Medzi základné materiálové požiadavky na presné obrábanie patrí vysoká rozmerová stabilita, stredná tvrdosť, dobrá opracovateľnosť, vynikajúca tepelná stabilita a rovnomernosť materiálu, aby sa zabezpečilo, že finálne diely budú dosahovať mikrónovú- presnosť a vysokú kvalitu povrchu.
Podrobné vysvetlenie kľúčových požiadaviek na materiál:
Stredná tvrdosť, nižšia ako tvrdosť nástroja: Tvrdosť materiálu musí byť nižšia ako tvrdosť obrábacieho nástroja (ako je slinutý karbid alebo diamant). V opačnom prípade bude nielen ťažké rezať, ale môže to viesť aj k zlomeniu nástroja alebo poškodeniu obrobku. Bežné sústružnícke nástroje napríklad nedokážu obrábať ultra-tvrdú keramiku; namiesto toho sa musia použiť laserové alebo špeciálne procesy.
Dobrý výkon obrábania: Materiály na voľné obrábanie-(ako je sírová-voľnorezná-oceľ 12L15 a olovnatá mosadz C31000) môžu účinne lámať triesky, znižovať lepenie nástrojov, zlepšovať povrchovú úpravu a efektivitu obrábania a sú obzvlášť vhodné pre automatizovanú hromadnú výrobu.
Vysoká rozmerová stabilita a nízke vnútorné napätie: Surovina by mala mať nízke zvyškové napätie, aby sa zabránilo deformácii v dôsledku uvoľnenia napätia po dokončení. V prípadovej štúdii sa výmenou obyčajných kruhových tyčí z nehrdzavejúcej ocele za vysoko presné brúsne tyče (Ra0,8, h6) znížil prídavok na obrábanie z 1 mm na 0,2 mm, čím sa zvýšila výťažnosť zo 60 % na 92 %.
Vynikajúca tepelná stabilita (nízky koeficient tepelnej rozťažnosti): Čím menšia je deformácia materiálu pri zmenách teploty, tým lepšie si zachováva presnosť. Najmä v presných prístrojoch a kozmických poliach sú na stabilizáciu mikroštruktúry potrebné materiály s nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti (ako sú zliatiny Invar) alebo úpravy starnutím.
Rovnomernosť materiálu a vysoká čistota: Materiály s hustými vnútornými štruktúrami a bez inklúzií pórovitosti zaisťujú lepšiu konzistenciu obrábania. Ne-kovové inklúzie alebo segregácia zŕn môžu spôsobiť lokálne kolísanie tvrdosti, čo ovplyvňuje kvalitu povrchu a rozmerovú presnosť.
Dobrá tepelná vodivosť a prispôsobenie mechanických vlastností:
Dobrá tepelná vodivosť pomáha odvádzať teplo a zabraňuje lokálnemu prehriatiu a deformácii. Napríklad hliníkové zliatiny sa široko používajú pri vysokorýchlostnom-obrábaní. Zatiaľ čo zliatiny titánu majú vysokú pevnosť, ich slabá tepelná vodivosť si vyžaduje vysokotlakové chladenie a nízke rezné parametre, aby sa zabránilo spáleniu alebo deformácii.
