คู่มือวิศวกรออกแบบโฟโตเคมีคอลกัดกรด

คู่มือวิศวกรออกแบบโฟโตเคมีคอลกัดกรด

สารที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะและประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป โดยอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบเป็นโลหะ
ทองแดงที่มีธาตุผสมในปริมาณเฉพาะที่เติมเข้าไปเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่จำเป็น โลหะผสมทองแดงที่พบมากที่สุดแบ่งออกเป็น 6 กลุ่ม โดยแต่ละกลุ่มประกอบด้วยธาตุโลหะผสมหลักอย่างใดอย่างหนึ่งดังต่อไปนี้: ทองเหลือง – ธาตุโลหะผสมหลักคือสังกะสี;ฟอสเฟอร์บรอนซ์ - องค์ประกอบการผสมหลักคือดีบุกอลูมิเนียมบรอนซ์ – องค์ประกอบการผสมหลักคืออลูมิเนียมซิลิคอนบรอนซ์ – องค์ประกอบการผสมหลักคือซิลิคอนทองแดง-นิกเกิล และนิกเกิล-เงิน - องค์ประกอบการผสมหลักคือนิกเกิลและโลหะผสมทองแดงเจือจางหรือสูงที่มีองค์ประกอบต่าง ๆ ในปริมาณเล็กน้อย เช่น เบริลเลียม แคดเมียม โครเมียม หรือเหล็ก
ความแข็งคือการวัดความต้านทานของวัสดุต่อการเยื้องหรือการสึกหรอของพื้นผิว ไม่มีมาตรฐานที่แน่นอนสำหรับความแข็ง การทดสอบแต่ละประเภทจะมีสเกลของตัวเองซึ่งกำหนดความแข็งเพื่อแสดงถึงความแข็ง ในเชิงปริมาณ การทดสอบแต่ละประเภทจะกำหนดความแข็ง ความแข็งของการเยื้องที่ได้รับโดยวิธีคงที่จะถูกวัด โดยการทดสอบ Brinell, Rockwell, Vickers และ Knoop ความแข็งที่ไม่มีการเยื้องจะวัดโดยวิธีไดนามิกที่เรียกว่าการทดสอบ Scleroscope
กระบวนการผลิตใดๆ ที่มีการแปรรูปโลหะหรือตัดเฉือนเพื่อให้ชิ้นงานมีรูปทรงใหม่ คำกว้างๆ รวมถึงกระบวนการต่างๆ เช่น การออกแบบและการจัดวาง การอบชุบด้วยความร้อน การจัดการวัสดุ และการตรวจสอบ
เหล็กกล้าไร้สนิมมีความแข็งแรงสูง ทนความร้อน แปรรูปได้ดีเยี่ยม และต้านทานการกัดกร่อน มีการพัฒนาหมวดหมู่ทั่วไปสี่ประเภทเพื่อให้ครอบคลุมคุณสมบัติทางกลและกายภาพสำหรับการใช้งานเฉพาะ เกรดสี่ประเภท ได้แก่ CrNiMn 200 series และ CrNi 300 series austenitic type;โครเมียมมาร์เทนซิติกชนิดชุบแข็งได้ 400 ซีรี่ส์โครเมียม ชนิดเฟอร์ริติกซีรีส์ 400 ที่ไม่สามารถชุบแข็งได้โลหะผสมโครเมียม-นิกเกิลที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอนได้ พร้อมด้วยองค์ประกอบเพิ่มเติมสำหรับการบำบัดสารละลายและการชุบแข็งตามอายุ
เพิ่มลงในเครื่องมือไทเทเนียมคาร์ไบด์เพื่อให้สามารถตัดเฉือนโลหะแข็งด้วยความเร็วสูง นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารเคลือบเครื่องมืออีกด้วย ดูเครื่องมือเคลือบ
ปริมาณขั้นต่ำและสูงสุดที่อนุญาตโดยขนาดชิ้นงานแตกต่างจากมาตรฐานที่ตั้งไว้และยังคงยอมรับได้
