Príručka inžiniera dizajnu fotochemického leptania

Príručka inžiniera dizajnu fotochemického leptania

Látka s kovovými vlastnosťami a pozostávajúca z dvoch alebo viacerých chemických prvkov, z ktorých aspoň jeden je kov.
Meď obsahujúca špecifické množstvá legujúcich prvkov pridaných na získanie potrebných mechanických a fyzikálnych vlastností. Najbežnejšie zliatiny medi sú rozdelené do šiestich skupín, pričom každá obsahuje jeden z nasledujúcich hlavných legujúcich prvkov: Mosadz – hlavným legujúcim prvkom je zinok;Fosforový bronz – hlavným legujúcim prvkom je cín;Hliníkový bronz – hlavným legujúcim prvkom je hliník;Kremíkový bronz – hlavným legujúcim prvkom je kremík;meď-nikel a nikel-striebro – hlavným legujúcim prvkom je nikel;a zriedené zliatiny medi alebo zliatiny s vysokým obsahom medi obsahujúce malé množstvá rôznych prvkov, ako je berýlium, kadmium, chróm alebo železo.
Tvrdosť je miera odolnosti materiálu voči povrchovému vtlačeniu alebo opotrebovaniu. Neexistuje žiadny absolútny štandard pre tvrdosť. Na kvantitatívne vyjadrenie tvrdosti má každý typ testu svoju vlastnú stupnicu, ktorá definuje tvrdosť. Meria sa vtlačovacia tvrdosť získaná statickou metódou testami podľa Brinella, Rockwella, Vickersa a Knoopa. Tvrdosť bez vtlačenia sa meria dynamickou metódou nazývanou test Scleroscope.
Akýkoľvek výrobný proces, v ktorom sa kov opracúva alebo obrába, aby dal obrobku nový tvar. Vo všeobecnosti tento pojem zahŕňa procesy, ako je návrh a usporiadanie, tepelné spracovanie, manipulácia s materiálom a kontrola.
Nerezová oceľ má vysokú pevnosť, tepelnú odolnosť, vynikajúcu opracovateľnosť a odolnosť proti korózii. Boli vyvinuté štyri všeobecné kategórie, aby pokryli rad mechanických a fyzikálnych vlastností pre špecifické aplikácie. Štyri triedy sú: CrNiMn séria 200 a austenitický typ CrNi 300;chrómmartenzitický typ, kaliteľný séria 400;chróm, nevytvrditeľný feritický typ série 400;Zliatiny chrómniklu vytvrditeľné zrážaním s prídavnými prvkami na úpravu v roztoku a vytvrdzovanie starnutím.
Pridáva sa do nástrojov z karbidu titánu, aby sa umožnilo vysokorýchlostné obrábanie tvrdých kovov. Používa sa aj ako povlak nástrojov. Pozri Povlakovací nástroj.
Minimálne a maximálne povolené množstvá podľa veľkosti obrobku sa líšia od nastavenej normy a sú stále prijateľné.
Obrobok je držaný v skľučovadle, namontovaný na paneli alebo držaný medzi stredmi a otáčaný, zatiaľ čo rezný nástroj (zvyčajne jednobodový nástroj) je podávaný pozdĺž jeho obvodu alebo cez jeho koniec alebo čelo. Vo forme priameho sústruženia (rezanie pozdĺž obvodu obrobku);zúžené sústruženie (vytvorenie zúženia);krokové sústruženie (priemery sústružení rôznych veľkostí na rovnakom obrobku);skosenie (skosenie hrany alebo ramena);obkladanie (rezanie konca);Sústružnícke závity (zvyčajne vonkajšie závity, ale môžu to byť aj vnútorné závity);hrubovanie (hromadné odstraňovanie kovov);a dokončovacie (ľahké strihanie na konci).Na sústruhoch, sústružníckych centrách, upínacích strojoch, automatických skrutkovacích strojoch a podobných strojoch.
Ako presná technológia spracovania plechu môže fotochemické leptanie (PCE) dosiahnuť tesné tolerancie, je vysoko opakovateľné a v mnohých prípadoch je jedinou technológiou, ktorá dokáže nákladovo efektívne vyrábať presné kovové diely, vyžaduje vysokú presnosť a je vo všeobecnosti bezpečná. kľúč aplikácie.
Keď si dizajnéri vyberú PCE ako svoj preferovaný kovoobrábací proces, je dôležité, aby plne pochopili nielen jeho všestrannosť, ale aj špecifické aspekty technológie, ktoré môžu ovplyvniť (a v mnohých prípadoch zlepšiť) dizajn produktu. Tento článok analyzuje, čo musia dizajnéri oceňujú získať z PCE maximum a porovnávajú tento proces s inými technikami spracovania kovov.
