Photochemical Etch tervezőmérnöki útmutató

Fémes tulajdonságokkal rendelkező anyag, amely két vagy több kémiai elemből áll, amelyek közül legalább az egyik fém.
A szükséges mechanikai és fizikai tulajdonságok elérése érdekében meghatározott mennyiségű ötvözőelemet tartalmazó réz. A leggyakoribb rézötvözetek hat csoportra oszthatók, amelyek mindegyike a következő fő ötvözőelemek egyikét tartalmazza: Sárgaréz – a fő ötvözőelem a cink;Foszforbronz – a fő ötvözőelem az ón;Alumíniumbronz – a fő ötvözőelem az alumínium;Szilícium bronz – a fő ötvözőelem a szilícium;réz-nikkel és nikkel-ezüst – a fő ötvözőelem a nikkel;valamint híg vagy nagy réztartalmú ötvözetek, amelyek kis mennyiségű különféle elemet, például berilliumot, kadmiumot, krómot vagy vasat tartalmaznak.
A keménység az anyag felületi benyomódással vagy kopással szembeni ellenállásának mértéke.A keménységnek nincs abszolút szabványa.A keménység mennyiségi megjelenítéséhez minden vizsgálattípusnak saját skálája van, amely meghatározza a keménységet.A statikus módszerrel kapott benyomódási keménységet mérik Brinell, Rockwell, Vickers és Knoop tesztekkel. A bemélyedés nélküli keménységet a Scleroscope tesztnek nevezett dinamikus módszerrel mérik.
Bármilyen gyártási folyamat, amelynek során a fémet megmunkálják vagy megmunkálják annak érdekében, hogy a munkadarab új formát adjon. Általánosságban a kifejezés magában foglalja az olyan folyamatokat, mint a tervezés és az elrendezés, a hőkezelés, az anyagmozgatás és az ellenőrzés.
A rozsdamentes acél nagy szilárdsággal, hőállósággal, kiváló megmunkálhatósággal és korrózióállósággal rendelkezik. Négy általános kategóriát fejlesztettek ki, hogy lefedjék a mechanikai és fizikai tulajdonságok skáláját speciális alkalmazásokhoz. A négy minőség a következő: CrNiMn 200 sorozat és CrNi 300 sorozat ausztenites típus;króm martenzites típusú, edzhető 400-as sorozat;króm, nem keményedő 400-as sorozatú ferrites típus;Csapadékkal edzhető króm-nikkel ötvözetek kiegészítő elemekkel oldatos kezeléshez és öregedéshez.
Hozzáadva a titán-karbid szerszámokhoz, hogy lehetővé tegye a keményfémek nagy sebességű megmunkálását. Szerszámbevonatként is használják. Lásd Bevonószerszám.
A munkadarab mérete által megengedett minimális és maximális mennyiségek eltérnek a beállított szabványtól, és továbbra is elfogadhatók.
A munkadarabot egy tokmányban tartják, panelre szerelik fel vagy a középpontok között tartják és forgatják, miközben egy vágószerszámot (általában egypontos szerszámot) a kerülete mentén vagy a végén vagy a homloklapján keresztül vezetnek. Egyenes esztergálás (vágás) formájában a munkadarab kerülete mentén);kúpos esztergálás (kúp kialakítása);lépcsős esztergálás (különböző méretű esztergálás ugyanazon a munkadarabon);letörés (él vagy váll levágása);szembefordítás (a vég levágása);Esztergamenetek (általában külső menetek, de lehetnek belső menetek is);nagyolás (ömlesztett fém eltávolítása);és kikészítés (enyhe nyírás a végén).Esztergagépeken, esztergaközpontokon, tokmánygépeken, automatikus csavargépeken és hasonló gépeken.
Precíziós lemezmegmunkálási technológiaként a fotokémiai maratással (PCE) szűk tűréseket lehet elérni, nagymértékben megismételhető, és sok esetben ez az egyetlen technológia, amellyel költséghatékonyan lehet precíziós fémalkatrészeket gyártani. Nagy pontosságot igényel és általában biztonságos.key. alkalmazások.
Miután a tervezőmérnökök a PCE-t választották előnyben részesített fémmegmunkálási eljárásként, fontos, hogy teljes mértékben megértsék nemcsak annak sokoldalúságát, hanem a technológia sajátos szempontjait is, amelyek befolyásolhatják (sok esetben javíthatják) a terméktervezést. Ez a cikk azt elemzi, hogy mit kell a tervezőmérnököknek értékelik, hogy a legtöbbet hozhatják ki a PCE-ből, és összehasonlítják a folyamatot más fémmegmunkálási technikákkal.
A PCE számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek ösztönzik az innovációt és „kiszélesítik a határokat azáltal, hogy kihívást jelentő termékjellemzőket, fejlesztéseket, kifinomultságot és hatékonyságot tartalmaznak”. A tervezőmérnökök számára kulcsfontosságú, hogy teljes potenciáljukat kiaknázzák, és a mikrometal (beleértve a HP Etch-et és az Etchformot is) támogatja ügyfelei számára. termékfejlesztési partnerként kezelni őket – nem csak alvállalkozói szerződéses gyártóként –, lehetővé téve az OEM-ek számára, hogy már a tervezési fázisban optimalizálják ezt a sokféleséget.A funkcionális fémmegmunkálási eljárások kínálta lehetőségek.
Fém- és lemezméretek: A litográfia különböző vastagságú, minőségű, edzettségű és méretű lemezekre alkalmazható. Minden szállító különböző vastagságú fémeket tud megmunkálni, különböző tűréshatárokkal, és a PCE partner kiválasztásakor fontos, hogy pontosan rákérdezzenek a fémekre. képességeit.
Például, amikor a mikrofém maratási csoportjával dolgozunk, az eljárás 10 mikrontól 2000 mikronig (0,010 mm és 2,00 mm közötti) vékony fémlemezekre alkalmazható, a lemez/alkatrész maximális mérete 600 mm x 800 mm. Megmunkálható fémek ide tartozik az acél és rozsdamentes acél, nikkel és nikkelötvözetek, réz és rézötvözetek, ón, ezüst, arany, molibdén, alumínium. Valamint a nehezen megmunkálható fémek, beleértve az erősen korrozív anyagokat, például a titánt és ötvözeteit.
Szabványos maratási tűrések: A tűrések minden tervezésnél kulcsfontosságúak, és a PCE-tűrések az anyagvastagságtól, az anyagtól, valamint a PCE-szállító készségeitől és tapasztalataitól függően változhatnak.
A micrometal Etching Group eljárással az anyagtól és vastagságától függően akár ±7 mikron tűrésű összetett alkatrészek is előállíthatók, ami egyedülálló az alternatív fémgyártási technikák között. Egyedülálló módon a vállalat speciális folyadékálló rendszert használ az ultra- vékony (2-8 mikronos) fotoreziszt rétegek, amelyek nagyobb pontosságot tesznek lehetővé a kémiai maratás során. Lehetővé teszi az Etching Group számára, hogy rendkívül kis, 25 mikronos elemméretet érjen el, az anyagvastagság 80 százalékának megfelelő minimális nyílásokat és megismételhető egyszámjegyű mikron tűréseket.
Útmutató, hogy a Micrometal Etching Group akár 400 mikron vastagságú rozsdamentes acélt, nikkelt és rézötvözeteket is képes feldolgozni az anyagvastagság 80%-áig terjedő jellemzőkkel, a vastagság ±10%-os tűrésével. Rozsdamentes acél, nikkel és réz és más anyagok, például ón, alumínium, ezüst, arany, molibdén és titán, amelyek vastagsága 400 mikronnál kisebb, az anyagvastagság 120%-a is lehet, a vastagság ±10%-os tűréshatárával.
A hagyományos PCE viszonylag vastag szárazréteg-ellenállást használ, ami veszélyezteti a végső alkatrész pontosságát és a rendelkezésre álló tűréseket, és csak 100 mikronos elemméretet és 100-200 százalékos minimális rekesznyílást képes elérni.
Egyes esetekben a hagyományos fémmegmunkálási technikák szűkebb tűréshatárokat érhetnek el, de vannak korlátok. Például a lézeres vágás pontossága a fémvastagság 5%-áig lehet, de a minimális jellemzőméret 0,2 mm-re korlátozódik. A PCE minimális szabványt tud elérni 0,1 mm-es jellemzőméret és 0,050 mm-nél kisebb nyílások lehetségesek.
Azt is el kell ismerni, hogy a lézervágás egy „egypontos” fémmegmunkálási technika, ami azt jelenti, hogy általában drágább az összetett alkatrészek, például a hálók esetében, és nem tudja elérni a folyékony eszközökhöz, például a mélymaratással működő üzemanyagokhoz szükséges mélységet/gravírozást. Elemek és hőcserélők könnyen beszerezhetők.
Sorja- és feszültségmentes megmunkálás. Ha a PCE pontos pontosságának és legkisebb jellemzőméretének megismétlésének képességéről van szó, akkor a bélyegzés állhat a legközelebb, de a kompromisszum a fémmegmunkálás során alkalmazott feszültség és a maradék sorja karakterisztikája a bélyegzésről.
