Ghidul inginerului de proiectare fotochimică

O substanță având proprietăți metalice și constând din două sau mai multe elemente chimice, dintre care cel puțin unul este un metal.
Cupru care conține cantități specifice de elemente de aliere adăugate pentru a obține proprietățile mecanice și fizice necesare. Cele mai comune aliaje de cupru sunt împărțite în șase grupe, fiecare conținând unul dintre următoarele elemente de aliere principale: Alama – principalul element de aliere este zincul;Bronzul fosforic – principalul element de aliere este staniul;Bronz aluminiu – principalul element de aliere este aluminiul;Bronz siliciu – principalul element de aliere este siliciul;cupru-nichel și nichel-argint – principalul element de aliere este nichelul;și aliaje diluate sau bogate în cupru care conțin cantități mici de diverse elemente precum beriliu, cadmiu, crom sau fier.
Duritatea este o măsură a rezistenței unui material la indentarea sau uzura suprafeței. Nu există un standard absolut pentru duritate. Pentru a reprezenta cantitativ duritatea, fiecare tip de încercare are propria sa scară, care definește duritatea. Se măsoară duritatea de indentare obținută prin metoda statică. prin testele Brinell, Rockwell, Vickers și Knoop. Duritatea fără indentare este măsurată printr-o metodă dinamică numită testul Scleroscop.
Orice proces de fabricație în care metalul este prelucrat sau prelucrat pentru a da piesei de prelucrat o nouă formă. În linii mari, termenul include procese precum proiectarea și aspectul, tratamentul termic, manipularea materialelor și inspecția.
Oțelul inoxidabil are rezistență ridicată, rezistență la căldură, prelucrabilitate excelentă și rezistență la coroziune. Au fost dezvoltate patru categorii generale pentru a acoperi o gamă de proprietăți mecanice și fizice pentru aplicații specifice. Cele patru clase sunt: ​​seria CrNiMn 200 și seria CrNi 300 tip austenitic;tip crom martensitic, întăribil seria 400;crom, necălibil, tip feritic seria 400;Aliaje crom-nichel întăribile prin precipitare cu elemente suplimentare pentru tratarea soluției și întărirea în vârstă.
Adăugat la sculele cu carbură de titan pentru a permite prelucrarea cu viteză mare a metalelor dure. Folosit și ca acoperire a sculelor. Vezi Instrumentul de acoperire.
Cantitățile minime și maxime permise de dimensiunea piesei de prelucrat diferă de standardul stabilit și sunt încă acceptabile.
Piesa de prelucrat este ținută într-o mandră, montată pe un panou sau ținută între centre și rotită, în timp ce o unealtă de tăiere (de obicei o unealtă cu un singur punct) este alimentată de-a lungul perimetrului său sau prin capătul sau fața sa. Sub formă de strunjire dreaptă (tăiere de-a lungul perimetrului piesei de prelucrat);strunjire conică (crearea unui conic);strunjire în trepte (diametre de strunjire de dimensiuni diferite pe aceeași piesă de prelucrat);teșire (teșirea unei margini sau a unui umăr);confruntare (tăierea capătului);Filete de strunjire (de obicei filete externe, dar pot fi și filete interne);degroșare (îndepărtarea metalului în vrac);și finisare (forfecare ușoară la capăt). La strunguri, centre de strunjire, mașini cu mandrina, mașini automate cu șuruburi și mașini similare.
Fiind o tehnologie de prelucrare de precizie a tablei, gravarea fotochimică (PCE) poate atinge toleranțe strânse, este foarte repetabilă și, în multe cazuri, este singura tehnologie care poate fabrica piese metalice de precizie din punct de vedere al costurilor, necesită o precizie ridicată și este, în general, sigură. aplicatii.
După ce inginerii de proiectare aleg PCE ca proces preferat de prelucrare a metalelor, este important să înțeleagă pe deplin nu numai versatilitatea acestuia, ci și aspectele specifice ale tehnologiei care pot influența (și, în multe cazuri, pot îmbunătăți) proiectarea produsului. Acest articol analizează ce trebuie să fie inginerii de proiectare apreciați să profitați la maximum de la PCE și compară procesul cu alte tehnici de prelucrare a metalelor.