PCE má mnoho atribútov, ktoré stimulujú inováciu a „rozširujú hranice zahrnutím náročných funkcií produktu, vylepšení, sofistikovanosti a efektívnosti“. Pre dizajnérov je rozhodujúce, aby dosiahli svoj plný potenciál, a mikrometal (vrátane HP Etch a Etchform) obhajuje svojich zákazníkov. zaobchádzať s nimi ako s partnermi pri vývoji produktov – nielen s výrobcami subdodávateľov – čo umožňuje výrobcom OEM optimalizovať túto rozmanitosť už vo fáze návrhu.Potenciál, ktorý môžu ponúknuť funkčné procesy spracovania kovov.
Veľkosti kovu a plechu: Litografiu je možné aplikovať na kovové spektrum rôznych hrúbok, tried, temperovania a veľkostí plechu. Každý dodávateľ môže obrábať rôzne hrúbky kovu s rôznymi toleranciami a pri výbere partnera PCE je dôležité presne sa opýtať na jeho schopnosti.
Napríklad pri práci so skupinou mikrokovov Etching Group možno tento proces aplikovať na tenké plechy s hrúbkou od 10 mikrónov do 2000 mikrónov (0,010 mm až 2,00 mm), s maximálnou veľkosťou plechu/komponentu 600 mm x 800 mm. Obrábateľné kovy patrí oceľ a nehrdzavejúca oceľ, nikel a zliatiny niklu, meď a zliatiny medi, cín, striebro, zlato, molybdén, hliník.Ako ťažko obrobiteľné kovy vrátane vysoko korozívnych materiálov, ako je titán a jeho zliatiny.
Štandardné tolerancie leptania: Tolerancie sú kľúčovým faktorom pri akomkoľvek dizajne a tolerancie PCE sa môžu líšiť v závislosti od hrúbky materiálu, materiálu a zručností a skúseností dodávateľa PCE.
Proces micrometal Etching Group môže produkovať zložité diely s toleranciami až ±7 mikrónov, v závislosti od materiálu a jeho hrúbky, čo je jedinečné medzi všetkými alternatívnymi technikami spracovania kovov. Jedinečnou vlastnosťou spoločnosti je, že na dosiahnutie ultra- tenké (2-8 mikrónové) vrstvy fotorezistu umožňujúce väčšiu presnosť počas chemického leptania. Umožňuje Etching Group dosiahnuť extrémne malé veľkosti prvkov 25 mikrónov, minimálne otvory 80 percent hrúbky materiálu a opakovateľné jednociferné mikrónové tolerancie.
Ako vodítko, Micrometal's Etching Group dokáže spracovať nehrdzavejúcu oceľ, nikel a zliatiny medi do hrúbky 400 mikrónov s veľkosťou prvkov len 80 % hrúbky materiálu, s toleranciami ±10 % hrúbky. Nerezová oceľ, nikel a meď a iné materiály ako cín, hliník, striebro, zlato, molybdén a titán s hrúbkou nad 400 mikrónov môžu mať veľkosť prvkov len 120 % hrúbky materiálu s toleranciou ± 10 % hrúbky.
Tradičné PCE používa relatívne hrubý suchý filmový odpor, ktorý ohrozuje presnosť finálnej časti a dostupné tolerancie a môže dosiahnuť len veľkosti prvkov 100 mikrónov a minimálnu apertúru 100 až 200 percent hrúbky materiálu.
V niektorých prípadoch môžu tradičné techniky spracovania kovov dosiahnuť užšie tolerancie, existujú však obmedzenia. Napríklad rezanie laserom môže byť presné na 5 % hrúbky kovu, ale jeho minimálna veľkosť prvku je obmedzená na 0,2 mm. PCE môže dosiahnuť minimálny štandard veľkosť prvku 0,1 mm a otvory menšie ako 0,050 mm sú možné.
Tiež je potrebné uznať, že rezanie laserom je „jednobodová“ technika obrábania kovov, čo znamená, že je vo všeobecnosti drahšie pre zložité časti, ako sú sieťky, a nemôže dosiahnuť hĺbkové/gravírovacie vlastnosti požadované pre tekuté zariadenia, ako sú palivá pomocou hlbokého leptania. Batérie a výmenníky tepla sú ľahko dostupné.
Obrábanie bez otrepov a stresu. Pokiaľ ide o schopnosť replikovať presnú presnosť a možnosti najmenších rozmerov prvkov PCE, lisovanie sa môže najviac približovať, ale kompromisom je napätie aplikované pri obrábaní kovov a charakteristika zvyškového otrepu. razenia.
