Przewodnik inżyniera projektującego trawienie fotochemiczne

Substancja posiadająca właściwości metaliczne i składająca się z dwóch lub więcej pierwiastków chemicznych, z których co najmniej jeden jest metalem.
Miedź zawierająca określone ilości pierwiastków stopowych dodawanych w celu uzyskania niezbędnych właściwości mechanicznych i fizycznych. Najpopularniejsze stopy miedzi dzielą się na sześć grup, z których każda zawiera jeden z następujących głównych pierwiastków stopowych: Mosiądz – głównym pierwiastkiem stopowym jest cynk;Brąz fosforowy – głównym pierwiastkiem stopowym jest cyna;Brąz aluminiowy – głównym pierwiastkiem stopowym jest aluminium;Brąz krzemowy – głównym pierwiastkiem stopowym jest krzem;miedź-nikiel i nikiel-srebro – głównym pierwiastkiem stopowym jest nikiel;oraz stopy rozcieńczone lub o dużej zawartości miedzi zawierające niewielkie ilości różnych pierwiastków, takich jak beryl, kadm, chrom lub żelazo.
Twardość jest miarą odporności materiału na wgniecenia lub zużycie powierzchni. Nie ma absolutnej normy twardości. Aby ilościowo przedstawić twardość, każdy rodzaj testu ma własną skalę, która określa twardość. Twardość wgniecenia uzyskana metodą statyczną jest mierzona w testach Brinella, Rockwella, Vickersa i Knoopa. Twardość bez wcięcia mierzona jest metodą dynamiczną zwaną testem skleroskopowym.
Każdy proces produkcyjny, podczas którego metal jest poddawany obróbce mechanicznej w celu nadania przedmiotowi obrabianemu nowego kształtu. Ogólnie rzecz biorąc, termin ten obejmuje procesy takie jak projektowanie i układ, obróbka cieplna, obsługa materiałów i kontrola.
Stal nierdzewna ma wysoką wytrzymałość, odporność na ciepło, doskonałą obrabialność i odporność na korozję. Opracowano cztery ogólne kategorie w celu uwzględnienia szeregu właściwości mechanicznych i fizycznych dla określonych zastosowań. Cztery gatunki to: seria CrNiMn 200 i seria CrNi 300;chromowo-martenzytyczny, utwardzalny seria 400;chrom, nieutwardzalny, ferrytyczny serii 400;Stopy chromowo-niklowe utwardzalne wydzieleniowo z dodatkowymi pierwiastkami do obróbki przesycającej i utwardzania wydzieleniowego.
Dodawany do narzędzi z węglika tytanu, aby umożliwić obróbkę metali twardych z dużą prędkością. Stosowany również do powlekania narzędzi. Patrz Narzędzie do powlekania.
Minimalne i maksymalne ilości dopuszczalne ze względu na wielkość przedmiotu obrabianego różnią się od ustalonej normy i są nadal dopuszczalne.
Obrabiany przedmiot jest trzymany w uchwycie, osadzany na płycie lub utrzymywany między kłami i obracany, podczas gdy narzędzie skrawające (najczęściej jednoostrzowe) jest prowadzone po jego obwodzie lub przez jego koniec lub czoło. W formie toczenia prostego (skrawanie) wzdłuż obwodu przedmiotu obrabianego);toczenie stożkowe (tworzenie stożka);toczenie stopniowe (toczenie średnic o różnych rozmiarach na tym samym przedmiocie);fazowanie (fazowanie krawędzi lub występu);licowanie (odcięcie końca);Toczenie gwintów (zwykle gwintów zewnętrznych, ale mogą to być również gwinty wewnętrzne);obróbka zgrubna (masowe usuwanie metalu);i wykańczające (lekkie ścinanie na końcu). Na tokarkach, centrach tokarskich, maszynach uchwytowych, automatach śrubowych i podobnych maszynach.
Jako technologia precyzyjnej obróbki blachy, trawienie fotochemiczne (PCE) pozwala osiągnąć wąskie tolerancje, jest wysoce powtarzalne i w wielu przypadkach jest jedyną technologią, która umożliwia opłacalne wytwarzanie precyzyjnych części metalowych. Wymaga dużej precyzji i jest ogólnie bezpieczna. Aplikacje.
Gdy inżynierowie-projektanci wybiorą PCE jako preferowany proces obróbki metalu, ważne jest, aby w pełni zrozumieli nie tylko jego wszechstronność, ale także specyficzne aspekty technologii, które mogą mieć wpływ (a w wielu przypadkach ulepszyć) projekt produktu. W tym artykule przeanalizowano, co muszą zrobić inżynierowie-projektanci docenia możliwość maksymalnego wykorzystania PCE i porównuje ten proces z innymi technikami obróbki metali.
PCE ma wiele atrybutów, które stymulują innowacje i „poszerzają granice poprzez uwzględnienie trudnych funkcji produktu, ulepszeń, wyrafinowania i wydajności”. Dla inżynierów-projektantów kluczowe znaczenie ma wykorzystanie pełnego potencjału, a mikrometal (w tym HP Etch i Etchform) wspiera swoich klientów traktowanie ich jako partnerów w rozwoju produktu – a nie tylko producentów podwykonawców – umożliwiając producentom OEM optymalizację tej różnorodności na wczesnym etapie projektowania.Potencjał, jaki oferują funkcjonalne procesy obróbki metali.
Rozmiary metali i arkuszy: Litografię można zastosować do spektrum metali o różnych grubościach, gatunkach, temperamentach i rozmiarach arkuszy. Każdy dostawca może obrabiać metal o różnej grubości z różnymi tolerancjami, a wybierając partnera PCE, ważne jest, aby dokładnie zapytać o jego możliwości.
Na przykład podczas współpracy z grupą Micrometal's Etching Group proces ten można zastosować do cienkich blach o grubości od 10 mikronów do 2000 mikronów (0,010 mm do 2,00 mm), przy maksymalnym rozmiarze arkusza/elementu wynoszącym 600 mm x 800 mm. Metale nadające się do obróbki mechanicznej obejmują stal i stal nierdzewną, nikiel i stopy niklu, miedź i stopy miedzi, cynę, srebro, złoto, molibden, aluminium. A także metale trudnoobrabialne, w tym materiały silnie korozyjne, takie jak tytan i jego stopy.
Standardowe tolerancje wytrawiania: Tolerancje są kluczowym czynnikiem przy każdym projekcie, a tolerancje PCE mogą się różnić w zależności od grubości i materiału materiału oraz umiejętności i doświadczenia dostawcy PCE.
Proces Micrometal Etching Group umożliwia wytwarzanie skomplikowanych części z tolerancjami tak niskimi jak ±7 mikronów, w zależności od materiału i jego grubości, co jest wyjątkowe wśród wszystkich alternatywnych technik wytwarzania metali. Firma wykorzystuje specjalny system odporny na działanie cieczy, aby osiągnąć ultra- cienkie (2-8 mikronów) warstwy fotorezystu, umożliwiające większą precyzję podczas trawienia chemicznego. Umożliwia to firmie Etching Group osiągnięcie wyjątkowo małych rozmiarów elementów wynoszących 25 mikronów, minimalnych apertur wynoszących 80 procent grubości materiału i powtarzalnych jednocyfrowych tolerancji mikrometrowych.
Można powiedzieć, że grupa wytrawiająca firmy micrometal może przetwarzać stal nierdzewną, stopy niklu i miedzi o grubości do 400 mikronów, przy rozmiarach elementów wynoszących zaledwie 80% grubości materiału, z tolerancją ±10% grubości. Stal nierdzewna, nikiel i miedź oraz inne materiały, takie jak cyna, aluminium, srebro, złoto, molibden i tytan o grubości powyżej 400 mikronów, mogą mieć rozmiary tak niskie, jak 120% grubości materiału z tolerancją ± 10% grubości.
Tradycyjny PCE wykorzystuje stosunkowo grubą suchą warstwę ochronną, co pogarsza dokładność końcowej części i dostępne tolerancje, i może osiągnąć jedynie rozmiary elementów wynoszące 100 mikronów i minimalną aperturę wynoszącą od 100 do 200 procent grubości materiału.
W niektórych przypadkach tradycyjne techniki obróbki metali pozwalają uzyskać węższe tolerancje, ale istnieją pewne ograniczenia. Na przykład cięcie laserowe może być wykonane z dokładnością do 5% grubości metalu, ale jego minimalny rozmiar jest ograniczony do 0,2 mm. PCE może osiągnąć minimalny standard Możliwe są elementy o rozmiarze 0,1 mm i otworach mniejszych niż 0,050 mm.
Należy również pamiętać, że cięcie laserowe jest techniką obróbki metalu „jednopunktowej”, co oznacza, że ​​jest generalnie droższe w przypadku skomplikowanych części, takich jak siatki, i nie pozwala na osiągnięcie głębokości/funkcji grawerowania wymaganych w przypadku urządzeń płynnych, takich jak paliwa, przy użyciu głębokiego trawienia Baterie i wymienniki ciepła są łatwo dostępne.
Obróbka bez zadziorów i naprężeń. Jeśli chodzi o możliwość odtworzenia precyzyjnej dokładności i najmniejszych rozmiarów elementów PCE, najlepszym rozwiązaniem może być tłoczenie, ale kompromisem są naprężenia stosowane podczas obróbki metalu i charakterystyka zadziorów resztkowych stemplowania.
