Guía do enxeñeiro de deseño fotoquímico

Substancia que ten propiedades metálicas e está formada por dous ou máis elementos químicos, polo menos un dos cales é un metal.
Cobre que contén cantidades específicas de elementos de aliaxe engadidos para obter as propiedades mecánicas e físicas necesarias. As aliaxes de cobre máis comúns divídense en seis grupos, cada un contén un dos seguintes elementos de aliaxe principais: Latón: o principal elemento de aliaxe é o cinc;Bronce fosforado: o principal elemento de aliaxe é o estaño;Bronce de aluminio: o principal elemento de aliaxe é o aluminio;Bronce de silicio: o principal elemento de aliaxe é o silicio;cobre-níquel e níquel-prata: o principal elemento de aliaxe é o níquel;e aliaxes de cobre diluídas ou altas que conteñan pequenas cantidades de diversos elementos como berilio, cadmio, cromo ou ferro.
A dureza é unha medida da resistencia dun material á indentación ou ao desgaste da superficie. Non existe un estándar absoluto para a dureza. Para representar cuantitativamente a dureza, cada tipo de proba ten a súa propia escala, que define a dureza. Mídese a dureza da sangría obtida polo método estático. mediante ensaios Brinell, Rockwell, Vickers e Knoop. A dureza sen sangría mídese mediante un método dinámico chamado proba do escleroscopio.
Calquera proceso de fabricación no que se traballa ou mecaniza o metal para darlle unha nova forma a unha peza de traballo. En liñas xerais, o termo inclúe procesos como deseño e disposición, tratamento térmico, manipulación de materiais e inspección.
O aceiro inoxidable ten unha alta resistencia, resistencia á calor, excelente maquinabilidade e resistencia á corrosión. Desenvolvéronse catro categorías xerais para cubrir unha variedade de propiedades mecánicas e físicas para aplicacións específicas. Os catro graos son: CrNiMn 200 series e CrNi 300 series tipo austenítico;tipo cromo martensítico, endurecible serie 400;cromo, tipo ferrítico serie 400 non endurecible;Aliaxes de cromo-níquel endurecibles por precipitación con elementos adicionais para o tratamento da solución e o endurecemento.
Engadida ás ferramentas de carburo de titanio para permitir o mecanizado a alta velocidade de metais duros. Tamén se usa como revestimento de ferramentas. Consulte Ferramenta de revestimento.
As cantidades mínimas e máximas permitidas polo tamaño da peza difiren do estándar establecido e aínda son aceptables.
A peza de traballo suxéitase nun portabrocas, montada nun panel ou suxeitada entre centros e xirada, mentres que unha ferramenta de corte (xeralmente unha ferramenta de punto único) se alimenta ao longo do seu perímetro ou polo seu extremo ou cara.En forma de xiro recto (corte). ao longo do perímetro da peza de traballo);torneado cónico (creando un cónico);torneado por pasos (diámetros de xiro de diferentes tamaños na mesma peza);achaflanado (achaflanado dun bordo ou ombreiro);de cara (cortar o final);Roscas de torneado (xeralmente roscas externas, pero tamén poden ser roscas internas);desbaste (eliminación de metal a granel);e acabados (cizalla lixeira ao final).En tornos, centros de torneado, portabrocas, parafusadoras automáticas e similares.
Como tecnoloxía de procesamento de chapas metálicas de precisión, o gravado fotoquímico (PCE) pode acadar tolerancias estritas, é altamente repetible e, en moitos casos, é a única tecnoloxía que pode fabricar pezas metálicas de precisión de xeito rendible. Require alta precisión e, en xeral, é segura. aplicacións.
Despois de que os enxeñeiros de deseño elixen o PCE como o seu proceso de traballo preferido, é importante que comprendan perfectamente non só a súa versatilidade, senón tamén os aspectos específicos da tecnoloxía que poden influír (e en moitos casos mellorar) no deseño do produto. Este artigo analiza o que deben os enxeñeiros de deseño. apreciar sacar o máximo proveito do PCE e comparar o proceso con outras técnicas de traballo do metal.
