جدول كثافة المواد لتقدير الوزن والتكلفة
كثافة 20 مادة CNC بوحدتي g/cm³ وlb/in³ مع وزن خامة 100 × 100 × 10 mm، والصيغ التي تحول أبعاد الرسم إلى تكلفة مواد. للاستخدام السريع في تقديرات التسعير.
الكثافة ووزن الخامة المرجعية حسب المادة
| المادة | التسمية | الكثافة (g/cm³) | الكثافة (lb/in³) | وزن الخامة، 100 × 100 × 10 mm (kg) | المصدر |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium 1060 | UNS A91060 | 2.705 | 0.09772 | 0.271 | MatWeb — Aluminum 1060-H12 |
| Aluminium 6061-T6 / T651 | UNS A96061 | 2.70 | 0.0975 | 0.270 | MatWeb — Aluminum 6061-T4; 6061-T451 |
| Aluminium 7075-T6 / T651 | UNS A97075 | 2.81 | 0.102 | 0.281 | MatWeb — Aluminum 7075-O |
| Copper, ETP | UNS C11000 | 8.89 | 0.321 | 0.889 | MatWeb — ETP copper, UNS C11000 |
| Brass, free-cutting | UNS C36000 | 8.50 | 0.307 | 0.850 | MatWeb — free-cutting brass C36000, H02 |
| Carbon steel 1045 | UNS G10450 | 7.87 | 0.284 | 0.787 | MatWeb — AISI 1045, hot rolled / cold drawn |
| Alloy steel 4140 | UNS G41400 | 7.85 | 0.284 | 0.785 | MatWeb — AISI 4140, normalized / quenched and tempered |
| Stainless steel 304 | UNS S30400 | 7.93 | 0.286 | 0.793 | ASTM A240/A276 + EN 10088-2 (1.4301) + JIS G4304 (three agreeing sources) |
| Stainless steel 316 | UNS S31600 | 7.92 | 0.286 | 0.792 | MatWeb — austenitic stainless 316, annealed |
| Stainless steel 17-4PH | UNS S17400 | 7.80 | 0.282 | 0.780 | MatWeb — AK Steel 17-4 PH, condition H925 |
| Titanium Ti-6Al-4V, Grade 5 | UNS R56400 | 4.43 | 0.160 | 0.443 | MatWeb — Ti-6Al-4V (Grade 5), STA |
| Mould steel P20 | 1.2311 | 7.81 | 0.282 | 0.781 | MatWeb — P20 Premium Modified, hardened 310 HB |
| Hot-work tool steel H13 | 1.2344 | 7.80 | 0.282 | 0.780 | MatWeb — ATI Allegheny Ludlum H13, UNS T20813 |
| Grey cast iron HT250 | EN-GJL-250; ASTM A48 Class 35 | 7.20 | 0.260 | 0.720 | MatWeb — gray cast iron category average (35 grades) |
| Acetal POM (Delrin), unreinforced | — | 1.41 | 0.0509 | 0.141 | Ensinger TECAFORM MT datasheet |
| Nylon PA6, MC | — | 1.14 | 0.0412 | 0.114 | Mitsubishi Chemical Ertalon 6 SA datasheet |
| PEEK, unreinforced | — | 1.31 | 0.0473 | 0.131 | Ensinger TECAPEEK datasheet |
| ABS, general purpose | — | 1.04 | 0.0376 | 0.104 | Ensinger TECARAN ABS datasheet |
| PTFE (Teflon) | — | 2.15 | 0.0777 | 0.215 | Ensinger TECAFLON PTFE datasheet |
| HDPE (PE) | — | 0.95 | 0.0343 | 0.095 | Ensinger TECAFINE HDPE natural product datasheet |
كيفية قراءة هذا الجدول. الخامة المرجعية لكل صف: 100 × 100 × 10 mm = 100 cm³، لذا وزن كل خامة هو ببساطة 100 × الكثافة والفروق بين الصفوف فروق كثافة صرفة. المعادن تحمل قيمة lb/in³ المطبوعة من المصدر؛ والبلاستيكيات محولة عند 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³.
