Ein Stoff mit metallischen Eigenschaften, der aus zwei oder mehr chemischen Elementen besteht, von denen mindestens eines ein Metall ist.
Kupfer, dem bestimmte Mengen an Legierungselementen zugesetzt werden, um die erforderlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu erhalten. Die gebräuchlichsten Kupferlegierungen werden in sechs Gruppen eingeteilt, die jeweils eines der folgenden Hauptlegierungselemente enthalten: Messing – das Hauptlegierungselement ist Zink;Phosphorbronze – das Hauptlegierungselement ist Zinn;Aluminiumbronze – das Hauptlegierungselement ist Aluminium;Siliziumbronze – das Hauptlegierungselement ist Silizium;Kupfer-Nickel und Neusilber – das Hauptlegierungselement ist Nickel;und Legierungen mit verdünntem oder hohem Kupfergehalt, die geringe Mengen verschiedener Elemente wie Beryllium, Cadmium, Chrom oder Eisen enthalten.
Die Härte ist ein Maß für die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber Oberflächeneindrücken oder Verschleiß. Es gibt keinen absoluten Standard für die Härte. Um die Härte quantitativ darzustellen, verfügt jede Testart über eine eigene Skala, die die Härte definiert. Gemessen wird die Eindruckhärte, die mit der statischen Methode ermittelt wird durch Brinell-, Rockwell-, Vickers- und Knoop-Tests. Die Härte ohne Eindruck wird durch eine dynamische Methode namens Skleroskoptest gemessen.
Jeder Herstellungsprozess, bei dem Metall bearbeitet oder bearbeitet wird, um einem Werkstück eine neue Form zu geben. Im Großen und Ganzen umfasst der Begriff Prozesse wie Design und Layout, Wärmebehandlung, Materialhandhabung und Inspektion.
Edelstahl verfügt über eine hohe Festigkeit, Hitzebeständigkeit, ausgezeichnete Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Es wurden vier allgemeine Kategorien entwickelt, um eine Reihe mechanischer und physikalischer Eigenschaften für spezifische Anwendungen abzudecken. Die vier Güten sind: austenitischer Typ CrNiMn 200 und CrNi 300;Chrommartensitischer Typ, härtbar, Serie 400;Chrom, nicht härtbarer ferritischer Typ der 400er-Serie;Ausscheidungshärtbare Chrom-Nickel-Legierungen mit Zusatzelementen zur Lösungsbehandlung und Aushärtung.
Wird zu Titankarbid-Werkzeugen hinzugefügt, um die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Hartmetallen zu ermöglichen. Wird auch als Werkzeugbeschichtung verwendet. Siehe Beschichtungswerkzeug.
Die durch die Werkstückgröße zulässigen Mindest- und Höchstmengen weichen von der eingestellten Norm ab und sind dennoch akzeptabel.
Das Werkstück wird in einem Spannfutter gehalten, auf einer Platte montiert oder zwischen Spitzen gehalten und gedreht, während ein Schneidwerkzeug (normalerweise ein Einspitzwerkzeug) entlang seines Umfangs oder durch sein Ende oder seine Fläche geführt wird. In Form von Geraddrehen (Schneiden). entlang des Umfangs des Werkstücks);Kegeldrehen (Erzeugung eines Kegels);Stufendrehen (Drehen unterschiedlich großer Durchmesser am gleichen Werkstück);Anfasen (Abschrägen einer Kante oder Schulter);zugewandt (das Ende abschneiden);Drehgewinde (normalerweise Außengewinde, können aber auch Innengewinde sein);Schruppen (Massenabtrag von Metall);und Schlichten (leichtes Scheren am Ende). Auf Drehmaschinen, Drehzentren, Futtermaschinen, Schraubautomaten und ähnlichen Maschinen.
Als präzise Blechverarbeitungstechnologie kann das fotochemische Ätzen (PCE) enge Toleranzen erreichen, ist hoch reproduzierbar und in vielen Fällen die einzige Technologie, mit der Präzisionsmetallteile kosteneffizient hergestellt werden können. Sie erfordert eine hohe Präzision und ist im Allgemeinen sicher.schlüssel Anwendungen.
Nachdem sich Konstrukteure für PCE als ihr bevorzugtes Metallbearbeitungsverfahren entschieden haben, ist es wichtig, dass sie nicht nur die Vielseitigkeit vollständig verstehen, sondern auch die spezifischen Aspekte der Technologie, die das Produktdesign beeinflussen (und in vielen Fällen verbessern) können. In diesem Artikel wird analysiert, was Konstrukteure benötigen schätzt es, das Beste aus PCE herauszuholen und vergleicht den Prozess mit anderen Metallbearbeitungstechniken.