ชิ้นงานจะถูกจับไว้ในหัวจับ ติดตั้งบนแผงหรือจับระหว่างกึ่งกลางและหมุน ในขณะที่เครื่องมือตัด (โดยปกติจะเป็นเครื่องมือแบบจุดเดียว) จะถูกป้อนไปตามเส้นรอบวงหรือผ่านทางปลายหรือหน้า ในรูปแบบของการกลึงตรง (การตัด ตามแนวเส้นรอบวงของชิ้นงาน)การกลึงแบบเรียว (การสร้างเรียว);การกลึงขั้นบันได (การกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดต่างกันบนชิ้นงานเดียวกัน)การลบมุม (การเอียงขอบหรือไหล่);หันหน้าไปทาง (ตัดปลาย);การกลึงเกลียว (โดยปกติจะเป็นเกลียวภายนอก แต่อาจเป็นเกลียวภายในก็ได้)การกัดหยาบ (การกำจัดโลหะจำนวนมาก);และการเก็บผิวละเอียด (การตัดเฉือนเล็กน้อยที่ส่วนท้าย) สำหรับเครื่องกลึง เครื่องกลึง เครื่องจับจับ เครื่องสกรูอัตโนมัติ และเครื่องจักรที่คล้ายกัน
เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลโลหะแผ่นที่มีความแม่นยำ การกัดด้วยโฟโตเคมีคอล (PCE) จึงมีความทนทานต่ำ สามารถทำซ้ำได้สูง และในหลายกรณีเป็นเทคโนโลยีเดียวที่สามารถผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีความแม่นยำได้อย่างคุ้มค่า โดยต้องใช้ความแม่นยำสูงและปลอดภัยโดยทั่วไป การใช้งาน
หลังจากที่วิศวกรออกแบบเลือก PCE เป็นกระบวนการทำงานโลหะที่ต้องการแล้ว สิ่งสำคัญคือพวกเขาจะต้องเข้าใจอย่างถ่องแท้ไม่เพียงแต่ความอเนกประสงค์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแง่มุมเฉพาะของเทคโนโลยีที่สามารถมีอิทธิพล (และในหลายกรณีจะปรับปรุง) การออกแบบผลิตภัณฑ์ บทความนี้วิเคราะห์ว่าวิศวกรออกแบบต้องทำอะไร ขอขอบคุณที่ได้รับประโยชน์สูงสุดจาก PCE และเปรียบเทียบกระบวนการกับเทคนิคงานโลหะอื่นๆ
PCE มีคุณสมบัติมากมายที่กระตุ้นนวัตกรรมและ “ขยายขอบเขตโดยรวมคุณสมบัติที่ท้าทายของผลิตภัณฑ์ การปรับปรุง ความซับซ้อน และประสิทธิภาพ” เป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรออกแบบในการบรรลุศักยภาพสูงสุดของตนเอง และไมโครเมทัล (รวมถึง HP Etch และ Etchform) ก็สนับสนุนลูกค้าของตน เพื่อปฏิบัติต่อพวกเขาในฐานะพันธมิตรด้านการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่แค่ผู้ผลิตที่รับเหมาช่วงเท่านั้น โดยอนุญาตให้ OEM เพิ่มประสิทธิภาพหลายหลากนี้ในช่วงต้นของขั้นตอนการออกแบบศักยภาพที่กระบวนการแปรรูปโลหะเชิงฟังก์ชันสามารถมอบให้ได้
ขนาดโลหะและแผ่น: ภาพพิมพ์หินสามารถนำไปใช้กับสเปกตรัมโลหะที่มีความหนา เกรด อุณหภูมิ และขนาดแผ่นต่างๆ ซัพพลายเออร์แต่ละรายสามารถตัดเฉือนโลหะที่มีความหนาต่างกันด้วยค่าความคลาดเคลื่อนที่แตกต่างกัน และเมื่อเลือกพันธมิตร PCE สิ่งสำคัญคือต้องถามให้แน่ชัดเกี่ยวกับพวกเขา ความสามารถ
