Tabela gęstości materiałów do szacowania masy i kosztu
Gęstość 20 materiałów CNC w g/cm³ i lb/in³ z masą wsadu 100 × 100 × 10 mm oraz wzory, które zamieniają wymiary z rysunku w koszt materiału.
Gęstość i masa wsadu referencyjnego według materiału
| Materiał | Oznaczenie | Gęstość (g/cm³) | Gęstość (lb/in³) | Masa wsadu, 100 × 100 × 10 mm (kg) | Źródło |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Jak czytać tę tabelę. Wsad referencyjny dla każdego wiersza: 100 × 100 × 10 mm = 100 cm³, więc masa wsadu to po prostu 100 × gęstość, a różnice między wierszami to czyste różnice gęstości. Metale mają wartość lb/in³ wydrukowaną przez źródło; tworzywa przeliczono według 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³.
Od wymiarów z rysunku do masy
Cztery wzory pokrywają prawie każdą wycenę. Licz w mm i g/cm³, a wynik jest w kilogramach. Przykład liczony w całym rozdziale to pręt Ø50 × 300 mm z 6061-T651.
| Kształt | Wzór | Przykład liczony | Nota |
|---|---|---|---|
| Blok prostokątny | kg = L × W × T × ρ ÷ 1,000,000 | 100 × 100 × 10 mm w 6061: 100 cm³ × 2.70 = 0.270 kg | Użyj wiersza gęstości dokładnego gatunku z zamówienia. |
| Pręt okrągły | kg = π × D² ÷ 4 × L × ρ ÷ 1,000,000 | Ø50 × 300 mm w 6061: pole 1,963.50 mm², objętość 589.05 cm³, masa 1.590 kg | Przy cenie materiału $X/kg pręt kosztuje 1.590 × $X. |
| Rura / profil zamknięty | kg = π ÷ 4 × (Dₒ² − Dᵢ²) × L × ρ ÷ 1,000,000 | Odejmij pole otworu przed mnożeniem przez długość i gęstość | Działa dla każdego profilu zamkniętego — pole zewnętrzne minus wewnętrzne. |
| Jednostki imperialne | lb = L × W × T × ρ | Wymiary w calach z ρ w lb/in³ z powyższej tabeli | Zostaje w calach — bez przeliczeń 25.4. |
Porównuj koszt na detal, nie na kilogram
Ten sam wsad 100 × 100 × 10 mm w czterech materiałach. Wsad nierdzewny jest 2.9× cięższy od aluminiowego (7.93 ÷ 2.70), a tytanowy 1.6× cięższy (4.43 ÷ 2.70). Wycena za kilogram to ukrywa; wycena za detal nie.
| Materiał | Masa wsadu (kg) | Koszt materiału przy $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 |
Masa gotowa vs masa zakupiona
Kupujący płaci za wsad, nie za wióry. Gdy wsad 6061 o masie 0.270 kg obrabia się do detalu 0.200 kg, uzysk wynosi 74.1%, a 0.070 kg, które stały się wiórami, zostało już opłacone.
| Krok | Obliczenie | Wynik |
|---|---|---|
| Uzysk obróbkowy | 0.200 ÷ 0.270 | 74.1% |
| Materiał, który staje się wiórami | 0.270 − 0.200 | 0.070 kg (25.9% of the blank) |
| Koszt wiórów | 0.070 kg × $X/kg | Already invoiced — quote material on the purchased weight and show the yield as a separate line |
Kiedy gęstość się zmienia
Wartość gęstości jest dobra tak daleko, jak dobry jest za nią gatunek i stan. Oto przypadki w tej tabeli, w których liczba się zmienia, i co zrobić w wycenie.
| Przypadek | Co się zmienia | Działanie |
|---|---|---|
| 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 | Wyceniaj wartością w temperaturze pokojowej i podaj stan w wycenie. |
| POM (Delrin) | unreinforced 1.41 · black 1.42 · PTFE-filled 1.43 · 25% glass-filled 1.54 | Podaj dokładny gatunek — wsad ze szkłem jest 9% cięższy od gatunku czystego. |
| PEEK | unreinforced 1.31 · 30% glass 1.37 · 50% carbon 1.52 | Podaj umocnienie — 50% węgla jest 16% cięższe niż czysty PEEK. |
| Nylon PA6 | equilibrium moisture uptake 8% | Detale z nylonu po długim składowaniu ważą więcej niż obliczenie dla stanu suchego. |
Jak korzystać z tych liczb
- Kolumna masy wsadu to wspólna miarka, nie cena: każdy wiersz to 100 cm³ × gęstość, więc każdą liczbę można sprawdzić w głowie i porównać materiały jednym rzutem oka.
- Odejmij to, co usuwasz. Przelotowe otwór 20 mm w wsadzie 6061 100 × 100 × 10 mm zabiera 8.48 g — 3.14% wsadu — więc detal waży 0.262 kg, a nie 0.270 kg. W głębokim detalu usuwana objętość jest znacznie większa, niż sugeruje widoczny otwór.
- Nigdy nie wyceniaj detalu tylko z masy gotowej. 25.9% wsadu, które stają się wiórami, są fakturowane: wyceniaj masę zakupionego wsadu i pokaż uzysk obróbkowy jako osobną pozycję.
- Obróbka cieplna lekko zmienia gęstość stali: P20 spada z 7.81 do 7.75 g/cm³ po zahartowaniu do 310 HB, a H13 spada do 7.67 przy 400 °C i 7.53 przy 800 °C. Wyceniaj z wartości w temperaturze pokojowej; rzeczywisty detal będzie ważył minimalnie mniej po obróbce cieplnej.
