CNC-hammasrataste põhikomponentide alternatiivseid materjale tuleb optimeerida ja uuendada, tagades samal ajal suure jäikuse, termilise stabiilsuse ja kulumiskindluse. Mõnel on küpsed alternatiivid, samas kui teised on alles uurimisjärgus.
1. Voodi ja konstruktsioonikomponendid: malm → tehismarmor / komposiitmaterjalid
Traditsioonilised materjalid: ülitugev{0}}malm (nt HT300), mis pakub head vibratsioonisummutust ja kulueeliseid.
Alternatiivid:
Kunstmarmor (epoksüvaikbetoon): pakub kõrgemat termilist stabiilsust ja summutussuhet, vähendades oluliselt temperatuurimuutuste mõju töötlemise täpsusele. Seda kasutatakse laialdaselt tipptasemel-mudelites, nagu Gleason.
Süsinikkiuga tugevdatud komposiitmaterjalid: kerge ja suurepärase vibratsioonikindlusega, kuid kõrge hind ja keeruline töötlemine. Praegu kasutatakse seda enamasti eksperimentaalsetes või ülitäppisseadmetes{1}} ja seda pole veel laialdaselt kasutusele võetud.
2. Spindlisüsteem: legeerteras → ülitugev teras/keraamiline laagrikoost-
Traditsioonilised materjalid: legeerterased, nagu 20CrMnTi ja 38CrMoAlA, mille pinna kõvadus on karburiseerimise või nitrideerimisega paranenud.
Alternatiivid:
Mikro-legeeritud ülitugev{1}}teras: täpsustab tera suurust, lisades selliseid elemente nagu vanaadium ja nioobium, parandades väsimustugevust ja mõõtmete stabiilsust.
Keraamilised rull-laagrid (nt Si₃N₄): võrreldes kõigi -terasest laagritega on neil väiksem tihedus, suurem kiirus ja parem temperatuuritaluvus, mis sobivad suure kiirusega spindlite jaoks, pikendades eluiga ja vähendades termilist deformatsiooni.
Hüdrostaatilise laagri tehnoloogia: kasutab kontaktivaba pöörlemise saavutamiseks õlikile või õhukile tuge, välistades täielikult hõõrdumise ja kulumise, esindades ülitäpsete spindlite tulevikusuundi.
3. Juhtsiinide süsteem: karastatud terasest juhtsiinid → Hüdrostaatilised juhtsiinid / Nitreeritud malm
Traditsioonilised materjalid: GCr15 karastatud terasest juhtsiinid või veerevad lineaarsed juhtsiinid.
Alternatiivsed lahendused:
Konstantse vooluga konstantse rõhuga komposiit, suletud-tüüpi hüdrostaatiline juhtsiin: kannab koormust läbi hüdraulikaõli kile, saavutades nulli kulumise ja suure-täpse liikumisjuhtimise, mis sobib eriti hästi suurte, raskete{2}}veojõuga hammasrataste jaoks.
Ultra-Heli sagedusega kõvastumise juhtsiin: suurendab juhtrööpa pinna kõvadust üle 58 HRC, suurendades oluliselt kulumiskindlust; edukalt rakendatud imporditud kiirete{2}}CNC-hammasrataste jaoks.
Nitreeritud malmist juhtsiin: Pärast pinna nitriidi töötlemist võib kõvadus ulatuda 600–700 HV-ni, millel on parem kulumiskindlus kui tavaline karastamine ja väiksem deformatsioon.
4. Pliidiplaadid ja lõikamisosad: kiir-kiireteras → karbiid-/kaetud tööriistad
Traditsioonilised materjalid: M2, M35 tüüpi pulbermetallurgia kiir{2}}teras.
Alternatiivsed lahendused:
Karbiidist pliidiplaadid: põhinevad WC-Co-l, sobivad kuivaks-kiireks töötlemiseks. Ameerika Ühendriikides asuv ettevõte Gleason Chemicals on rakendanud Phoenixi tööpinkide koonusrataste kuivlõikamiseks karbiidist pliidiplaadid, parandades efektiivsust 50%. AlCrN/TiAlN-kattega lõikeriistad: parandage vastupidavust kõrgele-temperatuurile ja oksüdatsioonikindlusele, vähendage hõõrdetegurit, pikendage tööriista kasutusiga ja toetage jahutusvedelikuvaba -rohelist töötlemist.
CBN (cubic boor nitride) lõikeriistad: sobivad karastatud terasest hammasrataste viimistlemiseks, suurepärase kulumiskindlusega, kuid suhteliselt rabedad, kasutatakse peamiselt spetsiifilistes töötingimustes.