Handleiding voor fotochemische etsontwerpingenieurs

Handleiding voor fotochemische etsontwerpingenieurs

Een stof met metaalachtige eigenschappen en bestaande uit twee of meer chemische elementen, waarvan er minstens één een metaal is.
Koper bevat specifieke hoeveelheden legeringselementen die zijn toegevoegd om de noodzakelijke mechanische en fysische eigenschappen te verkrijgen. De meest voorkomende koperlegeringen zijn onderverdeeld in zes groepen, die elk een van de volgende hoofdlegeringselementen bevatten: Messing – het belangrijkste legeringselement is zink;Fosforbrons – het belangrijkste legeringselement is tin;Aluminiumbrons – het belangrijkste legeringselement is aluminium;Siliciumbrons – het belangrijkste legeringselement is silicium;koper-nikkel en nikkel-zilver – het belangrijkste legeringselement is nikkel;en verdunde legeringen of legeringen met een hoog kopergehalte die kleine hoeveelheden van verschillende elementen bevatten, zoals beryllium, cadmium, chroom of ijzer.
Hardheid is een maatstaf voor de weerstand van een materiaal tegen indrukking of slijtage van het oppervlak. Er bestaat geen absolute norm voor hardheid. Om de hardheid kwantitatief weer te geven, heeft elk type test zijn eigen schaal, die de hardheid definieert. De door de statische methode verkregen indrukkingshardheid wordt gemeten door tests van Brinell, Rockwell, Vickers en Knoop. De hardheid zonder inkepingen wordt gemeten met een dynamische methode die de scleroscooptest wordt genoemd.
Elk productieproces waarbij metaal wordt bewerkt of machinaal bewerkt om een ​​werkstuk een nieuwe vorm te geven. In grote lijnen omvat de term processen zoals ontwerp en lay-out, warmtebehandeling, materiaalbehandeling en inspectie.
Roestvast staal heeft een hoge sterkte, hittebestendigheid, uitstekende bewerkbaarheid en corrosieweerstand. Er zijn vier algemene categorieën ontwikkeld om een ​​reeks mechanische en fysische eigenschappen voor specifieke toepassingen te dekken. De vier kwaliteiten zijn: CrNiMn 200-serie en CrNi 300-serie austenitisch type;chroommartensitisch type, hardbaar 400-serie;chroom, niet-hardbaar ferritisch type 400-serie;Precipitatiehardbare chroom-nikkellegeringen met extra elementen voor oplossingsbehandeling en verouderingsharding.
Toegevoegd aan titaniumcarbidegereedschappen om hogesnelheidsbewerking van harde metalen mogelijk te maken.Ook gebruikt als gereedschapscoating.Zie Coatinggereedschap.
De door de werkstukgrootte toegestane minimale en maximale hoeveelheden wijken af ​​van de gestelde norm en zijn nog steeds acceptabel.
Het werkstuk wordt vastgehouden in een spankop, gemonteerd op een paneel of tussen de middelpunten gehouden en geroteerd, terwijl een snijgereedschap (meestal een gereedschap met één punt) langs de omtrek of door het uiteinde of de voorkant wordt gevoerd. In de vorm van recht draaien (snijden langs de omtrek van het werkstuk);taps draaien (het creëren van een tapsheid);stapsgewijs draaien (draaidiameters van verschillende afmetingen op hetzelfde werkstuk);afschuinen (afschuinen van een rand of schouder);onder ogen zien (het uiteinde afsnijden);Draaiende schroefdraad (meestal externe schroefdraad, maar kan ook interne schroefdraad zijn);voorbewerken (verwijderen van bulkmetaal);en nabewerken (lichte afschuiving aan het uiteinde). Op draaibanken, draaicentra, spanmachines, automatische schroefmachines en soortgelijke machines.
Als precisieplaatbewerkingstechnologie kan fotochemisch etsen (PCE) nauwe toleranties bereiken, is het zeer herhaalbaar en is het in veel gevallen de enige technologie die op kosteneffectieve wijze metalen precisieonderdelen kan vervaardigen. Het vereist hoge precisie en is over het algemeen veilig.key toepassingen.
Nadat ontwerpingenieurs PCE als hun favoriete metaalbewerkingsproces hebben gekozen, is het belangrijk dat zij niet alleen de veelzijdigheid ervan volledig begrijpen, maar ook de specifieke aspecten van de technologie die het productontwerp kunnen beïnvloeden (en in veel gevallen kunnen verbeteren). Dit artikel analyseert wat ontwerpingenieurs moeten doen waardeert het om het meeste uit PCE te halen en vergelijkt het proces met andere metaalbewerkingstechnieken.