- Tworzywa umocnione są 5–16% cięższe od wartości nieumocnionej (POM 25% szkła: 1.54 vs 1.41; PEEK 50% węgla: 1.52 vs 1.31). Wycena gatunku czystego zaniża masę wsadu — a nylon pochłania do 8% wilgoci, więc składowane detale przybierają na masie.
Najczęściej zadawane pytania
Ile waży blok aluminiowy 6061 o wymiarach 100 × 100 × 10 mm?
Około 0.270 kg — 100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g.
Około 0.270 kg — 100 cm³ × 2.70 g/cm³ = 270 g.
Ile ważyłby ten sam blok w nierdzewnej 304, nierdzewnej 316 i Ti-6Al-4V?
0.793 kg w 304, 0.792 kg w 316 i 0.443 kg w Ti-6Al-4V. Wersja nierdzewna jest około 2.9× cięższa od aluminiowej; tytanowa około 1.6×.
0.793 kg w 304, 0.792 kg w 316 i 0.443 kg w Ti-6Al-4V. Wersja nierdzewna jest około 2.9× cięższa od aluminiowej; tytanowa około 1.6×.
Ile waży pręt okrągły 6061 o wymiarach 50 mm × 300 mm?
Około 1.590 kg (589.05 cm³ × 2.70 g/cm³). Przy cenie materiału $X/kg pręt kosztuje 1.590 × $X.
Około 1.590 kg (589.05 cm³ × 2.70 g/cm³). Przy cenie materiału $X/kg pręt kosztuje 1.590 × $X.
Czy 6061 jest lżejszy czy cięższy od 7075?
6061 jest lżejszy: 2.70 vs 2.81 g/cm³. Ten sam wsad waży 0.270 kg w 6061 i 0.281 kg w 7075 — 7075 jest około 4% cięższy.
6061 jest lżejszy: 2.70 vs 2.81 g/cm³. Ten sam wsad waży 0.270 kg w 6061 i 0.281 kg w 7075 — 7075 jest około 4% cięższy.
Ile waży blok Delrin (POM) 100 × 100 × 10 mm?
Około 0.141 kg — około połowa tego samego bloku aluminiowego i około jedna szósta tego samego bloku nierdzewnego 304 (0.793 kg).
Około 0.141 kg — około połowa tego samego bloku aluminiowego i około jedna szósta tego samego bloku nierdzewnego 304 (0.793 kg).
Ile materiału usuwa przelotowe otwór 20 mm z tego bloku 6061?
8.48 g — 3.14% objętości wsadu. Gotowy detal waży 0.262 kg, a nie 0.270 kg.
8.48 g — 3.14% objętości wsadu. Gotowy detal waży 0.262 kg, a nie 0.270 kg.
Czy koszt materiału detalu nierdzewnego jest zawsze wyższy niż aluminiowego?
Na detal — zwykle tak: wsad 304 waży 0.793 kg wobec 0.270 kg dla 6061, więc przy tym samym $X/kg pozycja materiałowa jest około 2.9× większa. Nierdzewna zarabia swój koszt eliminując ryzyko korozji, nie masą.
Na detal — zwykle tak: wsad 304 waży 0.793 kg wobec 0.270 kg dla 6061, więc przy tym samym $X/kg pozycja materiałowa jest około 2.9× większa. Nierdzewna zarabia swój koszt eliminując ryzyko korozji, nie masą.
Jeśli gotowy detal jest znacznie lżejszy od wsadu, czy przepłacam za materiał?
Nie — wsad jest tym, co kupujesz. Przy wsadzie 0.270 kg i gotowym detalu 0.200 kg uzysk obróbkowy wynosi 74.1%, a pozostałe 0.070 kg (25.9%) to wióry, które zostały już opłacone. Wyceniaj masę zakupioną i pokaż uzysk osobno.
Nie — wsad jest tym, co kupujesz. Przy wsadzie 0.270 kg i gotowym detalu 0.200 kg uzysk obróbkowy wynosi 74.1%, a pozostałe 0.070 kg (25.9%) to wióry, które zostały już opłacone. Wyceniaj masę zakupioną i pokaż uzysk osobno.
Normy i źródła
- Strony danych MatWeb dla aluminium 1060/6061/7075, miedzi C11000, mosiądzu C36000, stali 1045 i 4140, nierdzewnej 316 i 17-4PH, tytanu Ti-6Al-4V, P20, H13 oraz kategorii żeliwa szarego (35 gatunków, średnia 7.20 g/cm³)
- Nierdzewna 304 (7.93 g/cm³ / 0.286 lb/in³): trzy zgodne źródła według ASTM A240/A276, EN 10088-2 (1.4301) i JIS G4304
- Tworzywa inżynieryjne z kart Ensinger (TECAFORM MT, TECAPEEK, TECARAN ABS, TECAFLON PTFE, TECAFINE HDPE) i Mitsubishi Chemical Ertalon 6 SA; lb/in³ tworzyw przeliczono według 1 g/cm³ = 0.036127292 lb/in³
- Kontrole krzyżowe: ASM Handbook Vol. 2 (1990), EN 10088-1 (grupa austenityczna 7.9 g/cm³), ASTM A240/A276/A479, JIS G4304/G4305
- Żeliwo szare HT250 przyjmuje średnią kategorii MatWeb (7.20 g/cm³; zakres 35 gatunków to 6.80–7.34) — wyceniaj średnią, oznacz zakres, jeśli odlew jest krytyczny
Powiązane strony
- /pl/wiki/reference/thermal-expansion-coefficients/ — Sibling quick table: thermal expansion for the same materials
- /pl/wiki/materials/aluminum/ — Aluminum alloys in detail: grades, tempers and machining behaviour
- /pl/wiki/materials/plastics/ — Engineering plastics for CNC machining, including filled grades
- /pl/resources/dfm-guide/ — DFM checklist to run against a drawing before quoting