Table de densité des matériaux pour l'estimation du poids et du coût
Densité de 20 matériaux CNC en g/cm³ et lb/in³ avec le poids d'un ébauché de 100 × 100 × 10 mm, plus les formules qui transforment les cotes du plan en coût matière.
Densité et poids de l'ébauché de référence par matériau
| Matériau | Désignation | Densité (g/cm³) | Densité (lb/in³) | Poids de l'ébauché, 100 × 100 × 10 mm (kg) | Source |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Comment lire ce tableau. Ébauché de référence pour chaque ligne : 100 × 100 × 10 mm = 100 cm³, donc chaque poids d'ébauché est simplement 100 × densité et les différences entre lignes sont des différences pures de densité. Les métaux portent la valeur lb/in³ imprimée par la source ; les plastiques sont convertis à 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³.
Des cotes du plan au poids
Quatre formules couvrent presque tous les chiffrages. Travaillez en mm et g/cm³, et le résultat est en kilogrammes. L'exemple chiffré tout du long est une barre de Ø50 × 300 mm en 6061-T651.
| Forme | Formule | Exemple chiffré | Note |
|---|---|---|---|
| Bloc rectangulaire | kg = L × W × T × ρ ÷ 1,000,000 | 100 × 100 × 10 mm en 6061 : 100 cm³ × 2.70 = 0.270 kg | Utilisez la ligne de densité de la nuance exacte de la commande. |
| Barre ronde | kg = π × D² ÷ 4 × L × ρ ÷ 1,000,000 | Ø50 × 300 mm en 6061 : aire 1,963.50 mm², volume 589.05 cm³, masse 1.590 kg | À un prix matière de $X/kg, la barre coûte 1.590 × $X. |
| Tube / profil creux | kg = π ÷ 4 × (Dₒ² − Dᵢ²) × L × ρ ÷ 1,000,000 | Soustraire l'aire de l'alésage avant de multiplier par la longueur et la densité | Marche pour tout profil creux — aire extérieure moins aire intérieure. |
| Unités impériales | lb = L × W × T × ρ | Dimensions en pouces avec ρ en lb/in³ du tableau ci-dessus | Reste en pouces — aucune conversion 25.4 nécessaire. |
Comparez le coût par pièce, pas par kilogramme
Le même ébauché de 100 × 100 × 10 mm en quatre matériaux. L'ébauché en acier inoxydable est 2.9× plus lourd que celui en aluminium (7.93 ÷ 2.70) et le titane est 1.6× plus lourd (4.43 ÷ 2.70). Chiffrer au kilogramme le cache ; chiffrer à la pièce non.
| Matériau | Poids de l'ébauché (kg) | Coût matière à $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 |
Poids fini contre poids acheté
L'acheteur paie l'ébauché, pas les copeaux. Quand un ébauché de 6061 de 0.270 kg s'usine jusqu'à une pièce de 0.200 kg, le rendement est de 74.1% et les 0.070 kg devenus copeaux sont déjà payés.
| Étape | Calcul | Résultat |
|---|---|---|
| Rendement d'usinage | 0.200 ÷ 0.270 | 74.1% |
| Matière qui devient copeaux | 0.270 − 0.200 | 0.070 kg (25.9% of the blank) |
| Coût des copeaux | 0.070 kg × $X/kg | Already invoiced — quote material on the purchased weight and show the yield as a separate line |
Quand la densité bouge
Une valeur de densité ne vaut que par la nuance et l'état qui la soutiennent. Voici les cas de cette table où le chiffre bouge, et quoi faire sur un chiffrage.
| Cas | Ce qui change | Action |
|---|---|---|
| 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 | Chiffrez avec la valeur à température ambiante et indiquez l'état sur le chiffrage. |
| POM (Delrin) | unreinforced 1.41 · black 1.42 · PTFE-filled 1.43 · 25% glass-filled 1.54 | Indiquez la nuance exacte — un ébauché chargé verre est 9% plus lourd que la nuance non chargée. |
| PEEK | unreinforced 1.31 · 30% glass 1.37 · 50% carbon 1.52 | Indiquez le renfort — le chargé 50% carbone est 16% plus lourd que le PEEK vierge. |
| Nylon PA6 | equilibrium moisture uptake 8% | Les pièces en nylon stockées longtemps pèsent plus que le calcul à l'état sec. |
Comment utiliser ces nombres
- La colonne de poids d'ébauché est une règle commune, pas un prix : chaque ligne vaut 100 cm³ × densité, donc tout chiffre se vérifie de tête et les matériaux se comparent d'un coup d'œil.
- Soustrayez ce que vous enlevez. Un perçage traversant de 20 mm dans l'ébauché 6061 de 100 × 100 × 10 mm retire 8.48 g — 3.14% de l'ébauché — donc la pièce pèse 0.262 kg, pas 0.270 kg. Sur une pièce profonde, le volume enlevé est bien plus grand que ce que le perçage visible laisse croire.
- Ne chiffrez jamais une pièce sur le seul poids fini. Les 25.9% de l'ébauché qui deviennent copeaux sont facturés : chiffrez le poids de l'ébauché acheté et montrez le rendement d'usinage comme ligne séparée.
- Le traitement thermique change légèrement la densité de l'acier : le P20 passe de 7.81 à 7.75 g/cm³ trempé à 310 HB, et le H13 tombe à 7.67 à 400 °C et 7.53 à 800 °C. Chiffrez à partir de la valeur à température ambiante ; la pièce réelle pèsera marginalement moins après traitement thermique.