من أبعاد الرسم إلى الوزن
أربع صيغ تغطي كل عرض سعر تقريبًا. اعمل بوحدة mm وg/cm³ فتكون النتيجة كيلوغرامات. المثال المحلول عبر الصفحة هو قضيب 6061-T651 بمقاس Ø50 × 300 mm.
| الشكل | الصيغة | مثال محلول | ملاحظة |
|---|---|---|---|
| كتلة مستطيلة | kg = L × W × T × ρ ÷ 1,000,000 | 100 × 100 × 10 mm من 6061: 100 cm³ × 2.70 = 0.270 kg | استخدم صف الكثافة للنوع نفسه الموجود في الطلب. |
| قضيب دائري | kg = π × D² ÷ 4 × L × ρ ÷ 1,000,000 | Ø50 × 300 mm من 6061: مساحة 1,963.50 mm²، حجم 589.05 cm³، كتلة 1.590 kg | عند سعر مادة $X/kg يكلف القضيب 1.590 × $X. |
| أنبوب / مقطع مجوف | kg = π ÷ 4 × (Dₒ² − Dᵢ²) × L × ρ ÷ 1,000,000 | اطرح مساحة الثقب قبل الضرب في الطول والكثافة | يصلح لأي مقطع مجوف — مساحة الخارجية ناقص الداخلية. |
| الوحدات الإنجليزية | lb = L × W × T × ρ | الأبعاد بالبوصة مع ρ بوحدة lb/in³ من الجدول أعلاه | يبقى بالبوصة — لا حاجة لتحويلات 25.4. |
قارن الكلفة لكل قطعة، لا لكل كيلوغرام
الخامة نفسها 100 × 100 × 10 mm بأربع مواد. خامة الفولاذ المقاوم أثقل 2.9× من الألمنيومية (7.93 ÷ 2.70) والتيتانيوم أثقل 1.6× (4.43 ÷ 2.70). التسعير لكل كيلوغرام يخفي ذلك؛ والتسعير لكل قطعة لا يخفيه.
| المادة | وزن الخامة (kg) | تكلفة المادة عند $X/kg |
|---|---|---|
| Aluminium 6061 | 0.270 | 0.270 × $X |
| Aluminium 7075 | 0.281 | 0.281 × $X |
| Stainless steel 304 | 0.793 | 0.793 × $X |
| Titanium Ti-6Al-4V | 0.443 | 0.443 × $X |
الوزن النهائي مقابل الوزن المشترى
المشتري يدفع ثمن الخامة لا ثمن البرادة. حين تُشغَّل خامة 6061 بوزن 0.270 kg إلى قطعة 0.200 kg، يكون المردود 74.1% والـ0.070 kg التي صارت برادة قد دُفع ثمنها.
| الخطوة | الحساب | النتيجة |
|---|---|---|
| مردود التشغيل | 0.200 ÷ 0.270 | 74.1% |
| المادة التي تصبح برادة | 0.270 − 0.200 | 0.070 kg (25.9% of the blank) |
| كلفة البرادة | 0.070 kg × $X/kg | Already invoiced — quote material on the purchased weight and show the yield as a separate line |
حين تتحرك الكثافة
قيمة الكثافة لا تعود إلا بالنوع والحالة وراءها. هذه حالات هذا الجدول التي يتحرك فيها الرقم، وماذا تفعل في عرض السعر.