PCE ten moitos atributos que estimulan a innovación e "amplian os límites incluíndo características desafiantes do produto, melloras, sofisticación e eficiencia". tratalos como socios de desenvolvemento de produtos, non só fabricantes de subcontratación, permitindo aos OEM optimizar esta multiplicidade no inicio da fase de deseño.O potencial que poden ofrecer os procesos funcionais de metalurgia.
Tamaños de metal e follas: a litografía pódese aplicar ao espectro de metal de varios espesores, calidades, temperos e tamaños de follas. Cada provedor pode mecanizar diferentes espesores de metal con diferentes tolerancias e, ao elixir un socio de PCE, é importante preguntar exactamente sobre o seu tamaño. capacidades.
Por exemplo, cando se traballa co Etching Group de micrometal, o proceso pódese aplicar a chapas finas de metal que van desde 10 micras ata 2000 micras (0,010 mm a 2,00 mm), cun tamaño máximo de folla/compoñente de 600 mm x 800 mm. Metais mecanizables inclúen aceiro e aceiro inoxidable, níquel e aliaxes de níquel, cobre e aliaxes de cobre, estaño, prata, ouro, molibdeno, aluminio. Así como metais difíciles de mecanizar, incluíndo materiais altamente corrosivos como o titanio e as súas aliaxes.
Tolerancias de grabado estándar: as tolerancias son unha consideración fundamental en calquera deseño e as tolerancias PCE poden variar dependendo do grosor do material, do material e das habilidades e experiencia do provedor de PCE.
O proceso de micrometal Etching Group pode producir pezas complexas con tolerancias tan baixas como ± 7 micras, dependendo do material e do seu grosor, o que é único entre todas as técnicas alternativas de fabricación de metal. capas delgadas de fotorresistencia (2-8 micras), que permiten unha maior precisión durante o gravado químico. Permite ao Etching Group acadar tamaños de características extremadamente pequenos de 25 micras, aperturas mínimas do 80 por cento do grosor do material e tolerancias repetibles dun só díxito.
Como guía, o Etching Group de micrometal pode procesar aceiro inoxidable, níquel e aliaxes de cobre de ata 400 micras de espesor con tamaños de características tan baixos como o 80 % do grosor do material, con tolerancias de ± 10 % do grosor. Aceiro inoxidable, níquel e cobre e outros materiais como estaño, aluminio, prata, ouro, molibdeno e titanio de máis de 400 micras poden ter tamaños tan baixos como o 120 % do grosor do material cunha tolerancia de ± 10 % do grosor.
O PCE tradicional usa unha película resistente de película seca relativamente grosa, o que compromete a precisión da peza final e as tolerancias dispoñibles, e só pode acadar tamaños de características de 100 micras e unha apertura mínima de 100 a 200 por cento de grosor do material.
Nalgúns casos, as técnicas tradicionais de traballo metalúrxico poden acadar tolerancias máis estritas, pero hai limitacións.Por exemplo, o corte con láser pode ser preciso ata o 5% do espesor do metal, pero o seu tamaño mínimo de función está limitado a 0,2 mm.PCE pode acadar un estándar mínimo. Son posibles un tamaño da función de 0,1 mm e aberturas inferiores a 0,050 mm.
Ademais, hai que recoñecer que o corte con láser é unha técnica de traballo de metal de "punto único", o que significa que é xeralmente máis caro para pezas complexas como mallas e non pode acadar as características de profundidade/gravado necesarias para dispositivos fluídos como combustibles que usan gravado profundo. As baterías e os intercambiadores de calor están dispoñibles.
Mecanizado sen rebabas e sen estrés. Cando se trata da capacidade de replicar a precisión precisa e as capacidades de tamaño máis pequeno das características do PCE, a estampación pode achegarse máis, pero a compensación é a tensión aplicada durante o traballo do metal e a característica de rebaba residual. de estampación.