PCE verfügt über viele Eigenschaften, die Innovationen anregen und „die Grenzen erweitern, indem anspruchsvolle Produktfunktionen, Verbesserungen, Raffinesse und Effizienz einbezogen werden“. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass Konstrukteure ihr volles Potenzial ausschöpfen, und Mikrometall (einschließlich HP Etch und Etchform) setzt sich für seine Kunden ein Sie als Produktentwicklungspartner zu behandeln – und nicht nur als Subunternehmer –, sodass OEMs diese Vielfältigkeit schon früh in der Designphase optimieren können.Das Potenzial, das funktionale Metallbearbeitungsprozesse bieten können.
Metall- und Blechgrößen: Die Lithographie kann auf das Metallspektrum unterschiedlicher Dicke, Qualität, Härte und Blechgröße angewendet werden. Jeder Lieferant kann unterschiedliche Metalldicken mit unterschiedlichen Toleranzen bearbeiten, und bei der Auswahl eines PCE-Partners ist es wichtig, genau nachzufragen Fähigkeiten.
Wenn Sie beispielsweise mit der Etching Group von Micrometal zusammenarbeiten, kann das Verfahren auf dünne Metallbleche im Bereich von 10 Mikrometer bis 2000 Mikrometer (0,010 mm bis 2,00 mm) angewendet werden, mit einer maximalen Blech-/Komponentengröße von 600 mm x 800 mm. Bearbeitbare Metalle Dazu gehören Stahl und Edelstahl, Nickel und Nickellegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen, Zinn, Silber, Gold, Molybdän, Aluminium sowie schwer zerspanbare Metalle, darunter stark korrosive Materialien wie Titan und seine Legierungen.
Standard-Ätztoleranzen: Toleranzen sind ein wichtiger Aspekt bei jedem Design, und PCE-Toleranzen können je nach Materialstärke, Material und den Fähigkeiten und Erfahrungen des PCE-Lieferanten variieren.
Mit dem Verfahren der Micrometal Etching Group können komplexe Teile mit Toleranzen von nur ±7 Mikrometern hergestellt werden, abhängig vom Material und seiner Dicke, was unter allen alternativen Metallherstellungstechniken einzigartig ist. Einzigartig ist, dass das Unternehmen ein spezielles Flüssigkeitsresistsystem verwendet, um ultra- Dünne (2–8 Mikrometer) Fotolackschichten ermöglichen eine höhere Präzision beim chemischen Ätzen. Dadurch kann die Etching Group extrem kleine Strukturgrößen von 25 Mikrometern, minimale Öffnungen von 80 Prozent der Materialdicke und wiederholbare Toleranzen im einstelligen Mikrometerbereich erreichen.
Als Orientierungshilfe kann die Etching Group von Micrometal Edelstahl, Nickel- und Kupferlegierungen mit einer Dicke von bis zu 400 Mikrometern mit Strukturgrößen von nur 80 % der Materialdicke und Toleranzen von ±10 % der Dicke verarbeiten. Edelstahl, Nickel und Kupfer und andere Materialien wie Zinn, Aluminium, Silber, Gold, Molybdän und Titan mit einer Dicke von mehr als 400 Mikrometern können Strukturgrößen von nur 120 % der Materialdicke mit einer Toleranz von ±10 % der Dicke aufweisen.
Herkömmliche PCE verwenden einen relativ dicken Trockenfilmresist, der die Genauigkeit des Endteils und die verfügbaren Toleranzen beeinträchtigt und nur Strukturgrößen von 100 Mikrometern und eine Mindestöffnung von 100 bis 200 Prozent Materialdicke erreichen kann.
In einigen Fällen können mit herkömmlichen Metallbearbeitungstechniken engere Toleranzen erreicht werden, es gibt jedoch Einschränkungen. Beispielsweise kann das Laserschneiden eine Genauigkeit von 5 % der Metalldicke erreichen, die minimale Strukturgröße ist jedoch auf 0,2 mm begrenzt. Mit PCE kann ein Mindeststandard erreicht werden Strukturgrößen von 0,1 mm und Öffnungen kleiner als 0,050 mm sind möglich.
Außerdem muss berücksichtigt werden, dass es sich beim Laserschneiden um eine „Einpunkt“-Metallbearbeitungstechnik handelt, was bedeutet, dass es bei komplexen Teilen wie Netzen im Allgemeinen teurer ist und nicht die Tiefen-/Gravurmerkmale erzielen kann, die für flüssige Geräte wie Kraftstoffe durch Tiefenätzung erforderlich sind Batterien und Wärmetauscher sind leicht verfügbar.
Gratfreie und spannungsfreie Bearbeitung. Wenn es darum geht, die präzise Genauigkeit und die Fähigkeit zur kleinsten Strukturgröße von PCE zu reproduzieren, kommt das Stanzen vielleicht am nächsten, aber der Kompromiss besteht in der bei der Metallbearbeitung ausgeübten Spannung und der Restgrateigenschaft des Stempelns.