| الحالة | ما يتغير | الإجراء |
|---|---|---|
| P20 mould steel | 7.81 g/cm³ at room temperature → 7.75 hardened to 310 HB; H13 goes 7.81 → 7.78 → 7.67 → 7.53 as it heats toward 400 / 800 °C | سعّر بقيمة حرارة الغرفة واذكر الحالة في عرض السعر. |
| POM (Delrin) | unreinforced 1.41 · black 1.42 · PTFE-filled 1.43 · 25% glass-filled 1.54 | اذكر النوع بالضبط — الخامة المقوى بالزجاج أثقل 9% من النوع العادي. |
| PEEK | unreinforced 1.31 · 30% glass 1.37 · 50% carbon 1.52 | اذكر التقوية — الكربون 50% أثقل 16% من PEEK البكر. |
| Nylon PA6 | equilibrium moisture uptake 8% | قطع النايلون المخزنة طويلًا تزن أكثر من حساب الحالة الجافة. |
كيفية استخدام هذه الأرقام
- عمود وزن الخامة مسطرة مشتركة لا سعر: كل صف هو 100 cm³ × الكثافة، فكل رقم يمكن التحقق منه ذهنيًا والمواد تُقارن بنظرة.
- اطرح ما تزيله. ثقب مار بـ20 mm في خامة 6061 مقاس 100 × 100 × 10 mm يزيل 8.48 g — أي 3.14% من الخامة — فتصبح القطعة وزنها 0.262 kg لا 0.270 kg. في القطع العميقة الحجم المزال أكبر بكثير مما يوحي به الثقب المرئي.
- لا تسعّر قطعة من الوزن النهائي وحده. الـ25.9% من الخامة التي تصبح برادة تُفوتر: سعّر بوزن الخامة المشتراة وأظهر مردود التشغيل كسطر منفصل.
- المعالجة الحرارية تغير كثافة الفولاذ قليلاً: P20 يهبط من 7.81 إلى 7.75 g/cm³ عند تقسيته إلى 310 HB، وH13 يهبط إلى 7.67 عند 400 °C وإلى 7.53 عند 800 °C. سعّر من قيمة حرارة الغرفة؛ القطعة الفعلية ستزن أقل هامشيًا بعد المعالجة الحرارية.
- البلاستيك المقوى أثقل 5–16% من القيمة غير المقواة (POM زجاج 25%: 1.54 مقابل 1.41؛ PEEK كربون 50%: 1.52 مقابل 1.31). التسعير على النوع العادي يقلل وزن الخامة — والنايلون يمتص حتى 8% رطوبة فتزداد القطع المخزنة وزنًا.
الأسئلة الشائعة
كم تزن كتلة ألمنيوم 6061 بمقاس 100 × 100 × 10 mm؟
نحو 0.270 kg — 100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g.
نحو 0.270 kg — 100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g.
كم تزن الكتلة نفسها من الفولاذ المقاوم 304، والفولاذ المقاوم 316، وTi-6Al-4V؟
0.793 kg من 304، و0.792 kg من 316، و0.443 kg من Ti-6Al-4V. نسخة الفولاذ المقاوم أثقل نحو 2.9× من الألمنيومية؛ والتيتانيوم نحو 1.6×.
0.793 kg من 304، و0.792 kg من 316، و0.443 kg من Ti-6Al-4V. نسخة الفولاذ المقاوم أثقل نحو 2.9× من الألمنيومية؛ والتيتانيوم نحو 1.6×.
كم يزن قضيب دائري 6061 بقطر 50 mm وطول 300 mm؟
نحو 1.590 kg (589.05 cm³ × 2.70 g/cm³). عند سعر مادة $X/kg يكلف القضيب 1.590 × $X.
نحو 1.590 kg (589.05 cm³ × 2.70 g/cm³). عند سعر مادة $X/kg يكلف القضيب 1.590 × $X.
أخف 6061 أم أثقل من 7075؟
6061 أخف: 2.70 مقابل 2.81 g/cm³. الخامة نفسها تزن 0.270 kg من 6061 و0.281 kg من 7075 — أي أن 7075 أثقل نحو 4%.
6061 أخف: 2.70 مقابل 2.81 g/cm³. الخامة نفسها تزن 0.270 kg من 6061 و0.281 kg من 7075 — أي أن 7075 أثقل نحو 4%.
كم تزن كتلة Delrin (POM) بمقاس 100 × 100 × 10 mm؟
نحو 0.141 kg — نحو نصف كتلة الألمنيوم نفسها ونحو سدس كتلة الفولاذ المقاوم 304 نفسها (0.793 kg).
نحو 0.141 kg — نحو نصف كتلة الألمنيوم نفسها ونحو سدس كتلة الفولاذ المقاوم 304 نفسها (0.793 kg).
كم من المادة يزيل ثقب مار بـ20 mm من كتلة 6061 تلك؟
8.48 g — أي 3.14% من حجم الخامة. القطعة النهائية تزن 0.262 kg لا 0.270 kg.
8.48 g — أي 3.14% من حجم الخامة. القطعة النهائية تزن 0.262 kg لا 0.270 kg.
هل تكلفة مادة قطعة من الفولاذ المقاوم أعلى دائمًا من الألمنيوم؟
لكل قطعة، عادة نعم: خامة 304 تزن 0.793 kg مقابل 0.270 kg لـ6061، فعند السعر نفسه $X/kg يكون سطر المادة أكبر نحو 2.9×. الفولاذ المقاوم يبرر كلفته بإزالة خطر التآكل، لا بالوزن.
لكل قطعة، عادة نعم: خامة 304 تزن 0.793 kg مقابل 0.270 kg لـ6061، فعند السعر نفسه $X/kg يكون سطر المادة أكبر نحو 2.9×. الفولاذ المقاوم يبرر كلفته بإزالة خطر التآكل، لا بالوزن.
إذا كانت القطعة النهائية أخف بكثير من الخامة، فهل أدفع أكثر من اللازم للمادة؟
لا — الخامة هي ما تشتريه. بخامة 0.270 kg وقطعة نهائية 0.200 kg، مردود التشغيل 74.1% والـ0.070 kg المتبقية (25.9%) برادة دُفع ثمنها. سعّر بالوزن المشترى وأظهر المردود منفصلًا.
لا — الخامة هي ما تشتريه. بخامة 0.270 kg وقطعة نهائية 0.200 kg، مردود التشغيل 74.1% والـ0.070 kg المتبقية (25.9%) برادة دُفع ثمنها. سعّر بالوزن المشترى وأظهر المردود منفصلًا.
المعايير والمصادر
- صفحات بيانات MatWeb للألمنيوم 1060/6061/7075، النحاس C11000، النحاس الأصفر C36000، فولاذات 1045 و4140، الفولاذ المقاوم 316 و17-4PH، تيتانيوم Ti-6Al-4V، P20، H13 وفئة الحديد الزهر الرمادي (35 نوعًا، متوسط 7.20 g/cm³)
- الفولاذ المقاوم 304 (7.93 g/cm³ / 0.286 lb/in³): ثلاثة مصادر متفقة وفق ASTM A240/A276 وEN 10088-2 (1.4301) وJIS G4304
- البلاستيكيات الهندسية من أوراق بيانات Ensinger (TECAFORM MT، TECAPEEK، TECARAN ABS، TECAFLON PTFE، TECAFINE HDPE) وMitsubishi Chemical Ertalon 6 SA؛ حُوّلت lb/in³ للبلاستيك عند 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³
- تحققات متقاطعة: ASM Handbook المجلد 2 (1990)، EN 10088-1 (المجموعة الأوستنيتية 7.9 g/cm³)، ASTM A240/A276/A479، JIS G4304/G4305
- الحديد الزهر الرمادي HT250 يستخدم متوسط فئة MatWeb (7.20 g/cm³؛ نطاق الأنواع الـ35 هو 6.80–7.34) — سعّر على المتوسط، وأشر النطاق إذا كان الصب حرجًا
الصفحات ذات الصلة
- /ar/wiki/reference/thermal-expansion-coefficients/ — Sibling quick table: thermal expansion for the same materials
- /ar/wiki/materials/aluminum/ — Aluminum alloys in detail: grades, tempers and machining behaviour
- /ar/wiki/materials/plastics/ — Engineering plastics for CNC machining, including filled grades
- /ar/resources/dfm-guide/ — DFM checklist to run against a drawing before quoting