ตัวอย่างเช่น เมื่อทำงานร่วมกับ Etching Group ของ micrometal กระบวนการนี้สามารถนำไปใช้กับแผ่นโลหะบางตั้งแต่ 10 ไมครอนถึง 2000 ไมครอน (0.010 มม. ถึง 2.00 มม.) โดยมีขนาดแผ่น/ส่วนประกอบสูงสุด 600 มม. x 800 มม. โลหะที่กลึงได้ ได้แก่เหล็กและสแตนเลส โลหะผสมนิกเกิลและนิกเกิล ทองแดงและโลหะผสมทองแดง ดีบุก เงิน ทอง โมลิบดีนัม อะลูมิเนียม ตลอดจนโลหะที่ตัดเฉือนยาก รวมถึงวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เช่น ไทเทเนียมและโลหะผสม
ความคลาดเคลื่อนของการกัดเซาะมาตรฐาน: ความคลาดเคลื่อนคือการพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบใดๆ และค่าความคลาดเคลื่อนของ PCE อาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุ วัสดุ และทักษะและประสบการณ์ของซัพพลายเออร์ PCE
กระบวนการกัดกลุ่มโลหะขนาดเล็กสามารถผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนโดยมีค่าความคลาดเคลื่อนต่ำถึง ±7 ไมครอน ขึ้นอยู่กับวัสดุและความหนาของมัน ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะในบรรดาเทคนิคการผลิตโลหะทางเลือกทั้งหมด บริษัทใช้ระบบต้านทานของเหลวแบบพิเศษเพื่อให้บรรลุอุลตร้า- ชั้นต้านทานแสงที่บาง (2-8 ไมครอน) ช่วยให้มีความแม่นยำมากขึ้นในระหว่างการกัดด้วยสารเคมี ช่วยให้ Etching Group บรรลุขนาดคุณสมบัติที่เล็กมากเพียง 25 ไมครอน รูรับแสงขั้นต่ำ 80 เปอร์เซ็นต์ของความหนาของวัสดุ และค่าความคลาดเคลื่อนของไมครอนหลักเดียวที่สามารถทำซ้ำได้
ตามคำแนะนำ กลุ่ม Etching ของ micrometal สามารถแปรรูปโลหะผสมสแตนเลส นิกเกิล และทองแดงที่มีความหนาสูงสุด 400 ไมครอน โดยมีขนาดคุณสมบัติต่ำถึง 80% ของความหนาของวัสดุ โดยมีความคลาดเคลื่อน ±10% ของความหนา สแตนเลส นิกเกิล และทองแดง และวัสดุอื่นๆ เช่น ดีบุก อลูมิเนียม เงิน ทอง โมลิบดีนัม และไทเทเนียมที่มีความหนามากกว่า 400 ไมครอน สามารถมีขนาดคุณสมบัติได้ต่ำถึง 120% ของความหนาของวัสดุ โดยมีความทนทานต่อ ±10% ของความหนา
PCE แบบดั้งเดิมใช้การต้านทานฟิล์มแห้งที่ค่อนข้างหนา ซึ่งทำให้ความแม่นยำของชิ้นส่วนขั้นสุดท้ายและความคลาดเคลื่อนที่มีอยู่ลดลง และสามารถบรรลุขนาดคุณสมบัติได้เพียง 100 ไมครอนและรูรับแสงขั้นต่ำที่ความหนาของวัสดุ 100 ถึง 200 เปอร์เซ็นต์
ในบางกรณี เทคนิคงานโลหะแบบดั้งเดิมสามารถบรรลุค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมากขึ้น แต่ก็มีข้อจำกัด ตัวอย่างเช่น การตัดด้วยเลเซอร์สามารถมีความแม่นยำถึง 5% ของความหนาของโลหะ แต่ขนาดคุณสมบัติขั้นต่ำนั้นจำกัดไว้ที่ 0.2 มม. PCE สามารถบรรลุมาตรฐานขั้นต่ำได้ มีขนาดคุณสมบัติ 0.1 มม. และช่องเปิดที่เล็กกว่า 0.050 มม. ได้
นอกจากนี้ ต้องรับรู้ว่าการตัดด้วยเลเซอร์เป็นเทคนิคงานโลหะ "จุดเดียว" ซึ่งหมายความว่าโดยทั่วไปจะมีราคาแพงกว่าสำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อน เช่น ตาข่าย และไม่สามารถบรรลุคุณสมบัติความลึก/การแกะสลักที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ของเหลว เช่น เชื้อเพลิงที่ใช้การกัดลึก มีแบตเตอรี่และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพร้อมใช้งาน
การตัดเฉือนที่ปราศจากเสี้ยนและปราศจากความเครียด เมื่อพูดถึงความสามารถในการจำลองความแม่นยำที่แม่นยำและความสามารถในขนาดคุณสมบัติที่เล็กที่สุดของ PCE การปั๊มอาจใกล้เคียงที่สุด แต่ข้อเสียคือความเครียดที่เกิดขึ้นในขณะทำงานโลหะและลักษณะเสี้ยนตกค้าง ของการประทับตรา
ชิ้นส่วนที่มีการประทับตราต้องใช้ขั้นตอนหลังการประมวลผลที่มีราคาแพงและไม่สามารถทำได้ในระยะสั้นเนื่องจากการใช้เครื่องมือเหล็กที่มีราคาแพงในการผลิตชิ้นส่วน นอกจากนี้ การสึกหรอของเครื่องมือยังเป็นปัญหาเมื่อตัดเฉือนโลหะแข็ง ซึ่งมักต้องมีการตกแต่งใหม่ราคาแพงและใช้เวลานาน PCE ได้รับการกำหนดโดยนักออกแบบสปริงดัดงอและนักออกแบบชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนหลายราย เนื่องมาจากคุณสมบัติที่ปราศจากเสี้ยนและความเครียด การสึกหรอของเครื่องมือเป็นศูนย์ และความเร็วในการจ่าย
คุณลักษณะเฉพาะโดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม: คุณลักษณะเฉพาะสามารถถูกออกแบบให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้การพิมพ์หินเนื่องจากมี "ปลาย" ที่มีอยู่ในกระบวนการ ด้วยการควบคุมส่วนปลายที่แกะสลัก จึงสามารถแนะนำโปรไฟล์ได้หลายแบบ ช่วยให้สามารถผลิตขอบตัดที่คมได้ เช่นที่ใช้สำหรับใบมีดทางการแพทย์ หรือช่องเปิดเรียวเพื่อควบคุมการไหลของของไหลในตัวกรอง
การทำเครื่องมือและการออกแบบซ้ำด้วยต้นทุนต่ำ: สำหรับ OEM ในทุกอุตสาหกรรมที่กำลังมองหาชิ้นส่วนโลหะและชุดประกอบที่มีคุณสมบัติครบถ้วน ซับซ้อน และแม่นยำ ปัจจุบัน PCE ถือเป็นเทคโนโลยีที่เลือกใช้ เนื่องจากไม่เพียงแต่ทำงานได้ดีกับรูปทรงที่ยากลำบากเท่านั้น แต่ยังช่วยให้วิศวกรออกแบบมีความยืดหยุ่นใน ปรับเปลี่ยนการออกแบบก่อนถึงจุดผลิต
ปัจจัยสำคัญในการบรรลุเป้าหมายนี้คือการใช้เครื่องมือดิจิทัลหรือแก้ว ซึ่งมีราคาถูกในการผลิตและดังนั้นจึงมีราคาถูกในการเปลี่ยนแม้ไม่กี่นาทีก่อนที่จะเริ่มการผลิต ต้นทุนของเครื่องมือดิจิทัลจะไม่เพิ่มขึ้นตามความซับซ้อนของชิ้นส่วน ซึ่งต่างจากงานปั๊มขึ้นรูป กระตุ้นนวัตกรรมเนื่องจากนักออกแบบมุ่งเน้นไปที่ฟังก์ชันการทำงานของชิ้นส่วนที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมมากกว่าต้นทุน
ด้วยเทคนิคงานโลหะแบบดั้งเดิม อาจกล่าวได้ว่าความซับซ้อนของชิ้นส่วนที่เพิ่มขึ้นเท่ากับต้นทุนที่เพิ่มขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากเครื่องมือที่มีราคาแพงและซับซ้อน ต้นทุนยังเพิ่มขึ้นเมื่อเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมต้องจัดการกับวัสดุที่ไม่ได้มาตรฐาน ความหนา และ ซึ่งทั้งหมดไม่มีผลกระทบต่อต้นทุนของ PCE
เนื่องจาก PCE ไม่ได้ใช้เครื่องมือที่แข็ง การเสียรูปและความเค้นจึงหมดไป นอกจากนี้ ชิ้นส่วนที่ผลิตจะเรียบ มีพื้นผิวที่สะอาด และไม่มีเสี้ยน เนื่องจากโลหะจะถูกละลายออกไปอย่างสม่ำเสมอจนกว่าจะได้รูปทรงที่ต้องการ
บริษัท Micro Metals ได้ออกแบบตารางที่ใช้งานง่ายเพื่อช่วยวิศวกรออกแบบตรวจสอบตัวเลือกการสุ่มตัวอย่างที่มีสำหรับต้นแบบในซีรีส์ใกล้เคียง ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ที่นี่
การสร้างต้นแบบที่ประหยัด: ด้วย PCE ผู้ใช้จะจ่ายเงินต่อแผ่นมากกว่าต่อชิ้นส่วน ซึ่งหมายความว่าส่วนประกอบที่มีรูปทรงต่างกันสามารถประมวลผลได้พร้อมกันด้วยเครื่องมือเดียว ความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนหลายประเภทในการดำเนินการผลิตครั้งเดียวเป็นกุญแจสำคัญในการลดต้นทุนมหาศาล การออมที่มีอยู่ในกระบวนการ
PCE สามารถใช้กับโลหะได้เกือบทุกประเภท ไม่ว่าจะอ่อน แข็ง หรือเปราะ อะลูมิเนียมเจาะได้ยากเนื่องจากความนุ่มนวล และตัดด้วยเลเซอร์ได้ยากเนื่องจากมีคุณสมบัติสะท้อนแสง ความแข็งของไทเทเนียมก็เป็นสิ่งที่ท้าทายเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ไมโครเมทัลได้พัฒนากระบวนการที่เป็นกรรมสิทธิ์และเคมีการแกะสลักสำหรับวัสดุพิเศษทั้งสองนี้ และเป็นหนึ่งในบริษัทแกะสลักไม่กี่แห่งในโลกที่มีอุปกรณ์แกะสลักไทเทเนียม
เมื่อรวมเข้ากับข้อเท็จจริงที่ว่า PCE มีความรวดเร็วโดยธรรมชาติ และเหตุผลที่อยู่เบื้องหลังการเติบโตแบบก้าวกระโดดในการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาก็ชัดเจน
วิศวกรออกแบบหันมาใช้ PCE มากขึ้น เนื่องจากเผชิญกับแรงกดดันในการผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีความแม่นยำขนาดเล็กและซับซ้อนมากขึ้น
เช่นเดียวกับตัวเลือกกระบวนการอื่นๆ ผู้ออกแบบจำเป็นต้องเข้าใจคุณสมบัติเฉพาะของเทคโนโลยีการผลิตที่เลือกเมื่อดูคุณสมบัติและพารามิเตอร์การออกแบบ
ความอเนกประสงค์ของการกัดด้วยภาพถ่ายและข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์ของเทคนิคการผลิตโลหะแผ่นที่มีความแม่นยำ ทำให้เป็นกลไกของนวัตกรรมการออกแบบ และสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างชิ้นส่วนที่ถือว่าเป็นไปไม่ได้อย่างแท้จริงหากใช้เทคนิคการผลิตโลหะทางเลือก


เวลาโพสต์: Feb-26-2022

  • ก่อนหน้า:
  • ต่อไป: