加工用机械以及自动化装配机、进而还有这里作为主要对象的简易自动化设备LCA(低成本自动化)等,其所需的材料中包括内容。
材料选型要点 | 材料特性 |
1. 强度高 | 拉伸/压缩强度、弹性模量等(不易变形)、韧性、耐腐蚀性、耐磨性等。 |
2. 加工性良好 | 铣削/磨削加工性、焊接性、热处理性、表面处理性等 |
3. 材料的物理特性 | 密度、热导率、热膨胀率、介电常数等 |
对于LCA来说,重要的是在设计阶段就从市面销售的标准件中正确选择材料、表面处理及硬度等性质,以实现降低成本的目标。在此,以工件支架【图1】中的2个标准件(工件导向器、支撑销)为例,对作为备选的典型材料(铁基材料和塑料基材料)和表面处理进行解说。
材料名称 | 解说 | 用途例 |
S45C | S是Steel的缩写、C是Carbon的缩写 | 销、转轴、底板等 |
<表面处理> | 黑色氧化铁(Fe3O4)在材料表面形成致密保护膜,从而具有防锈效果。 | |
硬铬镀层 | 可提高耐腐蚀性和硬度的表面硬化电镀方法 | |
化学镀镍 | 析出膜为致密的非晶态镍,具有优良的耐腐蚀性。通过热处理还可以实现比硬铬更高的硬度 | |
SUS304 | SUS中的S是Steel的缩写、U是Use(特殊用途)的缩写、S是Stainless(不生锈)的缩写。 由铁、铬 (18%)、镍 (8%) 构成的合金 虽然其加工性差,但因不生锈的特点而入选 | 洁净间内LCA |
灰色 | 材料名称 使用聚缩醛的产品名称 抗拉强度达60MPa,不易断裂的耐磨材料 | 导向器、 轴承、 凸轮 |
除上述方法外,还可以根据要处理的零部件印记产品所必须达到的质量要求来选择要使用的材料,从而实现具有高性价比的LCA。另请参考以下各种材料的特性。
材料种类 | 材料特性 |
铝材类 | 重量轻(约为铁的1/3)但强度较差(应变量约为3倍) 可通过材料选型(控制添加成分)来提升热处理效果和强度 可通过硬质防蚀铝处理获得优异的耐磨损性 |
铜合金类 | 由于其良好的导热性和耐腐蚀性,适合用于需要加热和冷却的结构部件 |
塑料类 | 由于其重量轻和电绝缘特性,广泛用作电气特性评估用途的工件支架 由于热导率低,触感柔软,可用于固定材料等 由于具备透明性(骨架),可用于盖板 |