PCE heeft veel eigenschappen die innovatie stimuleren en “de grenzen verleggen door uitdagende producteigenschappen, verbeteringen, verfijning en efficiëntie op te nemen”. Het is van cruciaal belang voor ontwerpingenieurs om hun volledige potentieel te bereiken, en micrometaal (waaronder HP Etch en Etchform) pleit voor haar klanten om hen te behandelen als productontwikkelingspartners – en niet alleen als onderaannemers – waardoor OEM’s deze veelheid al vroeg in de ontwerpfase kunnen optimaliseren.Het potentieel dat functionele metaalbewerkingsprocessen kunnen bieden.
Metaal- en plaatformaten: Lithografie kan worden toegepast op het metaalspectrum van verschillende diktes, kwaliteiten, temperaturen en plaatformaten. Elke leverancier kan verschillende diktes metaal bewerken met verschillende toleranties, en bij het kiezen van een PCE-partner is het belangrijk om precies te vragen naar hun mogelijkheden.
Wanneer u bijvoorbeeld met de Etching Group van micrometal werkt, kan het proces worden toegepast op dunne metaalplaten variërend van 10 micron tot 2000 micron (0,010 mm tot 2,00 mm), met een maximale plaat-/componentgrootte van 600 mm x 800 mm. Bewerkbare metalen omvatten staal en roestvrij staal, nikkel en nikkellegeringen, koper en koperlegeringen, tin, zilver, goud, molybdeen, aluminium. Evenals moeilijk te bewerken metalen, waaronder zeer corrosieve materialen zoals titanium en zijn legeringen.
Standaard etstoleranties: Toleranties zijn een belangrijke overweging bij elk ontwerp, en PCE-toleranties kunnen variëren afhankelijk van de materiaaldikte, het materiaal en de vaardigheden en ervaring van de PCE-leverancier.
Het micrometal Etching Group-proces kan complexe onderdelen produceren met toleranties zo laag als ±7 micron, afhankelijk van het materiaal en de dikte ervan, wat uniek is onder alle alternatieve metaalproductietechnieken. Uniek is dat het bedrijf een speciaal vloeistofresistent systeem gebruikt om ultra- dunne (2-8 micron) fotoresistlagen, waardoor grotere precisie mogelijk is tijdens chemisch etsen. Hierdoor kan Etching Group extreem kleine featuregroottes van 25 micron, minimale openingen van 80 procent van de materiaaldikte en herhaalbare microntoleranties van één cijfer bereiken.
Als richtlijn kan de Etching Group van micrometal roestvrij staal, nikkel en koperlegeringen tot een dikte van 400 micron verwerken met kenmerkgroottes zo laag als 80% van de materiaaldikte, met toleranties van ±10% van de dikte. Roestvrij staal, nikkel en koper en andere materialen zoals tin, aluminium, zilver, goud, molybdeen en titanium die dikker zijn dan 400 micron kunnen kenmerkgroottes hebben zo laag als 120% van de materiaaldikte met een tolerantie van ±10% van de dikte.
Traditionele PCE maakt gebruik van relatief dikke droge-filmresist, wat de nauwkeurigheid van het uiteindelijke onderdeel en de beschikbare toleranties in gevaar brengt, en kan alleen kenmerkgroottes van 100 micron en een minimale opening van 100 tot 200 procent materiaaldikte bereiken.
In sommige gevallen kunnen traditionele metaalbewerkingstechnieken nauwere toleranties bereiken, maar er zijn beperkingen. Lasersnijden kan bijvoorbeeld nauwkeurig zijn tot 5% van de metaaldikte, maar de minimale featuregrootte is beperkt tot 0,2 mm. PCE kan een minimumnorm bereiken kenmerkgrootte van 0,1 mm en openingen kleiner dan 0,050 mm zijn mogelijk.
Ook moet worden erkend dat lasersnijden een “single point” metaalbewerkingstechniek is, wat betekent dat het over het algemeen duurder is voor complexe onderdelen zoals mazen, en niet de diepte-/graveereigenschappen kan bereiken die vereist zijn voor vloeibare apparaten zoals brandstoffen met behulp van diepetsen. Batterijen en warmtewisselaars zijn direct verkrijgbaar.
Braamvrij en spanningsvrij bewerken. Als het gaat om het vermogen om de precieze nauwkeurigheid en de kleinste mogelijkheden van PCE te repliceren, komt stempelen misschien het dichtst in de buurt, maar het compromis is de spanning die wordt uitgeoefend tijdens de metaalbewerking en de karakteristieke restbraam. van stempelen.
Gestempelde onderdelen vereisen dure nabewerking en zijn op korte termijn niet haalbaar vanwege het gebruik van dure stalen gereedschappen om de onderdelen te produceren. Bovendien is gereedschapslijtage een probleem bij het bewerken van harde metalen, waardoor vaak dure en tijdrovende renovaties nodig zijn. PCE wordt door veel ontwerpers van buigveren en ontwerpers van complexe metalen onderdelen gespecificeerd vanwege de braam- en spanningsvrije eigenschappen, geen gereedschapsslijtage en de toevoersnelheid.
Unieke kenmerken zonder extra kosten: Unieke kenmerken kunnen worden verwerkt in producten die zijn vervaardigd met behulp van lithografie dankzij de “punten” van de randen die inherent zijn aan het proces. Door de geëtste punt te controleren, kan een reeks profielen worden geïntroduceerd, waardoor scherpe snijkanten kunnen worden vervaardigd. zoals die worden gebruikt voor medische bladen, of taps toelopende openingen voor het richten van de vloeistofstroom in een filterscherm.
Goedkope tooling en ontwerpiteraties: Voor OEM's in alle sectoren die op zoek zijn naar veelzijdige, complexe en nauwkeurige metalen onderdelen en assemblages, is PCE nu de technologie bij uitstek, omdat deze niet alleen goed werkt met moeilijke geometrieën, maar ook de flexibiliteit van ontwerpingenieurs biedt aanpassingen aan ontwerpen aanbrengen vóór het productiepunt.
Een belangrijke factor om dit te bereiken is het gebruik van digitale of glazen gereedschappen, die goedkoop te produceren zijn en daarom goedkoop te vervangen, zelfs minuten voordat de fabricage begint. In tegenstelling tot stempelen nemen de kosten van digitale gereedschappen niet toe met de complexiteit van het onderdeel, dat stimuleert innovatie omdat ontwerpers zich richten op geoptimaliseerde onderdeelfunctionaliteit in plaats van op kosten.
Met traditionele metaalbewerkingstechnieken kan worden gezegd dat een toename van de complexiteit van onderdelen gelijk staat aan een toename van de kosten, waarvan een groot deel het product is van dure en complexe gereedschappen. De kosten stijgen ook wanneer traditionele technologieën te maken hebben met niet-standaard materialen, diktes en afmetingen. kwaliteiten, die allemaal geen invloed hebben op de kosten van PCE.
Omdat PCE geen gebruik maakt van harde gereedschappen, worden vervormingen en spanningen geëlimineerd. Bovendien zijn de geproduceerde onderdelen vlak, hebben ze schone oppervlakken en zijn ze vrij van bramen, omdat het metaal gelijkmatig wordt opgelost totdat de gewenste geometrie is bereikt.
Het bedrijf Micro Metals heeft een gebruiksvriendelijke tabel ontworpen om ontwerpingenieurs te helpen bij het beoordelen van de bemonsteringsopties die beschikbaar zijn voor prototypes die bijna in serie zijn geproduceerd. Deze tabel kunt u hier raadplegen.
Economisch prototyping: Met PCE betalen gebruikers per plaat in plaats van per onderdeel, wat betekent dat componenten met verschillende geometrieën gelijktijdig met één enkel gereedschap kunnen worden verwerkt. De mogelijkheid om meerdere onderdeeltypen in één productierun te produceren is de sleutel tot de enorme kosten besparingen die inherent zijn aan het proces.
PCE kan op vrijwel elk type metaal worden toegepast, of het nu zacht, hard of bros is. Aluminium is notoir moeilijk te ponsen vanwege zijn zachtheid, en moeilijk te lasersnijden vanwege zijn reflecterende eigenschappen. Op dezelfde manier is de hardheid van titanium een ​​uitdaging. Micrometal heeft eigen processen en etschemie ontwikkeld voor deze twee speciale materialen en is een van de weinige etsbedrijven ter wereld met titanium-etsapparatuur.
Combineer dat met het feit dat PCE inherent snel is, en de grondgedachte achter de exponentiële groei in adoptie van de technologie in de afgelopen jaren is duidelijk.
Ontwerpingenieurs wenden zich steeds meer tot PCE omdat ze onder druk staan ​​om kleinere, complexere metalen precisieonderdelen te vervaardigen.
Zoals bij elke proceskeuze moeten ontwerpers de specifieke eigenschappen van de gekozen productietechnologie begrijpen als ze naar ontwerpeigenschappen en parameters kijken.
De veelzijdigheid van foto-etsen en de unieke voordelen ervan als precisietechniek voor het vervaardigen van plaatmetaal maken het tot een motor van ontwerpinnovatie en kunnen werkelijk worden gebruikt om onderdelen te creëren die als onmogelijk werden beschouwd als alternatieve metaalfabricagetechnieken zouden worden gebruikt.


Posttijd: 26 februari 2022

  • Vorig:
  • Volgende: