Hoofdstuk 1. Wat is RVS CNC bewerking?
CNC-bewerking van roestvrij staal wordt beschouwd als een subtractief productieproces waarbij computergestuurde machines worden gebruikt voor de bewerking van roestvrij staal.
Eerst ontwerpt een ingenieur een digitaal 3D-model. Vervolgens wordt CAM-software gebruikt om het ontwerp om te zetten in machineleesbare code. De snijgereedschappen worden vervolgens door de computer met een nauwkeurigheid van microns aangestuurd. De instructies voor de machines zijn ook digitaal, waardoor herhaalde bewerkingen automatisch worden uitgevoerd en de variatie die tijdens het bewerken optreedt, wordt geëlimineerd.
Hoofdstuk 2. Drie belangrijke CNC-bewerkingsprocessen voor roestvrij staal
CNC frezen
Bij dit proces worden roterende frezen gebruikt. Complexe vormen, sleuven en gaten worden in het werkstuk aangebracht. Ook niet-cilindrische onderdelen worden met deze methode bewerkt.
CNC Draaien
Het werkstuk wordt gedraaid, terwijl het snijgereedschap stilstaat. Vervolgens wordt het snijgereedschap tegen het werkstuk gedraaid, waardoor de gewenste vorm ontstaat. Deze bewerkingsmethode is alleen geschikt voor cilindrische onderdelen.
CNC boren
Er worden gaten in het werkstuk geboord. Deze methode wordt vaak gecombineerd met frezen of draaien.
Hoofdstuk 3. Roestvrijstalen kwaliteiten voor CNC-bewerking
De keuze van de juiste kwaliteit wordt beschouwd als het belangrijkste aspect in elk bewerkingsproces, met name bij roestvrij staal.
Er zijn vijf soorten roestvrij staal verkrijgbaar, en elke soort heeft zijn eigen bewerkbaarheid.
3.1 Austenitisch roestvrij staal
De familie van austenitisch roestvast staal wordt gekenmerkt door zijn niet-magnetische eigenschappen, hoge vervormbaarheid en hoge corrosiebestendigheid. Ongeveer 70% van de totale productie van roestvast staal is austenitisch.
Belangrijkste legeringselementen: Chroom, nikkel, mangaan, molybdeen
Belangrijkste eigenschappen: lasbaarheid, vervormbaarheid, corrosiebestendigheid
| Rang | Aanbevolen toepassingen | Opmerkingen over bewerkbaarheid |
| 303 | Hoog volume, complexe onderdelen | Toevoeging van zwavel maakt soepele bewerking mogelijk; een verminderde corrosiebestendigheid wordt geaccepteerd. |
| 304 / 304L | Algemene componenten | Uitstekende balans tussen sterkte en corrosiebestendigheid; 18/8 samenstelling |
| 316 | Mariene en chemische omgevingen | Molybdeen biedt een superieure weerstand tegen putcorrosie. |
| 321H | Motoronderdelen met hoge temperaturen | Stabilisatie met titanium voorkomt de vorming van carbiden. |
| 309S | Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen | Het hoge chroomgehalte voorkomt oxidatie. |
3.2 Ferritisch roestvrij staal
De magnetische eigenschappen, in combinatie met de hoge thermische geleidbaarheid, maken ferritische roestvrijstalen aantrekkelijk. Warmtebehandelingen zijn niet van toepassing, waardoor een lagere taaiheid te verwachten is in vergelijking met austenitische typen. Bewerkbaarheid is relatief eenvoudig.
Gemeenschappelijke leerjaren – 405, 409, 430, 442
Typische toepassingen – Autobekleding, scheepsbeslag, decoratieve onderdelen
3.3 duplex roestvrij staal
De combinatie van austenitische en ferritische fasen in de microstructuur is kenmerkend voor deze staalsoorten. Ze bieden uitzonderlijke sterkte en superieure corrosiebestendigheid.
Gangbare woningtypen – 2205, 2507 (super duplex), 2304
Typische toepassingen – Chemische verwerking, offshore constructie, toepassingen onder hoge spanning
3.4 Martensitisch en precipitatiehardend roestvast staal
Deze warmtebehandelde staalsoorten bieden een hoge sterkte en slijtvastheid. De PH- en martensitische typen bevatten respectievelijk een laag en een hoog koolstofgehalte. PH-staal ondergaat precipitatieharding, waardoor de corrosiebestendigheid behouden blijft.
Martensitische kwaliteiten – 410, 420, 440A
PH-graden – 17-4 PH, 17-7 PH, A-286
Typische toepassingen – Bestek, kleppen, chirurgische instrumenten, ruimtevaartonderdelen
Hoofdstuk 4. Voordelen van CNC-bewerking van roestvrij staal
Corrosiebestendigheid is gegarandeerd. Het chroomgehalte reageert met zuurstof, waardoor het oppervlak zichzelf herstelt.
De productiemogelijkheden zijn veelzijdig. Er zijn veel verschillende soorten die bewerkt kunnen worden, waardoor ingenieurs kunnen kiezen wat het meest geschikt is.
Een hoge treksterkte is haalbaar. De elementen in deze legeringen, zoals chroom, nikkel, titanium en molybdeen, geven deze staalsoorten uitstekende mechanische eigenschappen.
De oppervlakteafwerking blijft aantrekkelijk. Het hoge chroomgehalte zorgt ervoor dat de glans permanent behouden blijft. Galvaniseren is niet nodig.
De cryogene tolerantie blijft behouden. Staalsoorten zoals 304L behouden hun ductiliteit en taaiheid bij temperaturen onder nul. Ook brosbreuk wordt geminimaliseerd.
Hoofdstuk 5. Algemene uitdagingen en technische oplossingen
Uitdaging 1: Warmteaccumulatie
Een lage warmtegeleidingscoëfficiënt is een eigenschap van roestvrij staal. Warmte wordt in de snijzone vastgehouden. Hierdoor treedt gereedschapslijtage of werkstukvervorming op vóór de beoogde tijd.
✅ Oplossing: Het gebruik van koelvloeistoffen op oliebasis wordt aanbevolen. Daarnaast worden gematigde snijsnelheden en scherpe gereedschapsgeometrieën geadviseerd. Zodra oververhitting wordt geconstateerd, moet de bewerking worden gestopt en moet het systeem afkoelen alvorens onderzoek te verrichten.
Uitdaging 2: Chipvorming
Tijdens het bewerken van roestvrijstalen onderdelen met behulp van CNC-machines ontstaan lange en vezelige spanen. Dit brengt het risico met zich mee van gereedschapsverstrengeling, een verminderde oppervlaktekwaliteit en oververhitting van het gereedschap.
✅ Oplossing: Het gebruik van hogedrukkoelsystemen wordt aanbevolen. Daarnaast worden spaanbrekers geadviseerd. Ook scherpe gereedschapsgeometrieën worden aanbevolen, omdat deze de hoeveelheid spanen die tijdens de bewerking ontstaan, beperken.
Uitdaging 3: Werkverharding
Tijdens de bewerking van roestvrijstalen onderdelen met behulp van CNC-bewerking treedt werkverharding op. Hierdoor worden de daaropvolgende bewerkingsgangen moeilijker.
✅ Oplossing: Meefreesbewerking wordt aanbevolen. Daarnaast wordt een constante voedingssnelheid geadviseerd. Het gereedschap dient tevens niet te schuren, maar het werkstuk te allen tijde te bewerken.
Uitdaging 4: Gereedschapsslijtage en kosten
Bij de bewerking van roestvrijstalen onderdelen met behulp van CNC-machines is hoogwaardig gereedschap vereist. Dit komt door de hardheid van roestvrij staal. Hierdoor zijn de gereedschapskosten onvermijdelijk hoger.
✅ Oplossing: De coating en geometrie van het gereedschap moeten overeenkomen met het type roestvrij staal. Daarnaast is een scherpe gereedschapskop aan te raden. Ook de bewerkingsparameters moeten worden geoptimaliseerd en adequate gereedschapskoeling wordt aanbevolen.
[Er zijn ook andere preventieve maatregelen beschikbaar om overbelasting te voorkomen.]
Hoofdstuk 6. Industriële toepassingen van Roestvrijstalen CNC-bewerking
Er zijn meer dan 150 soorten roestvrij staal verkrijgbaar. Daarom wordt CNC-bewerking van roestvrij staal in elke productie-industrie gebruikt.
Automotive Industry
Er worden assen, aandrijfassen, uitlaatsystemen, motoronderdelen en remleidingen geproduceerd.
Hardware-industrie
Scharnieren, bevestigingsmiddelen, afstandhouders, precisiewielen en montagebeugels worden vervaardigd.
Luchtvaartindustrie
Er worden landingsgestellen, bussen, klemmen en constructieonderdelen geproduceerd.
Maritieme industrie
Schroeven, aandrijfassen, tuigageonderdelen en doorvoeren worden vervaardigd uit corrosiebestendige legeringen.
Medische sector
Chirurgische instrumenten, tangen, ligatuurinstrumenten, katheters en implanteerbare apparaten worden met precisie vervaardigd uit biocompatibele legeringen.
Hoofdstuk 7. Veelgestelde vragen
Vraag 1: Welke roestvrijstaalsoort is het gemakkelijkst te bewerken?
A1: Roestvrij staal 303 wordt algemeen beschouwd als de meest bewerkbare kwaliteit. Er wordt zwavel toegevoegd om de spaanafvoer te verbeteren en de snijkrachten te verminderen. De corrosiebestendigheid is hierdoor enigszins verminderd. Voor complexe componenten in massaproductie wordt deze afweging echter als de moeite waard beschouwd.
Vraag 2: Is roestvrij staal geschikt voor warmtebehandeling na CNC-bewerking?
A2: Martensitische en precipitatiehardende staalsoorten kunnen een warmtebehandeling ondergaan. Austenitische en ferritische staalsoorten kunnen echter geen warmtebehandeling ondergaan. Indien een warmtebehandeling na de bewerking noodzakelijk is, dienen de staalsoorten 17-4 PH, 410 en 420 te worden gekozen.
Vraag 3: Waarom zijn de kosten van CNC-bewerking van roestvrij staal hoger dan die van CNC-bewerking van aluminium?
A3: Drie belangrijke factoren dragen bij aan de hogere kosten van het bewerken van roestvrij staal in vergelijking met aluminium. Ten eerste zijn hoogwaardige snijgereedschappen nodig. Ten tweede moeten lagere snelheden worden gebruikt. Ten derde treedt er meer gereedschapslijtage op. Naast deze factoren zijn de kosten van roestvrijstalen legeringen aanzienlijk hoger.
Vraag 4: Is CNC-bewerking van roestvrij staal geschikt voor de productie van medische implantaten?
A4: Ja. De kwaliteiten 316L en 17-4 PH worden regelmatig gebruikt voor de vervaardiging van chirurgische instrumenten en andere apparaten.
Vraag 5: Hoe wordt werkverharding tijdens de bewerking van roestvrij staal voorkomen?
Werkverharding wordt voorkomen door een constante aanvoersnelheid, scherpe snijgereedschappen en meedraaiend frezen aan te houden. Het snijden is continu, waarbij wrijving of stilstand strikt wordt vermeden.
Vraag 6: Welke koelvloeistof wordt aanbevolen voor CNC-bewerking van roestvrij staal?
Op olie gebaseerde koelvloeistoffen met hoge smerende eigenschappen worden aanbevolen. Ze zorgen voor een uitstekende warmteafvoer en het wegspoelen van spanen. Wateroplosbare koelvloeistoffen kunnen ook worden gebruikt, maar hebben een lagere smerende werking.
Vraag 7: Welke oppervlakteafwerking kan worden bereikt met CNC-bewerking van roestvrij staal?
Het bewerken van roestvrij staal biedt een uitstekende afwerking, waarbij een oppervlaktegladheid van 32 tot 64 Ra standaard is. Met optimale parameters en gereedschappen kunnen zelfs nog fijnere oppervlaktegladheden tot 16 Ra worden bereikt.
Vraag 8: Wanneer moet duplex roestvrij staal worden gespecificeerd in plaats van 316?
Duplex-kwaliteiten zoals 2205 en 2507 moeten worden gebruikt wanneer een hogere sterkte vereist is of wanneer spanningscorrosie een probleem vormt. _
Hoofdstuk 8. Conclusie
CNC-bewerking van roestvrij staal vereist nauwgezette aandacht voor detail op vier cruciale gebieden:
De keuze van de roestvrijstaalsoort moet aansluiten bij de eisen en de bewerkbaarheid.
De CNC-bewerkingsparameters voor roestvrij staal moeten worden geoptimaliseerd voor de te bewerken staalsoort.
Thermisch beheer en chipbesturing moeten worden aangepakt.
De selectie en het onderhoud van kwaliteitsgereedschap moeten nauwkeurig gebeuren.
De rol van expertise in de maakindustrie kan niet genoeg benadrukt worden. De ingenieursgemeenschap zou gebaat zijn bij een samenwerking met een bedrijf dat een sterke achtergrond heeft in verspaningstechnieken, met een diepgaande kennis van metallurgie en procestechnologie.
De productiecapaciteit en technologische mogelijkheden van Weilong zijn volledig afgestemd op de eisen van CNC-bewerking van roestvrij staal. Nauwkeurige onderdelen worden betrouwbaar geleverd, van prototypeverificatie tot serieproductie.
[Neem contact op met ons engineeringteam →] voor hulp bij projectevaluatie en materiaalselectie