As pezas estampadas requiren un post-procesamento caro e non son factibles a curto prazo debido ao uso de ferramentas de aceiro caras para producir as pezas. Ademais, o desgaste das ferramentas é un problema cando se mecanizan metais duros, e moitas veces requiren reformas caras e lentas.PCE é especificado por moitos deseñadores de resortes de flexión e deseñadores de pezas metálicas complexas debido ás súas propiedades sen rebabas e sen estrés, cero desgaste da ferramenta e velocidade de subministración.
Funcións únicas sen custo adicional: pódense deseñar características únicas en produtos fabricados mediante litografía debido ás "puntas" de bordo inherentes ao proceso. Ao controlar a punta gravada, pódense introducir unha serie de perfís que permiten a fabricación de bordos cortantes. como as utilizadas para as láminas médicas ou as aberturas cónicas para dirixir o fluxo de fluído nunha pantalla de filtro.
Ferramentas de baixo custo e iteracións de deseño: para os OEM de todas as industrias que buscan pezas e conxuntos metálicos ricos en funcións, complexos e precisos, PCE é agora a tecnoloxía preferida xa que non só funciona ben con xeometrías difíciles, senón que tamén permite aos enxeñeiros de deseño flexibilidade para realizar axustes nos deseños antes do punto de fabricación.
Un factor importante para conseguilo é o uso de ferramentas dixitais ou de vidro, que son baratas de producir e, polo tanto, baratas de substituír incluso minutos antes de que comece a fabricación. A diferenza da estampación, o custo das ferramentas dixitais non aumenta coa complexidade da peza, que estimula a innovación xa que os deseñadores se centran na funcionalidade optimizada das pezas máis que no custo.
Coas técnicas tradicionais de traballo do metal, pódese dicir que un aumento da complexidade das pezas equivale a un aumento do custo, gran parte do cal é produto de ferramentas caras e complexas. Os custos tamén aumentan cando as tecnoloxías tradicionais teñen que facer fronte a materiais, grosores e espesores non estándar. cualificacións, que non teñen ningún impacto no custo do PCE.
Dado que o PCE non utiliza ferramentas duras, elimínanse as deformacións e as tensións. Ademais, as pezas producidas son planas, teñen superficies limpas e están libres de rebabas, xa que o metal se disolve uniformemente ata conseguir a xeometría desexada.
A empresa Micro Metals deseñou unha táboa fácil de usar para axudar aos enxeñeiros de deseño a revisar as opcións de mostraxe dispoñibles para prototipos próximos á serie, ás que se pode acceder aquí.
Prototipado económico: con PCE, os usuarios pagan por folla en lugar de por peza, o que significa que os compoñentes con diferentes xeometrías poden procesarse simultaneamente cunha única ferramenta. A capacidade de producir varios tipos de pezas nunha única produción é a clave do enorme custo. aforro inherente ao proceso.
O PCE pódese aplicar a case calquera tipo de metal, xa sexa brando, duro ou quebradizo. O aluminio é notoriamente difícil de perforar pola súa suavidade e difícil de cortar con láser polas súas propiedades reflectoras. Do mesmo xeito, a dureza do titanio é un desafío. Por exemplo , Micrometal desenvolveu procesos propietarios e químicas de gravado para estes dous materiais especiais e é unha das poucas empresas de gravado do mundo con equipos de gravado de titanio.
Combínase co feito de que o PCE é inherentemente rápido e a razón de ser do crecemento exponencial da adopción da tecnoloxía nos últimos anos é clara.
Os enxeñeiros de deseño recorren cada vez máis a PCE mentres se enfrontan á presión para fabricar pezas metálicas de precisión máis pequenas e complexas.
Do mesmo xeito que con calquera elección de proceso, os deseñadores deben comprender as propiedades específicas da tecnoloxía de fabricación escollida cando miran as propiedades e os parámetros do deseño.
A versatilidade do fotograbado e as súas vantaxes únicas como técnica de fabricación de chapa metálica de precisión convérteno nun motor de innovación de deseño e realmente se pode usar para crear pezas que se consideraban imposibles se se utilizaban técnicas alternativas de fabricación de metal.