PCE are multe atribute care stimulează inovația și „extinde granițele prin includerea unor caracteristici provocatoare ale produsului, îmbunătățiri, sofisticare și eficiență”. Este esențial pentru inginerii de proiectare să își atingă întregul potențial, iar micrometal (inclusiv HP Etch și Etchform) susține clienții săi. să-i trateze ca parteneri de dezvoltare a produselor – nu doar producători subcontractați – permițând OEM-urilor să optimizeze această multiplicitate la începutul fazei de proiectare.Potențialul pe care îl pot oferi procesele funcționale de prelucrare a metalelor.
Dimensiuni de metal și tablă: Litografia poate fi aplicată pe spectrul de metal de diferite grosimi, grade, tempere și dimensiuni de tablă. Fiecare furnizor poate prelucra diferite grosimi de metal cu toleranțe diferite și, atunci când alegeți un partener PCE, este important să întrebați exact despre acestea. capabilități.
De exemplu, atunci când lucrați cu Etching Group de la micrometal, procesul poate fi aplicat pe foi de metal subțiri, de la 10 microni la 2000 microni (0,010 mm până la 2,00 mm), cu o dimensiune maximă a tablei/componentului de 600 mm x 800 mm. Metale prelucrabile includ oțel și oțel inoxidabil, nichel și aliaje de nichel, cupru și aliaje de cupru, staniu, argint, aur, molibden, aluminiu. Precum și metale greu de prelucrat, inclusiv materiale foarte corozive, cum ar fi titanul și aliajele sale.
Toleranțe standard de gravare: toleranțele sunt un aspect cheie în orice proiectare, iar toleranțele PCE pot varia în funcție de grosimea materialului, materialul și abilitățile și experiența furnizorului PCE.
Procesul Micrometal Etching Group poate produce piese complexe cu toleranțe de până la ±7 microni, în funcție de material și grosimea acestuia, ceea ce este unic printre toate tehnicile alternative de fabricare a metalelor. În mod unic, compania folosește un sistem special de rezistență la lichid pentru a obține ultra- Straturi fotorezistente subțiri (2-8 microni), permițând o mai mare precizie în timpul gravării chimice. Permite Etching Group să atingă dimensiuni extrem de mici ale caracteristicilor de 25 microni, deschideri minime de 80% din grosimea materialului și toleranțe repetabile de un singur micron.
Ca ghid, Etching Group de la micrometal poate prelucra oțel inoxidabil, nichel și aliaje de cupru cu o grosime de până la 400 de microni, cu dimensiuni de caracteristici de până la 80% din grosimea materialului, cu toleranțe de ± 10% din grosime. Oțel inoxidabil, nichel și cupru și alte materiale precum staniul, aluminiul, argintul, aurul, molibdenul și titanul cu grosimea mai mare de 400 de microni pot avea dimensiuni de caracteristici de până la 120% din grosimea materialului cu o toleranță de ± 10% din grosime.
PCE tradițional folosește o peliculă uscată relativ groasă, ceea ce compromite acuratețea piesei finale și toleranțele disponibile și poate atinge doar dimensiuni caracteristice de 100 microni și o deschidere minimă de 100 până la 200% grosimea materialului.
În unele cazuri, tehnicile tradiționale de prelucrare a metalelor pot atinge toleranțe mai strânse, dar există limitări. De exemplu, tăierea cu laser poate fi precisă cu 5% din grosimea metalului, dar dimensiunea minimă a caracteristicilor este limitată la 0,2 mm. PCE poate atinge un standard minim. Dimensiunea caracteristicii de 0,1 mm și deschideri mai mici de 0,050 mm sunt posibile.
De asemenea, trebuie recunoscut faptul că tăierea cu laser este o tehnică de prelucrare a metalelor în „punct unic”, ceea ce înseamnă că este, în general, mai costisitoare pentru piese complexe, cum ar fi ochiurile și nu poate atinge caracteristicile de adâncime/gravura necesare pentru dispozitivele fluide, cum ar fi combustibilii care utilizează gravarea adâncă. Bateriile și schimbătoarele de căldură sunt ușor disponibile.
Prelucrare fără bavuri și fără stres. Când vine vorba de capacitatea de a replica acuratețea precisă și capabilitățile de cea mai mică dimensiune a caracteristicilor ale PCE, ștanțarea se poate apropia cel mai mult, dar compromisul este stresul aplicat în timpul prelucrării metalelor și caracteristica bavurilor reziduale. de ștampilare.
