method in which the machining vibrations are suppressed, as this can cause problems in the components. Some CNC fixtures are equipped with damping materials that absorb the machining forces and keep the components stable.

Get Your Custom CNC Fixtures at DEK

Noi di DEK use CNC machining processes consisting of different methods. If you are on the hunt to get a CNC fixture customized for your projects, you can get in touch with us. Our team of engineers will provide you with an excellent CNC fixture equipped with all the relevant features you are looking for.

Conclusione

The accuracy and precision of manufacturing components through CNC machining rely a lot on the CNC fixtures. Hence, the selection of the right fixture in terms of power, purpose and machining process is crucial. As you have read above, you must now be aware of the aspects associated with CNC fixtures and this will help you in all your upcoming projects.

Domande frequenti

How is a CNC fixture different from a jig?

CNC fixtures and jigs differ from one another in terms of function. A jig is meant to guide the movement of the cutter, whereas a CNC fixture secures and holds the workpiece.

How to choose the right CNC fixture for my application?

When choosing the CNC fixture for your application, you need to analyze factors like shape, dimensions, machining processes, and materials associated with the workpiece.

What type of workpieces can CNC fixtures hold?

CNC fixtures can hold different types of workplaces like irregular shapes, round plates, and cylindrical ones.

Are CNC fixtures interchangeable between different CNC machines?

CNC fixtures are interchangeable because of their standard geometric features. In very rare cases, it might not be possible if the specifications of the machine differ or if the fixture is customized.

I simboli dei disegni tecnici sono segni standardizzati che rappresentano vari elementi come dimensioni, tolleranze e finiture superficiali.

In questo articolo scopriremo come questi simboli semplificano informazioni complesse per rendere i disegni più facili da leggere e interpretare.

Che cos'è il disegno ingegneristico?

Un disegno di ingegneria è un tipo di disegno tecnico che mostra la forma, le dimensioni e i dettagli necessari per realizzare un prodotto o un pezzo. Questi disegni sono chiamati anche disegni meccanici o progetti di produzione.

Come ingegneri, utilizzate questi disegni per comunicare le vostre idee progettuali. Li condividete con il reparto di produzione per produrre i pezzi, con il reparto di montaggio per assemblarli e con i fornitori o altri reparti dell'azienda, se necessario. I disegni possono includere dettagli sulla geometria, sulle funzioni e sui materiali dell'oggetto o del sistema.

A cosa serve il disegno tecnico?

I disegni ingegneristici aiutano a condividere idee e progetti per diversi scopi, ad esempio:

Progettazione e sviluppo

I disegni aiutano ingegneri, progettisti e clienti a capire lo stato di avanzamento di un progetto, l'aspetto finale e il suo funzionamento. Nelle fasi iniziali, si possono usare per vedere come si incastrano le varie parti. Quando si ottiene l'approvazione, i disegni mostrano ai clienti l'aspetto del prodotto finito.

Se il progetto è grande o finanziato dal pubblico, un architetto o un ingegnere civile può condividere i disegni per ottenere un feedback e promuovere il progetto. Questi disegni aiutano anche i responsabili del progetto a stimare i materiali e a pianificare le fasi di costruzione.

Produzione e assemblaggio

Grazie alle moderne tecnologie, è possibile utilizzare i file CAD per controllare direttamente le macchine che realizzano prodotti o pezzi. Si tratta della cosiddetta produzione assistita dal computer (CAM), che accelera la produzione perché i tecnici non devono inserire manualmente le informazioni.

La macchina legge i dettagli del disegno, come le dimensioni e i materiali, attraverso il controllo numerico del computer (CNC). I disegni aiutano anche le persone a installare sistemi, ad assemblare edifici e a mettere insieme macchine. Spesso sono più chiari delle istruzioni scritte e possono essere compresi da persone che parlano lingue diverse.

Cosa sono i simboli dei disegni tecnici?

I simboli sono come un linguaggio speciale nei disegni di ingegneria. Aiutano le persone a capire i disegni, indipendentemente dalla lingua che parlano. Senza simboli, la lettura dei disegni sarebbe molto più difficile e gli errori sarebbero più frequenti.

Simboli utilizzati nei disegni tecnici

I disegni tecnici utilizzano molti simboli diversi, ognuno dei quali ha un significato specifico. Questi simboli aiutano a leggere e comprendere correttamente i disegni. I simboli nei disegni tecnici rappresentano diverse caratteristiche, istruzioni o parti di un progetto.

Simboli geometrici

Questi simboli rappresentano le forme o le caratteristiche di un pezzo. Ad esempio, il simbolo del cerchio indica un foro, mentre le linee rappresentano i bordi o gli assi. Simboli come il diametro (⌀) specificano le dimensioni degli elementi circolari, mentre i simboli del raggio indicano le curve, che sono importanti in processi quali Fresatura CNC.

Simboli di tolleranza

Le tolleranze definiscono l'intervallo di variazione accettabile delle dimensioni di un pezzo. Nella lavorazione CNC, questi simboli determinano la precisione con cui un pezzo deve essere prodotto per corrispondere al suo progetto.

Dimensionamento e tolleranza geometrica (GD&T), come quelli per la planarità, la perpendicolarità e la concentricità, specificano la precisione richiesta per le superfici e gli elementi. In questo modo si garantisce che i pezzi si incastrino correttamente durante l'assemblaggio e funzionino come previsto.

Simboli di finitura superficiale

Questi simboli indicano la levigatezza o la consistenza desiderata della superficie di un pezzo dopo la lavorazione. La finitura superficiale è fondamentale per il corretto funzionamento, l'aspetto e la durata. Simboli come Ra o Rt forniscono dettagli specifici sul tipo e sulla rugosità della finitura, essenziali per i componenti che richiedono superfici lisce o strutturate.

Esempi di simboli comuni per i disegni tecnici

Ecco alcuni simboli comuni che si trovano nei disegni tecnici, soprattutto quando si progettano pezzi per la lavorazione CNC:

Simboli della filettatura

Indicano il tipo, la dimensione e la direzione delle filettature di un componente, come quelle dei bulloni o delle viti. Il simbolo di solito include numeri che indicano la dimensione e il passo della filettatura. L'accuratezza della filettatura è fondamentale per un corretto montaggio e funzionamento.

Simboli del raggio di raccordo

Indicano gli angoli interni arrotondati dei pezzi, come quando due superfici si incontrano in una curva. Un raggio di raccordo adeguato garantisce angoli lisci per migliorare la resistenza e la facilità di assemblaggio.

Simboli dei fori

Questi simboli specificano i dettagli dei fori, compresi i tipi e le dimensioni. Ad esempio, il simbolo del controforo indica un foro a fondo piatto progettato per adattarsi alla testa di un bullone.

Simboli di saldatura

Queste indicano dove e come devono essere saldati i pezzi, specificando il tipo e le dimensioni della saldatura richiesta. Istruzioni di saldatura chiare sono essenziali per la resistenza e la durata del prodotto finale.

Simboli di raggio e angolo di curvatura

Nella lavorazione della lamiera, questi simboli indicano la quantità e l'angolo di piegatura del materiale. Assicurano che le piegature siano eseguite correttamente per soddisfare le specifiche del progetto.

Simboli dei materiali

Rappresentano il tipo di materiale da utilizzare, come acciaio, alluminio o plastica. L'utilizzo del materiale corretto è fondamentale per soddisfare i requisiti del pezzo. Ad esempio, simboli come S275 o AISI 304 si riferiscono a specifiche qualità di acciaio.

Simboli di svasatura e sbozzo

Indicano elementi progettati per accogliere le teste di viti o bulloni. Il simbolo della svasatura indica un incavo di forma conica, mentre il simbolo della svasatura indica un incavo cilindrico a fondo piatto.

Simboli dell'ingegneria meccanica

Nell'ingegneria meccanica, i simboli vengono utilizzati per rappresentare vari elementi.

Questi includono i vincoli, che limitano il movimento o il comportamento dei componenti; i tipi di movimento, come quello lineare o rotatorio; i sistemi di trasmissione del movimento che trasferiscono il movimento da una parte all'altra; i sistemi di trasformazione del movimento che cambiano un tipo di movimento in un altro; e i collegamenti meccanici e i controlli di guing che collegano e dirigono i componenti all'interno di un meccanismo.

Nell'ingegneria meccanica si possono utilizzare due tipi di diagrammi: i diagrammi di progetto e i diagrammi di costruzione. Questi diagrammi includono i seguenti simboli:

Vincoli

I vincoli mostrano come le forze influiscono su un oggetto. Di solito si vedono nei piani di progettazione.

Tipi di movimento

I piani di progettazione utilizzano anche simboli per mostrare come le parti di un oggetto possono muoversi.

Sistemi di trasmissione del movimento

Alcune macchine trasferiscono il movimento da una parte all'altra. Questi sistemi possono essere visualizzati nei piani di progettazione utilizzando simboli speciali.

Sistemi di trasformazione del movimento

Alcuni sistemi trasformano un tipo di movimento in un altro. Si possono trovare anche nei piani di progettazione.

Link e guide meccaniche

I collegamenti tengono insieme le parti e le guide controllano il movimento delle parti. Questi simboli sono presenti nei diagrammi di costruzione.

Alcuni collegamenti possono essere rigidi (rigidi) o flessibili (come le molle). Anche le molle sono indicate nei diagrammi di costruzione con simboli speciali.

Simboli di ingegneria elettrica

Schema di circuito è come una mappa che mostra come sono collegate le diverse parti di un circuito elettrico. Invece di disegnare i componenti reali, gli ingegneri utilizzano simboli standard per rappresentarli.

Questi simboli facilitano la comprensione del circuito senza dover vedere i componenti reali. Il diagramma può anche includere valori come tensione, corrente e resistenza per fornire maggiori dettagli sul funzionamento del circuito.

Ecco alcuni dei simboli più comuni che si vedono in uno schema circuitale.

Standard per i simboli dei disegni tecnici

Diverse organizzazioni stabiliscono degli standard per garantire che tutti comprendano questi simboli allo stesso modo. Ecco alcuni standard chiave da conoscere:

Standard ISO (Organizzazione internazionale per la standardizzazione)

ISO 128: Regole per la presentazione dei disegni tecnici

ISO 129: Linee guida per l'aggiunta di dimensioni e tolleranze

ISO 14617: Una raccolta di simboli tecnici comuni

Norme ASME (Società americana degli ingegneri meccanici)

ASME Y14.5: Definisce come misurare e mostrare le dimensioni sui disegni.

ASME Y14.100: Copre le pratiche generali di disegno per la coerenza

Norme ANSI (Istituto nazionale americano delle norme)

ANSI Y14.1: Imposta le dimensioni e i formati dei fogli da disegno

ANSI Y14.5: Simile all'ASME Y14.5, con particolare attenzione alle dimensioni e alle tolleranze.

Standard specifici del settore

IEC 60617: Simboli per gli schemi elettrici

JIS (Norme industriali giapponesi): Standard per i disegni tecnici in Giappone

Come leggere i simboli dei disegni tecnici?

Leggere i simboli dei disegni tecnici nel modo giusto aiuta a comprendere correttamente un disegno. Questo è importante quando si trasforma il disegno in istruzioni per la lavorazione CNC. Come operatore o progettista di macchine, è necessario conoscere il significato di ciascun simbolo per realizzare il pezzo giusto.

Imparare prima le basi

Iniziate a familiarizzare con le forme e le linee semplici utilizzate nei disegni di ingegneria. Poi passate a simboli più complessi, come quelli per le finiture superficiali, i tipi di materiale e le tolleranze.

Guardate sempre il disegno nel suo complesso per vedere come ogni simbolo si inserisce nel quadro generale. Questo è particolarmente importante quando si imposta Lavorazione CNCcome la fresatura o la tornitura.

Attenzione al posizionamento

I simboli nei disegni tecnici indicano dettagli importanti, come la posizione di fori, scanalature o elementi di fissaggio. Conoscere la collocazione di questi simboli sui disegni aiuta a interpretarli correttamente e garantisce l'accuratezza della produzione CNC.

Perché usare i simboli nei disegni tecnici?

I simboli facilitano la comunicazione e contribuiscono a ridurre le dimensioni dei disegni. Nella lavorazione CNC, semplificano i progetti pur fornendo tutti i dettagli importanti.

Grazie all'uso di simboli comuni nella stesura del disegno, gli ingegneri non devono scrivere ripetutamente le stesse descrizioni. In questo modo si risparmia spazio e tempo, mantenendo l'attenzione sulle informazioni chiave. Per le lavorazioni CNC, questi simboli aiutano gli operatori di macchina e gli ingegneri a capire esattamente cosa deve essere fatto.

I simboli ingegneristici assicurano inoltre che tutti siano sulla stessa lunghezza d'onda, riducendo la confusione. Mostrano chiaramente i requisiti di lavorazione, facilitando la precisione e la coerenza della lavorazione CNC.

Conclusione

I simboli dei disegni tecnici sono essenziali per fornire informazioni chiare e precise nei progetti tecnici. Consentono di condividere informazioni dettagliate in modo efficiente, assicurando che le parti siano realizzate correttamente e funzionino come previsto. La comprensione di questi simboli consente di migliorare l'accuratezza del progetto, di ottimizzare la produzione e di ridurre gli errori.

Se siete alla ricerca di servizi di lavorazione CNC di alta qualità con disegni ingegneristici precisi, DEK è qui per aiutarvi. Il nostro team di esperti garantisce che ogni dettaglio sia rappresentato con precisione e realizzato in modo impeccabile. Contattateci oggi stesso!

Many components are manufactured for many industries using different manufacturing processes. Laser cutting is also one of the very commonly used methods for producing components where metal sheets are cut through the process of laser cutting.

If you want to use laser cutting in your upcoming project, and want to know what is laser cutting and how it works, read the guide below.

Che cos'è il taglio laser?

Laser cutting is a machining process that uses a high beam of laser to cut materials. Laser is a short form for Light Amplification Stimulated Emission of Radiation. It is a very common cutting process and is used by high-volume manufacturing industries as well as small workshops.

How Does Laser Cutting Work?

The process of laser cutting works by using a beam of laser, and the entire method has various steps, each having its significance. The step-by-step working process of laser cutting is as follows:

• The process of cutting is dependent on the G-code file, which includes the instructions that will enable the machine to perform the cutting task. G-code is a set of instructions that can be read by the machine, and if the shape is more complex, CAM software is required.
• The laser beam is then generated, and every type of laser technology uses differing laser generation mediums. A photon stimulates the electron and absorbs the energy so that it can energize it. The electron decays to a low orbit and causes the emission of a photon, which creates the laser beam.
• The photons shoot in different directions and create light waves of different wavelengths.
• After amplification, the laser beam leaves the laser medium and passes through a fiber optic cable. The beam is then passed towards the sheet metal at a high intensity.
• As the focused beam reaches the material, the material evaporates and melts. The material is cut after being melted.

Types of Laser Cutting

There are various types of laser cutting processes, which are discussed in the section below.

CO2 Laser Cutting

A CO2 laser is a laser tube containing gasses like carbon dioxide, helium, and nitrogen. Nitrogen gas stores energy, which is then transmitted to carbon dioxide and helium, which help release the energy left over after the emission of photons.

The electric field excites the molecules of carbon dioxide and creates photons that bounce between two mirrors, one fully reflective and the other partially reflective. The tube also needs to maintain its efficiency by cooling and using liquid or cooling gas. CO2 lasers are highly effective for metal cutting, but they are not as effective on reflective and thermally absorptive materials.

Fiber Laser Cutting

Fiber laser cutting consists of using an optical fiber for the purpose of light amplification and doesn't have a gas discharge. It consists of emitting light through the laser diodes, which then pass through an optical fiber. It creates a light beam that is very strong and can melt stainless steel, having a thickness of 1 cm. It has a strong system of airflow and creates clean cuts.

Nd: YAG Laser Cutting

The Nd: YAG laser uses crystals of neodymium-doped yttrium aluminum garnet in the laser to create a laser beam. They can create pulsed and continuous beams of laser.

Excimer Laser Cutting

Excimer laser cutting uses an ultraviolet beam. It is suitable for cutting processes that take place in small-scale production. It is used in cutting semiconduttori, creating microelectronics, and performing eye surgery.

Direct Diode Laser Cutting

Direct diode laser cutting uses the beam of laser from the diodes directly. It doesn't have any medium of amplification and creates a very strong laser beam. It is excellently efficient at cutting components.

Methods and Techniques of Laser Cutting

The different methods and techniques of laser cutting are discussed in the section below.

Fusion Cutting

Fusion cutting is a method of laser cutting that works using the melt-and-blow technique. The laser beam, when passing through the material, melts the material, and then the blower removes the molten material from the component. It is suitable for thick material and uses inert gases.

Taglio a fiamma

Flame cutting uses oxygen to cut the material and carries out an exothermic oxidation reaction, which reduces the need for laser energy. The oxygen blows the material from the cut, which has melted.

Remote Cutting

Remote cutting is also known as vaporization or sublimation cutting, and it is suitable for materials that are thin and sensitive. In the process of remote cutting, no gas is used. It vaporizes the material, and it is suitable for thin materials, offering a quick cut.

Thermal Stress Fracture

Thermal stress fracture cutting is a method used to cut material by putting stress in the part. A beam of laser is used to melt a thin material layer, causing stress after cooling down to create a cut.

Stealth Dicing

Stealth dicing is a method of cutting in which the laser’s focal point is placed within the material. It creates a wafer that is expanded with a flexible membrane that creates cracks. These cracks then lead to cutting the material internally.

Vector Cutting

Vector cutting is a laser cutting process that creates a very clean line on the cut. This process involves cutting through the laser in the form of straight cuts.

Laser Rastering

Laser rastering is a method that creates an engraved cut in the material. The laser cutter burns the image as given in the instruction set, and the engraved image is created.

Common Uses of Laser Cutting

The laser cutting process has different uses, and some of these are as follows:

Sheet Metal Cutting

Laser cutting helps in cutting sheet metal with speed and precision. The creation of intricate patterns and complex designs for industries like aerospace, construction, and automobile can be used.

Incisione

CO2 lasers are used for the purpose of engraving in materials like glass, wood, acrylic, and even certain metals. It helps to create patterns for the signage or decorative items.

Laser Welding

Laser welding helps join metal parts together, and these welds are very clean and commonly required in the manufacturing and automobile sectors.

Tube Cutting

Laser cutting helps in cutting pipes and tubes with precise dimensions. Many industries require such tubes and pipes for structural applications.

Pros and Cons of Laser Cutting

Laser cutting has its fair share of pros and cons, which are discussed in the section below:

Pro

• Laser cutting leaves highly precise and accurate cuts when compared to other types of cutting processes.
• The thinner materials can be cut through laser cutting at a very fast speed.
• It is a versatile method that can be used for many applications and can cut a wide range of materials.
• It doesn't create any dust in the component and leaves behind clean cuts with no residue.
• Laser cutting is a precision-oriented method that removes a very small amount of material from the workpiece, reducing wastage.

Contro

• Laser cutting is expensive due to high maintenance and initial cost.
• The operator of the laser cutter needs to have safety training to operate the lasers.
• Some materials are not safe for laser cutting, and to avoid machine damage, they should be avoided.
• Laser cutting is suitable for thin materials like thin sheets of metal and not for thick blocks.

Common Laser Cutting Materials

There are different types of materials that are compatible with laser cutting, and these are as follows:

Metalli

Laser cutting is one of the most commonly used methods for cutting metals. Many components are made using laser-cut metals for different applications. The different types of metals compatible with laser cutting consist of steel, copper, alluminio, nickel, tungsten, and brass.

Plastica

Plastics create toxic fumes when heated and, hence, may be a bit tricky when it comes to cutting them with a laser. Hence, only certain types of plastics are compatible, which consist of acrylics, POM, PMMA, polyester, polycarbonate, polyethylene, mylar, Delrin, and polypropylene.

Legno

Laser cutting helps with cutting wood as well, and hence, laser engraving is carried out on wood. There are different types of wood that are suitable for laser cutting, among which plywood, hardwoods, and softwoods are used.

In addition, different types of ceramics, foam, paper, and glass products are also manufactured through laser cutting.

Which Materials Cannot Be Laser Cut?

Laser is also incompatible with some types of materials, and these are as follows:

Laminated Fiberglass: The laminated glass fiber should not be cut using laser cutting as it leads to poor cuts.

HDPE: It tends to melt upon laser cutting rather than vaporizing.

Polystyrene and Polypropylene: The foams of these materials can catch fire during the laser cutting process.

ABS: Instead of vaporizing, the ABS melts when subjected to the laser beam and also generates a toxic gas.

Policarbonato: Polycarbonate sheets, which have a thickness of more than 1mm, can catch fire during laser cutting and even change their color.

PVC: When subjected to a laser beam, PVC causes damage to the equipment.

Applications of Laser Cutting

Laser cutting is used in many industries, and some of its applications are as follows:

Automobile

In the automobile sector, the use of laser cutting helps in cutting sheet metal and creating components like suspension, exhaust systems, and frames.

Aerospaziale

The aerospace sector needs to have precision in each of its components. Hence, laser cutters are used to create precise cuts of turbine blades and frames of aircraft.

Elettronica

Laser cutters can help make components for electronic devices with consistency, like tablets, smartphones, laptops, etc.

Architecture Applications

Laser cutting is used to create decorative cuts and engraving in many artworks and decorations.

Conclusione

Laser cutting is prevalent in many applications. Choosing the right method and right type of laser is very important for obtaining accurate and precise cuts. If you are also looking to have your components manufactured using the finest laser-cutting services, we at DEK can cater to you.

Domande frequenti

What are the dangers of laser cutting?

The dangers associated with laser cutting consist of fire, high temperature, and burning.

What are the differences between laser cutting and CNC cutting?

CNC cutting machines cut the material using friction, but laser cutting uses laser beams.

Is laser cutting cost effective?

Laser cutting reduces wastage and is a faster process; hence, it is cost-effective for small volumes of products.

How long do laser cutters last?

The laser cutters can easily last for a time span of around 8000 to 10000 hours.

What are the alternatives to laser cutting technology?

The alternatives to laser cutting are plasma cutting, CNC machining, and water jet cutting.

How deep can a laser cutter cut?

A laser cutting machine can create a cut of a maximum of 20 mm depth.

Il nichel è un metallo forte e utile. È noto per la sua capacità di gestire il calore e di resistere ai danni. Una proprietà importante del nichel è il suo punto di fusione.

In questa guida scoprirete qual è il punto di fusione del nichel, perché il punto di fusione del nichel è importante e i punti di fusione delle leghe di nichel.

Qual è il punto di fusione del nichel?

Il punto di fusione dei materiali in nichel è di 1.455°C (2.651°F). Questa temperatura elevata fa sì che il nichel rimanga solido anche in presenza di calore molto elevato. Inoltre, favorisce la resistenza alla corrosione e crea leghe forti.

Perché il punto di fusione del nichel è importante?

Il punto di fusione del nichel è più di un semplice numero. È una proprietà determinante che rende il nichel utile in diverse applicazioni. Vediamo perché è importante.

Resistenza al calore

Il nichel mantiene la sua forza e la sua forma anche a temperature molto elevate. Per questo motivo viene utilizzato nelle pale delle turbine, nei componenti dei forni e nelle centrali nucleari. Il nichel garantisce sicurezza e durata in condizioni estreme.

Resistenza alla corrosione

Il punto di fusione del nichel lo aiuta anche a resistere ai danni delle alte temperature. Non si rompe e non si ossida facilmente. Per questo motivo è utile per le apparecchiature in ambienti difficili, come impianti chimici e ambienti marini.

Formazione della lega

L'elevato punto di fusione del nichel lo rende facilmente miscelabile con altri metalli per creare leghe resistenti. Ad esempio, se combinato con cromo e ferro, forma l'acciaio inossidabile, che è durevole e resistente alla ruggine.

Questa capacità di formare leghe resistenti al calore è il motivo per cui il nichel è così prezioso nel settore edile, aerospaziale e manifatturiero.

Processi di produzione

Il punto di fusione dei materiali in nichel è importante anche nella produzione. Processi come Lavorazione CNC e lo stampaggio a iniezione richiedono materiali in grado di gestire il calore e di rimanere costanti.

Il nichel necessita di attrezzature speciali per la lavorazione, ma questo garantisce prodotti precisi e di alta qualità, da parti aerospaziali a semplici elementi di fissaggio.

Leghe di nichel e loro punti di fusione

I diversi tipi di leghe di nichel hanno punti di fusione diversi, il che influisce sulle modalità di utilizzo. Qui di seguito vi illustreremo alcune leghe di nichel comuni e i loro punti di fusione.

Inconel

Inconel è una lega di nichel forte, adatta a temperature e pressioni estreme. Si trova nei motori a reazione, nelle turbine a gas e negli scambiatori di calore.

Il punto di fusione dell'Inconel varia da 1.350°C a 1.400°C (da 2.460°F a 2.550°F). Questo elevato punto di fusione lo rende perfetto per le parti che devono gestire temperature molto elevate.

Monel

Il Monel è una lega di nichel mista a rame. Resiste alla corrosione, soprattutto in ambienti salini o marini. Il monel è spesso utilizzato nella costruzione di navi, tubi e impianti chimici.

Il punto di fusione del Monel si aggira tra i 1.300°C e i 1.350°C (2.370°F - 2.460°F). La sua resistenza al calore e alla corrosione lo rende una scelta affidabile per i lavori più difficili.

Leghe nichel-ferro

Leghe di nichel-ferro, come Invarnon si espandono né si restringono molto con le variazioni di temperatura. Questo li rende ideali per strumenti di precisione, orologi ed elettronica.

Il punto di fusione di queste leghe è di circa 1.450°C (2.642°F). La loro stabilità a diverse temperature le rende perfette per i lavori che richiedono precisione.

Quali fattori possono influenzare il punto di fusione del nichel?

Se utilizzate il nichel nel vostro lavoro, è importante sapere cosa può influenzare la facilità con cui si scioglie. Ecco i principali fattori che possono influenzare il punto di fusione del nichel:

La purezza

La purezza del nichel influisce sul suo punto di fusione. Se il nichel presenta impurità, come altri metalli mescolati, fonderà a una temperatura inferiore. Più impurità ci sono, più basso sarà il punto di fusione.

Leghe

Il nichel viene spesso mescolato con altri metalli per creare leghe e questo può modificare il suo punto di fusione. Ad esempio, quando il nichel viene mescolato con cromo o rame, il punto di fusione della lega è diverso da quello del nichel puro.

A seconda della miscela, il punto di fusione può essere più o meno elevato.

Pressione

La pressione sul nichel influisce anche sulla sua facilità di fusione. In condizioni di alta pressione, il punto di fusione del nichel aumenta, il che significa che ha bisogno di più calore per fondersi. In ambienti a bassa pressione, come al livello del mare, il punto di fusione potrebbe essere leggermente più basso.

A che temperatura si ricicla il nichel?

Ricottura è un processo in cui il nichel viene riscaldato ad alta temperatura e poi raffreddato lentamente. Ciò rende il metallo più morbido e più facile da modellare.

Il nichel viene solitamente ricotto a temperature comprese tra 600°C e 900°C (da 1.112°F a 1.652°F). La temperatura esatta dipende dal tipo specifico di nichel e dalle proprietà che si vogliono ottenere.

Ad esempio, una temperatura più alta può essere utilizzata per rendere il metallo più flessibile, mentre una temperatura più bassa può essere utilizzata per mantenerlo più resistente.

Qual è il punto di Curie del nichel?

Il punto di Curie è la temperatura alla quale un materiale magnetico perde le sue proprietà magnetiche. Per il nichel, il punto di Curie è di circa 627K (o circa 354°C).

Al di sotto di questa temperatura, il nichel è magnetico, ma al di sopra di essa diventa paramagnetico, cioè perde il suo magnetismo e si comporta come altri metalli non magnetici.

Questa proprietà è importante nei settori in cui le variazioni di temperatura possono influire sulle prestazioni magnetiche.

Qual è la posizione del nichel nella scala di durezza?

Il nichel ha una durezza di 4,0 sulla scala Mohs, che lo colloca nella fascia media. Ciò significa che il nichel è moderatamente duro. Può graffiare materiali più morbidi come il talco o il gesso, ma può graffiare sostanze più dure come il quarzo o il diamante.

La durezza del nichel è importante in settori come quello manifatturiero, dove il metallo viene utilizzato per realizzare parti durevoli che devono resistere all'usura.

Come misurare il punto di fusione del nichel?

Esistono alcuni metodi per misurare con precisione il punto di fusione del nichel. Ecco come misurarlo:

Analisi termica differenziale (DTA)

La DTA è uno dei metodi più comuni per misurare il punto di fusione di metalli come il nichel. Questa tecnica prevede il riscaldamento di un campione di nichel e di un materiale di riferimento.

Entrambi vengono riscaldati alla stessa velocità e viene misurata la differenza di temperatura tra loro.

Quando il nichel inizia a fondere, assorbe calore, causando una differenza di temperatura. Il punto in cui ciò avviene viene registrato come punto di fusione.

Metodo della termocoppia

Un altro metodo per misurare il punto di fusione del nichel è l'utilizzo di una termocoppia. La termocoppia è un dispositivo costituito da due fili di metalli diversi che generano una tensione quando vengono riscaldati.

Posizionando la termocoppia a contatto con il campione di nichel e riscaldandolo, è possibile misurare la temperatura alla quale il nichel passa da solido a liquido. Questo metodo è utile per le misure ad alta temperatura e può dare risultati precisi.

Metodo capillare

Per determinare il punto di fusione si utilizza anche il metodo capillare. In questo metodo, il nichel viene posto all'interno di un piccolo tubo di vetro (capillare) e il tubo viene riscaldato gradualmente.

Man mano che la temperatura aumenta, si osserva il punto in cui il nichel inizia a fondere e diventa liquido. Questo metodo è più comune per i campioni più piccoli, ma può comunque essere utilizzato per misurare il punto di fusione del nichel.

Confronto: Punto di fusione del nichel rispetto ad altri metalli

Il nichel ha un punto di fusione elevato rispetto ad alcuni metalli, ma inferiore ad altri. Ecco un confronto tra il punto di fusione del nichel e quello di ferro, titanio e piombo:

Nichel e ferro

Il ferro ha un punto di fusione leggermente alto, pari a 1.538°C (2.800°F). Ciò significa che il ferro può sopportare una maggiore quantità di calore prima di fondere. Tuttavia, il nichel è spesso preferito nelle applicazioni che richiedono resistenza alla corrosione e stabilità termica, come nelle leghe e nelle apparecchiature chimiche.

Nichel e titanio

Il titanio ha un punto di fusione di 1.668°C (3.034°F), superiore a quello del nichel. Ciò rende il titanio una scelta migliore per gli ambienti a calore estremo, come i motori a reazione e le navicelle spaziali.

Tuttavia, il nichel è più facile da lavorare e viene spesso utilizzato in leghe resistenti al calore come l'Inconel.

Nichel e piombo

Il piombo ha un punto di fusione molto più basso di 327°C (621°F) rispetto al nichel. Per questo motivo, il piombo viene utilizzato in applicazioni come la saldatura, dove è necessario un basso calore per fondere il materiale.

Il nichel, invece, è più indicato per usi ad alta temperatura, come le pale delle turbine e i componenti dei forni.

Il ruolo del nichel negli ambienti ad alta temperatura

Ecco come viene utilizzato il nichel nelle industrie ad alta temperatura:

Aerospaziale

Nell'industria aerospaziale, parti come i motori a reazione e le turbine devono affrontare temperature molto elevate. Le leghe di nichel, come l'Inconel, sono utilizzate perché sono resistenti e non perdono la loro forma sotto il calore.

Queste leghe gestiscono bene anche le sollecitazioni, per questo sono perfette per aerei e razzi che devono affrontare condizioni estreme.

Industria chimica

Nell'industria chimica, il nichel viene utilizzato in apparecchiature come tubi, scambiatori di calore e reattori. Questi strumenti devono spesso affrontare temperature elevate e sostanze chimiche aggressive.

La capacità del nichel di resistere al calore e alla corrosione rende le apparecchiature sicure e durature, anche in ambienti difficili.

Industria nucleare

Nell'industria nucleare, il nichel è utilizzato nelle parti dei reattori e nel rivestimento del combustibile. Questi componenti devono sopportare calore e radiazioni estreme.

Le leghe di nichel sono perfette per questo scopo, perché rimangono forti e affidabili anche in queste condizioni difficili.

Conclusione

Il nichel è forte, resistente al calore e perfetto per gli ambienti difficili. È utilizzato nel settore aerospaziale, negli impianti chimici e nei reattori nucleari perché dura in condizioni estreme.

Se avete bisogno di aiuto con il nichel o le leghe di nichel, contattate DEK e possiamo fornire soluzioni produttive di alta qualità per il vostro progetto.

Machinery is eminent in almost every industry and application, but when a machine works, it has parts that move, and they need to have controlled friction. This friction can be reduced between the two moving parts by using bearings or bushings.

If you are wondering how they both differ, then this guide below features a detailed insight into bushing vs bearing. So, let's read.

What is a Bushing?

The bushing is a cylindrical component that offers loading support on the shaft, which moves in a sliding manner between the two surfaces that move. The bushing is a component with a single element and can be made of different materials. The bushing can slide on shafts and rods and create a low friction motion, offering shock absorption to reduce wear and noise.

Types of Bushings

The two different types of bushings are discussed below:

Bronze and Metal Bushings

Bronze bushings are made using cast bronze and offer a consistent structure; these bushings are used for wear protection and load-bearing applications. Bronzo and metal bushings also offer the ability to withstand high temperatures. These are made using different metals or their alloys, which are composed of brass, aluminum, stainless steel, and copper.

Plastic Bushings

Plastic bushings have multiple properties like corrosion resistance and lightweight. The advanced plastic bushings can also deal with issues like heat sensitivity and softening. These bushings are good for use in humid environments, like drying facilities. They are not suitable for heavy loads and may crack.

What is a Bearing?

Bearings are used to support the shafts that rotate in the machine and support the movement of components. Cuscinetti are designed with multiple components. They have a rolling element in a cage, which allows components to slide over one another. These bearings can easily let the surface glide over one another, and the devices can spin easily.

Types of Bearings

There are different types of bearings, and some of them are discussed below.

Ball Bearings

Ball bearings consist of a rolling element, which is a spherical ball between the bearing races. They work as a rolling element, creating a space between bearing races. They can easily spin in multiple directions due to their shape and even support combined loads.

Straight Roller Bearings

Straight roller bearings are used in cylindrical races and are suitable for high radial and high-speed applications. It has a broader contact area and hence can support heavy radial use.

Cuscinetti a rulli conici

Tapered roller bearings consist of rollers and rings with tapered shapes and in the form of cones. These bearings have shapes that help to handle heavy loads and combined loads.

Needle Bearings

Needle bearings have a rolling element and are composed of cylindrical rollers. These rollers help to handle radial loads in spaces that are compact.

Rod End Bearings

Rod end bearings are mechanical joints that offer angular movement between components and also support axial loads. They have spherical bearings, which are encased in a metal enclosure, allowing for rotation.

Differences Between Bushing vs Bearing

The section below highlights the differences between bushing and bearing.

Design Differences

Bushings are cylindrical components that can fit inside a housing or over a shaft and offer a sliding surface for the radial loads, which can help with angular motion.

Bearings, on the other hand, have complex designs and have rolling elements between outer and inner races. These rolling elements help with smooth movement and a high capacity to handle load.

Manufacturing Differences

Bushings are easy to manufacture as they have a very basic shape, and they can be molded, machined or extruded using metals or plastics.

Bearings, on the other hand, are intricate and need precise tolerance as they have assembling multiple components like races and rolling elements. They have advanced processes that cause surface hardening.

Material Differences

Bushings are made using plastic, rubber, or bronze and offer excellent wear resistance. Bearings are manufactured using high-strength steel, which enhances durability.

Maintenance Differences

Bushings need less maintenance, but they need timely lubrication. Bearings need regular maintenance and lubrication to stay in good shape and functional.

Cost Differences

Bushings are less expensive to manufacture or purchase and hence are opted in many applications. Bearings are expensive as they have complex structures and also cater to high-performing applications.

Applicazioni

Bushings are used in applications where space is limited or where movement is at a low speed. Bearings are required for high-speed movements and high load bearing.

Pros and Cons

Bushings have a simple design and low cost. They are also lightweight and offer suitability for low-speed applications; however, they cannot handle misalignment, high speed, and high load capacity.

Bearings on the other hand can handle high load capacity and have a smooth operation. However, they are expensive and require high maintenance.

Factors to Consider When Choosing Between Bushings and Bearings

When selecting between bearings and bushings, some of the factors that must be taken into account are the following:

• Bushings are meant to handle fewer loads, and bearings can handle high loads; hence, you need to assess the load capacity of applications.
• Bearings are opted for applications with high-speed movement, and bushings are suitable for low or moderate-speed movements.
• Bearings offer high accuracy and hence can be chosen for applications that need accuracy and precision. Bushings have a lack of precision and low tolerance.
• Bearings are chosen for applications that need to reduce noise, and bushings are fixed; hence, they create more noise.
• The cost of bushing is less compared to the cost of bearing, and based on your application requirement, you can choose it considering the budget.

When Should a Bushing be Used Instead of a Bearing?

Choosing between bearing and bushing is based on the application requirements like lubrication, load capacity, maintenance, speed, etc. Bushings are suitable for high-load and low-speed applications because they have a larger surface area in contact with the shaft.

Moreover, bearings are easy to install and affordable. However, some materials used in bushings are known for their ability to withstand harsh conditions.

Conclusione

As you have gone through the guide above, you must have understood the difference between bearings and bushings. Keeping these factors in mind, you can select what you need for your application.

You can also get in touch with DEK to offer you suggestions by manufacturing highly accurate bearings or bushings for your requirements.

Domande frequenti

What is a self-lubricating bearing?

Self-lubricating bearings are such types of bearings that have liquid on the bearing’s sliding part, and it is transferred to the pores when sliding.

Why use bronze bushings?

Bronze bushings are present in many alloys and are also strong, having durability and resistance against wear, corrosion and shock.

How do the performance of sleeve bearings (bushings) and ball bearings compare?

Sleeve bearings are low-cost and also need low maintenance. They can be installed easily in applications where the load is high, and speed is low, compared to ball bearings, which offer smooth operation.

Is a bushing a plain bearing?

Yes, bushing is a plain bearing which is used in an enclosure to create a bearing surface for rotating components.

CNC machining is a process that helps manufacture many components for different industries. These components are usually the ones requiring precision and accuracy. Sometimes, the CNC operations alone cannot be enough to give the desired surface finish and dimensions. Hence, the need for roughing and finishing is crucial.

The guide below has an insight into the comparison between CNC roughing vs finishing, so let's read.

What is Roughing in Machining?

Roughing in machining is the process which consists of removing a large amount of material from the workpieces. It is the first stage during processing. CNC roughing helps to produce the shape of the materials, which is close to the required geometry. The roughing process is conducted at a high cut depth, and a large rate of feed, and hence, the chips are eliminated.

Despite ensuring high production efficiency, rough components have a poor finish. The roughing processes do not meet the high dimensional accuracy and required tolerance.

What is Finishing in Machining?

In machining, finishing is the process that layers the surface of the manufactured components. This involves enhancing the aesthetics of the component. The finishing process includes granigliatura, polishing, verniciatura a polvere, electroplating, and grinding. Finishing enhances the smoothness, adhesion, corrosion resistance, and hardness of the components.

Benefits Of Roughing

The process of roughing has various benefits, and some of these are as follows:

• The process of roughing removes materials at a very fast rate. It improves the efficiency of the process of enhancing the component.
• Roughness protects the finishing tools from wear and tear. A significant chunk of material is removed from the material through roughing. It ensures that the finishing tools are not subjected to much stress.
• Roughing sets the base for the finishing. It shapes the workpiece and makes it precise to a greater extent. Hence, the component is prepared by roughness, which later on can be finished.
• Roughing tends to reduce the time required by the subsequent process of machining. Hence, the time and cost of manufacturing are reduced.
• Machinists can make deeper cuts in the components, which are not possible in the finishing process.

Benefits Of Finishing

The finishing process also has various benefits, and these are as follows:

• Finishing offers high dimensional accuracy, and the required tolerance is achieved.
• The finishing process enhances the smoothness of the components and makes them appear polished and aesthetically appealing.
• Finishing improves the durability of the component by adding a layer of treatment, which makes the component resistant to wear and corrosion.
• The finishing process enhances the rough surface by reducing the friction in the components.
• Finishing improves the lifespan of the components; it enhances the quality of the surface and reduces the need for replacements.

Differences Between CNC Roughing vs Finishing

The section below highlights in detail the comparison of roughing vs finishing.

Scopo

Roughing:

Roughing quickly removes a maximum amount of material from the component. It is less precise and very quickly converts the block of material into the required shape.

Finitura:

Finishing refines the component. It ensures that the component matches the design specifications and that the precise dimensions are achieved with the desired finish.

Rate of Material Removal

Roughing:

Roughing removes the material at a very fast speed and creates wide and deep cuts by removing material.

Finitura:

Finishing has a slow rate of material removal, and it creates precise and light cuts which do not reduce the component but rather refine it.

Feed Rate and Cutting Depth

Roughing:

Roughing involves using a high rate of feed and creates deep cuts with quick removal of materials.

Finitura:

Finishing uses a very slow feed rate with a shallow crust and maintains a high-quality surface with precision.

Finitura superficiale

Roughing:

Roughing creates a rough surface, finishing the material is removed abrasively from the workpiece.

Finitura:

Finishing creates a smooth and polished surface of the component, enhancing its aesthetic appeal.

Precisione e tolleranza dimensionale

Roughing:

Roughing does not consider dimensional accuracy and exact tolerance; it just brings the shape of the workpiece close to the final component.

Finitura:

Finishing ensures meeting exact tolerance in the designs and ensures that the parts fit and work as expected.

Utensili da taglio

Roughing:

Roughing uses cutting tools that are large and can withstand abrasive and heavy cuts.

Finitura:

Finishing uses fine and small-sized tools, creating light cuts and enhancing the surface smoothly.

Coolant Use

Roughing:

The roughing process produces more heat, and hence, it requires more coolant for heat dissipation to prevent the workpiece from damage.

Finitura:

In the finishing process, the need for coolant is less than roughing due to slow feed rates.

Timing

Roughing:

The roughing process comes first, the component has to pass through the process of roughing before finishing.

Finitura:

Finishing comes after roughing once the component has been shaped and needs final touches.

Considerations for Rough Machining

The considerations that play a vital role in ensuring seamless roughing in the machining process are discussed below.

Machining Parameters

CNC roughing tools have pre-selected parameters for cutting, depth, and feed rate. However, these parameters cannot predict the specific roughing operation considerations. Hence, the roughing parameter must be optimized and selected according to the nature of the component and its applications.

Tipo di materiale

The type of material machined also impacts the roughing process. Materials that are complex need a slow feed rate and speed that prevents tool damage, whereas the softer ones can handle aggressive cuts.

Selezione dello strumento

Choosing the right type of cutting tool is very important. A tool which is huge and has a sharp cutting edge is suitable for roughing as it can withstand abrasive cutting.

Work Holding

The workpiece needs to be held securely. Hence, the work holding is an essential aspect of roughing. It helps to keep the workpiece intact with the aggressive cutting force applied.

Heat and Cutting Fluid

During the roughing process, the need for dissipation of heat is very important. The use of coolant ensures that the heat is dissipated and tool wear is prevented.

Considerations For Finish Machining

The important considerations for finishing in machining are as follows:

Dimensional Accuracy

Dimensional accuracy is the core consideration in finishing. The components, when subjected to finishing processes like powder coating, the surface thickness increases and hence, the dimensional accuracy must be matched.

The Application of Workpiece

The application of the component and the condition will be subjected to needs analysis when selecting the finishing process. For instance, if the automobile needs components that are not at the front, they need to be more focused on durability, so finishing is not something that the emphasis will be on.

Post-Processing

Post-processing involves the surface treatments that the components may need after machining. It may include heat treatments as well as other processes.

Hence, the post-processing during the finishing process will impact the dimensions of the part, its mechanical properties and even resistance. It is important to plan everything before finishing, including the post-processing required.

Costo

The overall cost of the project requires an analysis based on your budget. You can choose the finishing of the component as every finishing process differs in terms of materials and processes, and needs a cost analysis.

DEK’s One-Stop CNC Machining Shop

DEK is a one-stop service provider for your components, whether you need roughing of the components or finishing. We also offer to provide you with components finalized completely in terms of shaping and finishing.

So, get in touch with us today, and we will design and manufacture your final components with high quality and precision.

Conclusione

When machining components, the need to understand the difference between roughing and finishing is very important. It helps in making the right selection of processes, analyzing the product parameters, and achieving what you expect.

Components used in different industries require precision and perfection. If they lack appropriate tolerance and dimensions, they are of no use, leading to wastage. Hence, the significance given to geometric dimensioning and tolerancing in every industry is crucial and helps to manufacture components with less waste.

The guide below explores in detail everything about GD&T, so let's take a look.

What is GD&T?

Geometric dimensioning and tolerancing (GD&T) is very important for communication between the manufacturers and engineers. This system helps to communicate the deviation from the design of the components that is acceptable.

A Brief History of GD&T

Geometric dimensioning and tolerancing originated at the time of World War 2. Stanley developed tolerancing practices at that time at the Royal Torpedo Factory in Scotland for addressing the functional requirements of the components.

He introduced concepts like True Position. He laid the foundation of GD&T in the Notes on Design and Inspection of Mass Production Engineering Work, later followed by the ASME standard in 1957. Since then, it has been updated periodically, and the latest update was in 2018.

Basics of Geometric Dimensioning and Tolerancing

The basics of GD&T have some essential terms, which are as follows:

Dimensione

Size refers to the size of the component features and has a +/- tolerancing. It represents how big or how small the features are in the component.

Posizione

The location represents the feature’s location in the 3D space; it determines where the feature is located among the x,y, and z axes.

Orientamento

Orientation is the way the component is angled. These symbols help to refine the location in a better way.

Forma

The form describes the overall shape of the component. It has symbols like flatness, cylindricity, straightness, and circularity.

Tolerance Zones

The tolerance zones with their GD&T symbols are featured in the table below.

Feature Control Frames

Feature control frame explains the tolerance of a geometric control that is applied to the component’s feature. It has four parts, which are as follows:

• The sign of GD&T is also the control symbol.
• The size and shape of the tolerance zone.
• Different modifiers of the tolerance zone, like projection and material condition modifiers.
• Datum references.

Limitations of Tolerancing Before GD&T

Before GD&T, the features in maturing components were indicated by the x and y axes. You can take an example of drilling a mounting hole that has to be in the given x and y area. Hence, a perfect tolerance specification would determine the position of the hole and the area within the hole that was acceptable was being circled.

At that time, during World War 2, Stanley Parker was in the development of naval weapons. He noticed a failure and worked on a new system; this system of GD&T then became a standard in the military in 1950. The standard is now defined by ASME Y14.5-1188 for the USA, and for the rest of the world it is defined by ISO 1101-2017. It considers the overall product geometry.

Why Implement GD&T Processes?

The section below features the reasons for implementing the GD&T processes.

Datum and the Datum Reference Frame

Datum is the accurate point or axis from which the part’s features are referenced. It is used as a reference in the dimensional tolerance.

The Datum Reference Frame is a critical aspect of GD&T, and it creates the formation of three perpendicular frames that are theoretically and manually perfect. These three planes are essential for the production and checking of parts and are as follows:

• The first primary data is created with at least three contact points of the component's first feature.
• The secondary data must contact at least 2 points on the second feature.
• The tertiary datum creates at least one contact point with the third feature.

The Feature Control Frame

Feature control frame determines the requirements that the feature in a given component may need. Each frame consists of a single message. The first form component of the message has a geometric symbol representing the requirement of a feature like its position or flatness. The second compartment has the total tolerance of features, and the third one includes datum reference features.

True Position and Position Tolerance

True position is the exact location which is defined by the basic dimension and represents the nominal values. It indicates how far the location of a feature can deviate from actual position.

Regardless of Feature Size (RFS)

Regardless of Feature Size refers to the geometric tolerance that needs to be maintained through the entire range of the component sizes. It ranges from the minimum to the maximum of the material connection.

Language of Symbols

The language of symbols represents the universal symbolic language that is used to communicate manufacturing tolerance and limitations. By using these symbols, the risk of confusion and wastage is prevented.

How GD&T Works？

GD&T specifies the design's required tolerance and dimensions. The value of tolerance is between the minimum and maximum limits. Tolerancing specifies the exact variation for every feature of the design, which optimizes the component and ensures the approval rate. It even helps to maintain the aesthetics and functional purposes of the component.

It is important to ensure that the tolerance of the product does not cross the limits specified with the help of symbols. These symbols help in the communication of design requirements and ensure that the required function is attained.

GD&T Symbols

The different types of GD&T symbols are discussed below.

Form Controls

Form controls determine the overall shape of the feature, and some of these are as follows:

Rettilineità: The straightness tolerance is the maximum deviation allowed between the real line and the ideal straight line.

Piattezza: It is the degree of flatness tolerance allowed from the ideal plane and is compared with the real surface.

Circolarità: It is the allowable deviation from the real circular shape to the ideal circle.

Cilindricità: It represents the maximum permitted deviations between the ideal and real cylinders.

Profile Controls

Profile control refers to the tolerance zone in three dimensions around the surface. It has the following two profiles:

Profile of a line: The profile of a line refers to the variance that is allowed in the actual curve of an irregular circle curve.

Profile of a surface: It refers to the deviation allowed between the actual contour line and the ideal contour line.

Orientation Controls

Orientation control is meant to refer to the feature position at different angles, and these are as follows:

Angularity: At a given angle to the datum, the allowable maximum deviation from the ideal orientation is known as angularity.

Perpendicularity: It is the difference between the actual direction of the element being measured and the orthogonal direction to the reference that is allowed.

Parallelism: Parallelismo is the distance at which the actual features on the component are equal to the datum plane. It represents the permissible variation between the exact direction and the expanded one.

Location Controls

Location controls help in establishing the feature location with the help of linear dimensions, and some of its aspects are as follows:

Position: The degree of position is the precision with which a feature on the component is located compared to its expected location. Location tolerance represents the maximum variation in the actual position compared to the ideal one.

Concentricity: Concentricity is the tolerance for a permissible variance from the actual axis of the datum.

Symmetry: Symmetry is the allowable deviation of the real symmetry from the ideal one. Symmetry represents the part in which two components with two symmetrical centers stay within the same axis.

Runout Controls

Runout control describes the maximum a feature can deviate from the datum.

Circular runout: It refers to the condition in which the rotational surface of a component is present in the measurement plane. The way it maintains a consistent position compared to the datum axis. The maximum allowed variance is circular beat tolerance compared to the ideal one.

Total runout: When a component rotates consistently around the datum, a full run-out has the quantity of the run-out to the measurement surface. It refers to the permitted beat when the component is rotated around the datum axis along its expected contour.

Tolerancing in 3D Printing

The significance of GD&T in Stampa 3D is growing because it can offer precise specifications for complex components. It is an important aspect of additive manufacturing when the component is created in the form of layers. Due to variation in the layers, it could lead to accuracy.

The GD&T combined with 3D printing ensures design achieves accurate dimensions. Ensuring that the final product aligned with the expected performance and geometries.

How Do I Choose a GD&T?

Selection of appropriate GD&T involves understanding the functional aspects of components and how they interact with other components. Some of the considerations in this regard are as follows:

• It is important to understand the feature’s function and how it impacts the performance of assembly.
• Focus on the features that impact the function of the component, assembly, or fit and apply the GD&T on such critical geometries.
• Finalize the shape and size of the tolerance zone so that while manufacturing the part, functionality is maintained.
• Identify the datum if the orientation and location of the features depend on reference points.
• Avoid over-tolerancing to save on the cost of manufacturing.
• Test if the selected GD&T works effectively when subjected to real-world applications.

Conclusione

Noi di DEK can offer you the components that have the features with excellent tolerance and geometric dimensioning. So, let us design and manufacture components for your applications to ensure seamless quality.

Domande frequenti

What are the 5 Categories of GD&T?

The five categories of GD&T are orientation tolerance, form tolerance, location tolerance, runout tolerance, and profile tolerance.

How long does it take to learn GD&T?

The GD&T course takes around 24 to 25 hours to learn.

Does GD&T make parts more expensive?

No, GD&T reduces the cost of manufacturing by preventing wastage and lowering manufacturing costs.