- Les plastiques renforcés vont de 5–16% plus lourds que la valeur non renforcée (POM 25% verre : 1.54 vs 1.41 ; PEEK 50% carbone : 1.52 vs 1.31). Chiffrer la nuance non chargée sous-estime le poids de l'ébauché — et le nylon absorbe jusqu'à 8% d'humidité, donc les pièces stockées prennent du poids.
Questions fréquentes
Combien pèse un bloc d'aluminium 6061 de 100 × 100 × 10 mm ?
Environ 0.270 kg — 100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g.
Environ 0.270 kg — 100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g.
Combien pèserait le même bloc en acier inoxydable 304, acier inoxydable 316 et Ti-6Al-4V ?
0.793 kg en 304, 0.792 kg en 316 et 0.443 kg en Ti-6Al-4V. La version acier inoxydable est environ 2.9× plus lourde que celle en aluminium ; le titane environ 1.6×.
0.793 kg en 304, 0.792 kg en 316 et 0.443 kg en Ti-6Al-4V. La version acier inoxydable est environ 2.9× plus lourde que celle en aluminium ; le titane environ 1.6×.
Combien pèse une barre ronde 6061 de 50 mm de diamètre × 300 mm de long ?
Environ 1.590 kg (589.05 cm³ × 2.70 g/cm³). À un prix matière de $X/kg, la barre coûte 1.590 × $X.
Environ 1.590 kg (589.05 cm³ × 2.70 g/cm³). À un prix matière de $X/kg, la barre coûte 1.590 × $X.
Le 6061 est-il plus léger ou plus lourd que le 7075 ?
Le 6061 est plus léger : 2.70 vs 2.81 g/cm³. Le même ébauché pèse 0.270 kg en 6061 et 0.281 kg en 7075 — le 7075 est environ 4% plus lourd.
Le 6061 est plus léger : 2.70 vs 2.81 g/cm³. Le même ébauché pèse 0.270 kg en 6061 et 0.281 kg en 7075 — le 7075 est environ 4% plus lourd.
Combien pèse un bloc de Delrin (POM) de 100 × 100 × 10 mm ?
Environ 0.141 kg — à peu près la moitié du même bloc en aluminium et environ un sixième du même bloc en acier inoxydable 304 (0.793 kg).
Environ 0.141 kg — à peu près la moitié du même bloc en aluminium et environ un sixième du même bloc en acier inoxydable 304 (0.793 kg).
Quelle quantité de matière un perçage traversant de 20 mm retire-t-il de ce bloc 6061 ?
8.48 g — 3.14% du volume de l'ébauché. La pièce finie pèse 0.262 kg, pas 0.270 kg.
8.48 g — 3.14% du volume de l'ébauché. La pièce finie pèse 0.262 kg, pas 0.270 kg.
Le coût matière d'une pièce en acier inoxydable est-il toujours plus élevé qu'en aluminium ?
À la pièce, généralement oui : l'ébauché 304 pèse 0.793 kg contre 0.270 kg pour le 6061, donc au même $X/kg la ligne matière est environ 2.9× plus grande. L'acier inoxydable gagne son coût en supprimant le risque de corrosion, pas par le poids.
À la pièce, généralement oui : l'ébauché 304 pèse 0.793 kg contre 0.270 kg pour le 6061, donc au même $X/kg la ligne matière est environ 2.9× plus grande. L'acier inoxydable gagne son coût en supprimant le risque de corrosion, pas par le poids.
Si la pièce finie est bien plus légère que l'ébauché, est-ce que je paie trop la matière ?
Non — l'ébauché est ce que vous achetez. Avec un ébauché de 0.270 kg et une pièce finie de 0.200 kg, le rendement d'usinage est de 74.1% et les 0.070 kg restants (25.9%) sont des copeaux déjà payés. Chiffrez le poids acheté et montrez le rendement séparément.
Non — l'ébauché est ce que vous achetez. Avec un ébauché de 0.270 kg et une pièce finie de 0.200 kg, le rendement d'usinage est de 74.1% et les 0.070 kg restants (25.9%) sont des copeaux déjà payés. Chiffrez le poids acheté et montrez le rendement séparément.
Normes et sources
- Pages de données MatWeb pour l'aluminium 1060/6061/7075, le cuivre C11000, le laiton C36000, les aciers 1045 et 4140, l'acier inoxydable 316 et 17-4PH, le titane Ti-6Al-4V, P20, H13 et la catégorie fonte grise (35 nuances, moyenne 7.20 g/cm³)
- Acier inoxydable 304 (7.93 g/cm³ / 0.286 lb/in³) : trois sources concordantes selon ASTM A240/A276, EN 10088-2 (1.4301) et JIS G4304
- Plastiques techniques issus des fiches Ensinger (TECAFORM MT, TECAPEEK, TECARAN ABS, TECAFLON PTFE, TECAFINE HDPE) et Mitsubishi Chemical Ertalon 6 SA ; lb/in³ des plastiques convertis à 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³
- Recoupements : ASM Handbook Vol. 2 (1990), EN 10088-1 (groupe austénitique 7.9 g/cm³), ASTM A240/A276/A479, JIS G4304/G4305
- La fonte grise HT250 utilise la moyenne de catégorie MatWeb (7.20 g/cm³ ; la plage des 35 nuances est 6.80–7.34) — chiffrez sur la moyenne et signalez la plage si la pièce moulée est critique
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