Gestanzte Teile erfordern eine teure Nachbearbeitung und sind aufgrund der Verwendung teurer Stahlwerkzeuge zur Herstellung der Teile kurzfristig nicht realisierbar. Darüber hinaus ist Werkzeugverschleiß ein Problem bei der Bearbeitung von Hartmetallen, was häufig teure und zeitaufwändige Aufarbeitungen erfordert.PCE wird von vielen Konstrukteuren von Biegefedern und Konstrukteuren komplexer Metallteile aufgrund seiner grat- und spannungsfreien Eigenschaften, des Null-Werkzeugverschleißes und der Zuführgeschwindigkeit empfohlen.
Einzigartige Merkmale ohne zusätzliche Kosten: Aufgrund der prozessinhärenten Kantenspitzen können einzigartige Merkmale in lithographisch hergestellte Produkte integriert werden. Durch die Steuerung der geätzten Spitze kann eine Reihe von Profilen eingeführt werden, die die Herstellung scharfer Schneidkanten ermöglichen. B. solche, die für medizinische Klingen verwendet werden, oder konische Öffnungen zum Lenken des Flüssigkeitsflusses in einem Filtersieb.
Kostengünstige Werkzeug- und Design-Iterationen: Für OEMs in allen Branchen, die nach funktionsreichen, komplexen und präzisen Metallteilen und Baugruppen suchen, ist PCE jetzt die Technologie der Wahl, da sie nicht nur gut mit schwierigen Geometrien funktioniert, sondern auch den Konstrukteuren Flexibilität bietet Nehmen Sie Anpassungen an Konstruktionen vor der Herstellung vor.
Ein wesentlicher Faktor, um dies zu erreichen, ist der Einsatz von digitalen oder Glaswerkzeugen, die kostengünstig herzustellen und daher auch wenige Minuten vor Fertigungsbeginn kostengünstig auszutauschen sind. Anders als beim Stanzen steigen die Kosten digitaler Werkzeuge nicht mit der Komplexität des Teils, was der Fall ist stimuliert Innovationen, da sich Designer auf optimierte Teilefunktionalität und nicht auf Kosten konzentrieren.
Bei traditionellen Metallbearbeitungstechniken kann man sagen, dass eine Zunahme der Teilekomplexität mit einem Anstieg der Kosten einhergeht, die größtenteils auf teure und komplexe Werkzeuge zurückzuführen sind. Die Kosten steigen auch, wenn traditionelle Technologien mit nicht standardmäßigen Materialien, Dicken usw. umgehen müssen Qualitäten, die alle keinen Einfluss auf die PCE-Kosten haben.
Da PCE keine harten Werkzeuge verwendet, entfallen Verformungen und Spannungen. Darüber hinaus sind die hergestellten Teile flach, haben saubere Oberflächen und sind gratfrei, da das Metall gleichmäßig abgelöst wird, bis die gewünschte Geometrie erreicht ist.
Das Unternehmen Micro Metals hat eine benutzerfreundliche Tabelle entwickelt, die Konstrukteuren dabei helfen soll, die für seriennahe Prototypen verfügbaren Bemusterungsoptionen zu überprüfen. Hier können Sie darauf zugreifen.
Wirtschaftliches Prototyping: Bei PCE zahlen Anwender pro Blatt und nicht pro Teil, was bedeutet, dass Bauteile mit unterschiedlichen Geometrien gleichzeitig mit einem einzigen Werkzeug bearbeitet werden können. Die Möglichkeit, mehrere Teiletypen in einem einzigen Produktionslauf herzustellen, ist der Schlüssel zu den enormen Kosten prozessbedingte Einsparungen.
PCE kann auf fast jede Metallart angewendet werden, egal ob weich, hart oder spröde. Aluminium ist aufgrund seiner Weichheit bekanntermaßen schwer zu stanzen und aufgrund seiner reflektierenden Eigenschaften schwer mit dem Laser zu schneiden. Ebenso ist die Härte von Titan eine Herausforderung. Beispielsweise Micrometal hat für diese beiden Spezialmaterialien eigene Prozesse und Ätzchemikalien entwickelt und ist eines der wenigen Ätzunternehmen weltweit mit Titan-Ätzgeräten.
Kombiniert man dies mit der Tatsache, dass PCE von Natur aus schnell ist, ist der Grund für das exponentielle Wachstum der Einführung der Technologie in den letzten Jahren klar.
Konstrukteure wenden sich zunehmend an PCE, da sie dem Druck ausgesetzt sind, kleinere, komplexere Präzisionsmetallteile herzustellen.
Wie bei jeder Prozesswahl müssen Designer die spezifischen Eigenschaften der gewählten Fertigungstechnologie verstehen, wenn sie Designeigenschaften und -parameter betrachten.
Die Vielseitigkeit des Fotoätzens und seine einzigartigen Vorteile als Präzisionstechnik zur Blechfertigung machen es zu einem Motor für Designinnovationen und können tatsächlich zur Herstellung von Teilen eingesetzt werden, die mit alternativen Metallfertigungstechniken als unmöglich galten
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Februar 2022