Piesele ștanțate necesită o post-procesare costisitoare și nu sunt fezabile pe termen scurt din cauza utilizării sculelor scumpe din oțel pentru a produce piesele. În plus, uzura sculelor este o problemă la prelucrarea metalelor dure, necesitând adesea recondiționări costisitoare și consumatoare de timp.PCE este specificat de mulți designeri de arcuri de îndoire și proiectanți de piese metalice complexe datorită proprietăților sale fără bavuri și stres, uzură zero a sculei și viteza de alimentare.
Caracteristici unice fără costuri suplimentare: Caracteristicile unice pot fi proiectate în produsele fabricate folosind litografie datorită „vârfurilor” de margine inerente procesului. Prin controlul vârfului gravat, poate fi introdusă o gamă de profile, permițând fabricarea de muchii ascuțite, cum ar fi cele utilizate pentru lamele medicale sau deschiderile conice pentru direcționarea fluxului de fluid într-o sită cu filtru.
Instrumente și iterații de proiectare cu costuri reduse: pentru OEM din toate industriile care caută piese și ansambluri metalice complexe și precise, bogate în caracteristici, PCE este acum tehnologia de alegere, deoarece nu numai că funcționează bine cu geometrii dificile, dar oferă și flexibilitate inginerului proiectant să efectuați ajustări la proiecte înainte de punctul de fabricație.
Un factor major în realizarea acestui lucru este utilizarea instrumentelor digitale sau din sticlă, care sunt ieftine de produs și, prin urmare, ieftin de înlocuit chiar și cu câteva minute înainte de începerea fabricării. Spre deosebire de ștanțare, costul uneltelor digitale nu crește odată cu complexitatea piesei, care stimulează inovația, deoarece designerii se concentrează pe funcționalitatea optimizată a pieselor, mai degrabă decât pe cost.
Cu tehnicile tradiționale de prelucrare a metalelor, se poate spune că o creștere a complexității pieselor echivalează cu o creștere a costurilor, din care mare parte este produsul unor scule costisitoare și complexe. Costurile cresc și atunci când tehnologiile tradiționale trebuie să se ocupe de materiale, grosimi și grosimi nestandardizate. note, toate acestea nu au niciun impact asupra costului PCE.
Deoarece PCE nu folosește unelte dure, deformarea și stresul sunt eliminate. În plus, piesele produse sunt plane, au suprafețe curate și nu prezintă bavuri, deoarece metalul este dizolvat uniform până la obținerea geometriei dorite.
Compania Micro Metals a conceput un tabel ușor de utilizat pentru a-i ajuta pe inginerii de proiectare să revizuiască opțiunile de eșantionare disponibile pentru prototipurile apropiate de serie, care pot fi accesate aici.
Prototipare economică: Cu PCE, utilizatorii plătesc pe coală, mai degrabă decât pe piesă, ceea ce înseamnă că componentele cu geometrii diferite pot fi procesate simultan cu o singură unealtă. Capacitatea de a produce mai multe tipuri de piese într-o singură serie de producție este cheia costului enorm. economii inerente procesului.
PCE poate fi aplicat pe aproape orice tip de metal, indiferent dacă este moale, dur sau casant. Aluminiul este notoriu dificil de perforat din cauza moliciunii sale și dificil de tăiat cu laser din cauza proprietăților sale reflectorizante. De asemenea, duritatea titanului este o provocare. De exemplu , micrometal a dezvoltat procese brevetate și chimii de gravare pentru aceste două materiale de specialitate și este una dintre puținele companii de gravare din lume cu echipamente de gravare cu titan.
Combină asta cu faptul că PCE este în mod inerent rapid, iar rațiunea din spatele creșterii exponențiale a adoptării tehnologiei în ultimii ani este clară.
Inginerii de proiectare apelează din ce în ce mai mult la PCE, deoarece se confruntă cu presiunea de a produce piese metalice de precizie mai mici și mai complexe.
Ca și în cazul oricărei alegeri de proces, proiectanții trebuie să înțeleagă proprietățile specifice ale tehnologiei de fabricație alese atunci când se uită la proprietățile și parametrii de proiectare.
Versatilitatea fotogravării și avantajele sale unice ca tehnică de fabricare a tablei de precizie fac din aceasta un motor al inovației în design și poate fi cu adevărat folosită pentru a crea piese care au fost considerate imposibile dacă s-ar folosi tehnici alternative de fabricare a metalelor.