A bélyegzett alkatrészek költséges utófeldolgozást igényelnek, és rövid távon nem kivitelezhetők, mivel az alkatrészek előállításához drága acélszerszámokat használnak. Ezenkívül a szerszámkopás problémát jelent keményfémek megmunkálása során, ami gyakran drága és időigényes felújítást igényel.PCE sorja- és feszültségmentes tulajdonságainak, nulla szerszámkopásnak és betáplálási sebességének köszönhetően számos hajlítórugók és összetett fémalkatrészek tervezője határozza meg.
Egyedi tulajdonságok további költségek nélkül: A folyamatban rejlő élcsúcsoknak köszönhetően egyedi jellemzők alakíthatók ki litográfiával készült termékekbe. A maratott hegy szabályozásával számos profilt lehet bevezetni, ami lehetővé teszi az éles vágóélek gyártását, mint például az orvosi pengékhez használtak, vagy a kúpos nyílások a folyadékáramlás irányítására a szűrőszűrőben.
Alacsony költségű szerszámok és tervezési iterációk: A funkciókban gazdag, összetett és precíz fém alkatrészeket és szerelvényeket kereső minden iparágban a PCE a választott technológia, mivel nemcsak nehéz geometriák esetén működik jól, hanem rugalmasságot is lehetővé tesz a tervezőmérnökök számára. módosítsa a terveket a gyártás helye előtt.
Ennek elérésének egyik fő tényezője a digitális vagy üvegszerszámok használata, amelyek előállítása olcsó, ezért olcsón cserélhető akár percekkel a gyártás megkezdése előtt. A bélyegzéssel ellentétben a digitális szerszámok költsége nem növekszik az alkatrész összetettségével, ami serkenti az innovációt, mivel a tervezők a költségek helyett az alkatrészek optimalizált funkcionalitására összpontosítanak.
A hagyományos fémmegmunkálási technikákról elmondható, hogy az alkatrészek bonyolultságának növekedése a költségek növekedésével egyenlő, aminek nagy része a drága és összetett szerszámozás eredménye. A költségek akkor is emelkednek, ha a hagyományos technológiáknak nem szabványos anyagokkal, vastagságokkal, ill. osztályok, amelyek mindegyike nincs hatással a PCE költségére.
Mivel a PCE nem használ kemény szerszámokat, a deformáció és a feszültség kiküszöbölhető. Ezenkívül az előállított alkatrészek laposak, tiszta felületűek és sorjamentesek, mivel a fém egyenletesen oldódik el, amíg el nem éri a kívánt geometriát.
A Micro Metals cég egy könnyen használható táblázatot készített, amely segít a tervezőmérnököknek áttekinteni a közel sorozatú prototípusokhoz rendelkezésre álló mintavételi lehetőségeket, amelyek itt érhetők el.
Gazdaságos prototípusgyártás: A PCE-vel a felhasználók laponként fizetnek, nem pedig alkatrészenként, ami azt jelenti, hogy a különböző geometriájú alkatrészeket egyidejűleg egyetlen szerszámmal lehet feldolgozni. Az óriási költség kulcsa, hogy több alkatrésztípust is le lehet gyártani egyetlen gyártási sorozatban. a folyamatban rejlő megtakarítás.
A PCE szinte bármilyen fémtípusra alkalmazható, legyen az puha, kemény vagy rideg. Az alumínium köztudottan nehezen lyukasztható puhasága miatt, és nehéz lézerrel vágni fényvisszaverő tulajdonságai miatt. Hasonlóképpen a titán keménysége is kihívást jelent. Például , a micrometal szabadalmaztatott eljárásokat és maratási kémiákat fejlesztett ki ehhez a két speciális anyaghoz, és egyike azon kevés marató cégeknek a világon, amelyek titán marató berendezéssel rendelkeznek.
Ha ezt kombináljuk azzal a ténnyel, hogy a PCE eredendően gyors, és a technológia elmúlt években tapasztalt exponenciális növekedésének oka egyértelmű.
A tervezőmérnökök egyre inkább a PCE-hez fordulnak, mivel nyomás nehezedik kisebb, összetettebb precíziós fémalkatrészek gyártására.
Mint minden folyamatválasztásnál, a tervezőknek meg kell érteniük a választott gyártási technológia sajátos tulajdonságait, amikor megvizsgálják a tervezési tulajdonságokat és paramétereket.
A fotomaratás sokoldalúsága és a precíziós fémlemezgyártási technika egyedülálló előnyei a tervezési innováció motorjává teszik, és valóban felhasználható olyan alkatrészek előállítására, amelyeket alternatív fémgyártási technikák alkalmazása esetén lehetetlennek tartottak.