Części tłoczone wymagają kosztownej obróbki końcowej i nie są wykonalne w krótkim okresie ze względu na użycie drogich narzędzi stalowych do produkcji części. Ponadto podczas obróbki twardych metali problemem jest zużycie narzędzi, które często wymaga kosztownych i czasochłonnych renowacji.PCE jest wybierany przez wielu projektantów sprężyn zginanych i projektantów skomplikowanych części metalowych ze względu na jego właściwości wolne od zadziorów i naprężeń, zerowe zużycie narzędzi i prędkość podawania.
Unikalne cechy bez dodatkowych kosztów: Unikalne cechy można zastosować w produktach wytwarzanych przy użyciu litografii dzięki „końcom” krawędzi nieodłącznie związanym z procesem. Kontrolując wytrawioną końcówkę, można wprowadzić szereg profili, umożliwiając wytwarzanie ostrych krawędzi tnących, takie jak te stosowane w ostrzach medycznych lub stożkowe otwory do kierowania przepływem płynu w siatce filtra.
Niskie koszty oprzyrządowania i iteracje projektów: dla producentów OEM ze wszystkich branż poszukujących bogatych w funkcje, złożonych i precyzyjnych części i zespołów metalowych, PCE jest obecnie technologią z wyboru, ponieważ nie tylko dobrze sprawdza się w przypadku trudnych geometrii, ale także zapewnia inżynierom-projektantom elastyczność wprowadzać poprawki do projektów przed rozpoczęciem produkcji.
Głównym czynnikiem umożliwiającym osiągnięcie tego celu jest zastosowanie narzędzi cyfrowych lub szklanych, które są niedrogie w produkcji, a zatem tanie w wymianie nawet na kilka minut przed rozpoczęciem produkcji. W przeciwieństwie do tłoczenia, koszt narzędzi cyfrowych nie wzrasta wraz ze złożonością części, co stymuluje innowacje, ponieważ projektanci skupiają się na zoptymalizowanej funkcjonalności części, a nie na kosztach.
Można powiedzieć, że w przypadku tradycyjnych technik obróbki metali wzrost złożoności części oznacza wzrost kosztów, z których większość jest wynikiem drogich i skomplikowanych narzędzi. Koszty rosną również, gdy tradycyjne technologie muszą radzić sobie z niestandardowymi materiałami, grubościami i niestandardowymi materiałami stopnie, z których wszystkie nie mają wpływu na koszt PCE.
Ponieważ PCE nie używa twardych narzędzi, eliminowane są odkształcenia i naprężenia. Ponadto produkowane części są płaskie, mają czyste powierzchnie i są wolne od zadziorów, ponieważ metal jest równomiernie rozpuszczany, aż do uzyskania pożądanej geometrii.
Firma Micro Metals zaprojektowała łatwą w użyciu tabelę, która ma pomóc inżynierom-projektantom w przeglądzie opcji próbkowania dostępnych dla prototypów niemal seryjnych. Dostęp do niej można uzyskać tutaj.
Ekonomiczne prototypowanie: dzięki PCE użytkownicy płacą za arkusz, a nie za część, co oznacza, że ​​komponenty o różnej geometrii można przetwarzać jednocześnie za pomocą jednego narzędzia. Możliwość wytwarzania wielu typów części w jednym cyklu produkcyjnym jest kluczem do ogromnych kosztów oszczędności związane z procesem.
PCE można nakładać na prawie każdy rodzaj metalu, miękki, twardy czy kruchy. Aluminium jest niezwykle trudne do przebicia ze względu na swoją miękkość i trudne do cięcia laserowego ze względu na jego właściwości odblaskowe. Podobnie wyzwaniem jest twardość tytanu. Na przykład , firma micrometal opracowała własne procesy i chemię trawienia dla tych dwóch specjalistycznych materiałów i jest jedną z niewielu firm na świecie zajmujących się trawieniem posiadających sprzęt do trawienia tytanu.
Połącz to z faktem, że PCE jest z natury szybkie, a uzasadnienie wykładniczego wzrostu wykorzystania tej technologii w ostatnich latach jest jasne.
Inżynierowie-projektanci coraz częściej zwracają się w stronę PCE, ponieważ muszą produkować mniejsze, bardziej złożone, precyzyjne części metalowe.
Podobnie jak w przypadku każdego wyboru procesu, projektanci muszą zrozumieć specyficzne właściwości wybranej technologii produkcyjnej, analizując właściwości i parametry projektu.
Wszechstronność fototrawienia i jego wyjątkowe zalety jako precyzyjnej techniki wytwarzania blachy sprawiają, że jest ona motorem innowacji projektowych i może być naprawdę wykorzystana do tworzenia części, które uważano za niemożliwe, gdyby zastosowano alternatywne techniki wytwarzania metalu