Lisované diely vyžadujú nákladné následné spracovanie a nie sú z krátkodobého hľadiska realizovateľné kvôli použitiu drahých oceľových nástrojov na výrobu dielov. Okrem toho pri obrábaní tvrdých kovov je problémom opotrebovanie nástroja, ktoré si často vyžaduje drahé a časovo náročné renovácie. PCE je špecifikovaný mnohými konštruktérmi ohýbacích pružín a konštruktérmi zložitých kovových dielov vďaka svojim vlastnostiam bez otrepov a pnutí, nulovému opotrebovaniu nástroja a rýchlosti podávania.
Jedinečné vlastnosti bez dodatočných nákladov: Jedinečné vlastnosti môžu byť navrhnuté do produktov vyrobených pomocou litografie vďaka „hrotom“ hrán, ktoré sú súčasťou procesu. Ovládaním leptaného hrotu možno zaviesť celý rad profilov, čo umožňuje výrobu ostrých rezných hrán, ako sú tie, ktoré sa používajú pre lekárske čepele, alebo skosené otvory na usmerňovanie toku tekutiny vo filtračnom sitku.
Nízke náklady na nástroje a dizajnové iterácie: Pre výrobcov OEM vo všetkých odvetviach, ktorí hľadajú funkčne bohaté, zložité a presné kovové diely a zostavy, je PCE teraz tou správnou technológiou, pretože nielen dobre funguje s náročnými geometriami, ale umožňuje aj flexibilitu dizajnérov. vykonať úpravy návrhov pred výrobou.
Hlavným faktorom na dosiahnutie tohto cieľa je použitie digitálnych alebo sklenených nástrojov, ktorých výroba je lacná, a preto je ich výmena lacná aj niekoľko minút pred začatím výroby. Na rozdiel od lisovania sa náklady na digitálne nástroje nezvyšujú so zložitosťou dielu, čo stimuluje inovácie, pretože dizajnéri sa zameriavajú skôr na optimalizovanú funkčnosť dielov než na náklady.
Pri tradičných kovoobrábacích technikách možno povedať, že zvýšenie zložitosti dielov sa rovná zvýšeniu nákladov, z ktorých veľká časť je výsledkom drahých a zložitých nástrojov. Náklady tiež rastú, keď sa tradičné technológie musia vysporiadať s neštandardnými materiálmi, hrúbkami a triedy, z ktorých všetky nemajú žiadny vplyv na náklady na PCE.
Keďže PCE nepoužíva tvrdé nástroje, deformácia a napätie sú eliminované. Okrem toho sú vyrobené diely ploché, majú čisté povrchy a sú bez otrepov, pretože kov sa rovnomerne rozpúšťa, kým sa nedosiahne požadovaná geometria.
Spoločnosť Micro Metals navrhla jednoducho použiteľnú tabuľku, ktorá pomôže konštruktérom preskúmať možnosti odberu vzoriek dostupné pre prototypy takmer sérií, ktoré sú dostupné tu.
Ekonomické prototypovanie: S PCE používatelia platia za hárok, a nie za diel, čo znamená, že komponenty s rôznymi geometriami môžu byť spracované súčasne s jedným nástrojom. Schopnosť vyrábať viacero typov dielov v jednej výrobnej sérii je kľúčom k enormným nákladom. úspory, ktoré sú súčasťou tohto procesu.
PCE je možné aplikovať na takmer akýkoľvek typ kovu, či už je mäkký, tvrdý alebo krehký. Hliník je notoricky známe, že je ťažké dierovať kvôli jeho mäkkosti a je ťažké ho rezať laserom kvôli jeho reflexným vlastnostiam. Rovnako tak tvrdosť titánu je náročná. Napríklad , micrometal vyvinula vlastné procesy a chémiu leptania pre tieto dva špeciálne materiály a je jednou z mála spoločností na leptanie na svete so zariadením na leptanie titánu.
Skombinujte to so skutočnosťou, že PCE je vo svojej podstate rýchly, a dôvod exponenciálneho rastu zavádzania technológie v posledných rokoch je jasný.
Konštruktéri sa čoraz viac obracajú na PCE, pretože čelia tlaku na výrobu menších, zložitejších presných kovových dielov.
Ako pri každej voľbe procesu, dizajnéri musia pochopiť špecifické vlastnosti zvolenej výrobnej technológie pri pohľade na konštrukčné vlastnosti a parametre.
Všestrannosť fotoleptania a jeho jedinečné výhody ako presná technika výroby plechu z neho robia motor inovácie dizajnu a možno ho skutočne použiť na vytvorenie dielov, ktoré sa považovali za nemožné, ak by sa použili alternatívne techniky výroby kovov.


Čas odoslania: 26. februára 2022

  • Predchádzajúce:
  • Ďalšie: