Photochemical Etch Design Engineer's Guide

Photochemical Etch Design Engineer's Guide

Aine, jolla on metallisia ominaisuuksia ja joka koostuu kahdesta tai useammasta kemiallisesta alkuaineesta, joista vähintään yksi on metalli.
Kupari, joka sisältää tiettyjä määriä seosaineita, joita on lisätty tarvittavien mekaanisten ja fysikaalisten ominaisuuksien saavuttamiseksi. Yleisimmät kupariseokset on jaettu kuuteen ryhmään, joista jokainen sisältää yhden seuraavista pääseosalkuaineista: Messinki – pääseosalkuaine on sinkki;Fosforipronssi – tärkein seosaine on tina;Alumiinipronssi – tärkein seosaine on alumiini;Piipronssi – pääseoselementti on pii;kupari-nikkeli ja nikkeli-hopea – tärkein seosaine on nikkeli;ja laimeat tai runsaskupariset seokset, jotka sisältävät pieniä määriä erilaisia ​​alkuaineita, kuten berylliumia, kadmiumia, kromia tai rautaa.
Kovuus mittaa materiaalin kestävyyttä pinnan painumaa tai kulumista vastaan.Kovuudelle ei ole olemassa absoluuttista standardia.Kvantitatiivisen kovuuden esittämiseksi jokaisella testityypillä on oma asteikkonsa, joka määrittää kovuuden.Staattisella menetelmällä saatu painumakovuus mitataan. Brinell-, Rockwell-, Vickers- ja Knoop-testeillä. Kovuus ilman painaumaa mitataan dynaamisella menetelmällä, jota kutsutaan Scleroscope-testiksi.
Mikä tahansa valmistusprosessi, jossa metallia työstetään tai koneistetaan, jotta työkappaleelle saadaan uusi muoto. Yleisesti käsitteeseen kuuluvat prosessit, kuten suunnittelu ja layout, lämpökäsittely, materiaalin käsittely ja tarkastus.
Ruostumattomalla teräksellä on korkea lujuus, lämmönkestävyys, erinomainen työstettävyys ja korroosionkestävyys. Neljä yleistä luokkaa on kehitetty kattamaan erilaisia ​​mekaanisia ja fysikaalisia ominaisuuksia tiettyihin sovelluksiin. Neljä laatua ovat: CrNiMn 200 -sarja ja CrNi 300 -sarja austeniittista tyyppiä;kromi martensiittinen tyyppi, karkaistu 400-sarja;kromi, ei-karkaistu 400-sarjan ferriittiset tyyppi;Saostuskarkaistuvat kromi-nikkeliseokset lisäelementeillä liuoskäsittelyyn ja ikääntymiskarkaisuun.
Lisätty titaanikarbidityökaluihin kovien metallien nopean koneistuksen mahdollistamiseksi. Käytetään myös työkalujen pinnoitteena. Katso Päällystystyökalu.
Työkappaleen koon sallimat minimi- ja enimmäismäärät poikkeavat asetetusta standardista ja ovat edelleen hyväksyttäviä.
Työkappaletta pidetään istukassa, kiinnitetään paneeliin tai pidetään keskipisteiden välissä ja pyöritetään, kun taas leikkaustyökalua (yleensä yksikärkistä työkalua) syötetään sen kehää pitkin tai sen pään tai pinnan kautta. Suora sorvaus (leikkaus) työkappaleen kehää pitkin);kartiomainen sorvaus (kartion luominen);porrassorvaus (samalla työkappaleella erikokoisten sorvausten halkaisijat);viisto (reunan tai olakkeen viisto);päin (pään leikkaaminen);Kääntökierteet (yleensä ulkokierteet, mutta voivat olla myös sisäkierteitä);rouhinta (irtometallin poisto);ja viimeistely (kevyt leikkaus lopussa).Sorveissa, sorvauskeskuksissa, istukkakoneissa, automaattisissa ruuvikoneissa ja vastaavissa koneissa.
Tarkka metallilevyn työstöteknologiana fotokemiallinen etsaus (PCE) voi saavuttaa tiukat toleranssit, on erittäin toistettavissa ja on monissa tapauksissa ainoa tekniikka, jolla voidaan kustannustehokkaasti valmistaa tarkkuusmetalliosia. Se vaatii suurta tarkkuutta ja on yleensä turvallinen.avain. sovellukset.
Kun suunnitteluinsinöörit ovat valinneet PCE:n ensisijaiseksi metallintyöstöprosessikseen, on tärkeää, että he ymmärtävät täysin sen monipuolisuuden lisäksi myös tekniikan erityispiirteet, jotka voivat vaikuttaa (ja monissa tapauksissa parantaa) tuotesuunnitteluun. Tässä artikkelissa analysoidaan, mitä suunnitteluinsinöörien tulee arvostavat saavansa kaiken irti PCE:stä ja vertaavat prosessia muihin metallintyöstötekniikoihin.
PCE:llä on monia ominaisuuksia, jotka stimuloivat innovaatioita ja "laajentavat rajoja sisällyttämällä siihen haastavia tuoteominaisuuksia, parannuksia, hienostuneisuutta ja tehokkuutta". Suunnitteluinsinöörien on tärkeää saavuttaa täysi potentiaalinsa ja mikrometalli (mukaan lukien HP Etch ja Etchform) kannattaa asiakkaitaan. kohdella niitä tuotekehityskumppaneina – ei vain alihankintavalmistajina – jolloin OEM-valmistajat voivat optimoida tämän moninaisuuden suunnitteluvaiheessa.Toimivien metallintyöstöprosessien tarjoamat mahdollisuudet.
Metalli- ja levykoot: Litografiaa voidaan soveltaa eripaksuisiin, -laatuisiin, -karkaisuisiin ja -kokoisiin metalleihin. Jokainen toimittaja voi työstää eri paksuisia metalleja eri toleransseilla, ja PCE-kumppania valittaessa on tärkeää kysyä tarkasti heidän ominaisuuksistaan. kykyjä.
Esimerkiksi työskenneltäessä mikrometallin Etching Groupin kanssa prosessia voidaan soveltaa ohuille metallilevyille, joiden koko on 10 mikronia - 2000 mikronia (0,010 mm - 2,00 mm), levyn/komponentin enimmäiskoko on 600 mm x 800 mm. Koneistettavat metallit sisältää terästä ja ruostumatonta terästä, nikkeliä ja nikkeliseoksia, kuparia ja kupariseoksia, tinaa, hopeaa, kultaa, molybdeeniä, alumiinia.Sekä vaikeasti työstettävät metallit, mukaan lukien erittäin syövyttävät materiaalit, kuten titaani ja sen seokset.
Vakioetsaustoleranssit: Toleranssit ovat avaintekijä kaikissa suunnittelussa, ja PCE-toleranssit voivat vaihdella riippuen materiaalin paksuudesta, materiaalista ja PCE-toimittajan taidoista ja kokemuksesta.
Mikrometalli Etching Group -prosessilla voidaan valmistaa monimutkaisia ​​osia, joiden toleranssit ovat jopa ±7 mikronia, riippuen materiaalista ja sen paksuudesta, mikä on ainutlaatuinen kaikkien vaihtoehtoisten metallinvalmistustekniikoiden joukossa. Ainutlaatuisesti yritys käyttää erityistä nesteenestojärjestelmää saavuttaakseen ultra- ohuet (2-8 mikronin) fotoresistikerrokset mahdollistavat suuremman tarkkuuden kemiallisen etsauksen aikana. Sen avulla Etching Group voi saavuttaa erittäin pienet 25 mikronin piirteet, 80 prosenttia materiaalin paksuudesta vähintään aukot ja toistettavat yksinumeroiset mikronitoleranssit.
Ohjeena voidaan mainita, että mikrometallin Etching Group pystyy käsittelemään ruostumatonta terästä, nikkeliä ja kupariseoksia, joiden paksuus on enintään 400 mikronia ominaisuuksien koolla jopa 80 % materiaalin paksuudesta ±10 % paksuuden toleransseilla. Ruostumaton teräs, nikkeli ja kupari ja muilla materiaaleilla, kuten tinalla, alumiinilla, hopealla, kullalla, molybdeenillä ja titaanilla, jotka ovat paksumpia kuin 400 mikronia, ominaisuuskoot voivat olla jopa 120 % materiaalin paksuudesta ±10 % paksuuden toleranssilla.
Perinteinen PCE käyttää suhteellisen paksua kuivakalvonestopinnoitetta, mikä vaarantaa lopullisen osan tarkkuuden ja käytettävissä olevat toleranssit ja voi saavuttaa vain 100 mikronin piirrekoot ja 100-200 prosentin materiaalipaksuuden vähimmäisaukon.
Joissakin tapauksissa perinteisillä metallintyöstötekniikoilla voidaan saavuttaa tiukemmat toleranssit, mutta rajoituksia on. Esimerkiksi laserleikkauksen tarkkuus voi olla 5 % metallin paksuudesta, mutta sen vähimmäiskoko on rajoitettu 0,2 mm:iin.PCE voi saavuttaa vähimmäisstandardin Ominaisuuden koko on 0,1 mm ja aukot alle 0,050 mm ovat mahdollisia.
Lisäksi on tunnustettava, että laserleikkaus on "yhden pisteen" metallintyöstötekniikka, mikä tarkoittaa, että se on yleensä kalliimpaa monimutkaisille osille, kuten verkoille, eikä sillä voida saavuttaa nestemäisiltä laitteilta, kuten syväsyövytystä käyttäviltä polttoaineilta vaadittavia syvyys-/kaiverrusominaisuuksia. Paristot ja lämmönvaihtimet ovat helposti saatavilla.
Purseeton ja jännitteetön koneistus. Mitä tulee kykyyn toistaa PCE:n tarkka tarkkuus ja pienin piirrekoko, leimaaminen saattaa olla lähimpänä, mutta kompromissi on metallintyöstössä kohdistettu jännitys ja jäännöspurseominaisuudet. leimaamisesta.
Leimatut osat vaativat kallista jälkikäsittelyä, eivätkä ne ole toteutettavissa lyhyellä aikavälillä, koska osien valmistukseen käytetään kalliita terästyökaluja.Lisäksi työkalujen kuluminen on ongelma kovien metallien työstyksessä, mikä vaatii usein kalliita ja aikaa vieviä kunnostuksia.PCE on monien taivutusjousien suunnittelijoiden ja monimutkaisten metalliosien suunnittelijoiden määrittämä sen purse- ja jännitysvapaiden ominaisuuksien, nollatyökalujen kulumisen ja syöttönopeuden vuoksi.
Ainutlaatuisia ominaisuuksia ilman lisäkustannuksia: Ainutlaatuisia ominaisuuksia voidaan muokata litografialla valmistetuiksi tuotteiksi prosessiin sisältyvien reunan "kärkien" ansiosta. Ohjaamalla syövytettyä kärkeä voidaan ottaa käyttöön useita profiileja, jotka mahdollistavat terävien leikkausreunojen valmistamisen, kuten ne, joita käytetään lääketieteellisissä teriissä, tai suippenevia aukkoja nestevirtauksen ohjaamiseksi suodatinseulassa.
Edulliset työkalut ja suunnittelun iteraatiot: Kaikilla teollisuudenaloilla toimiville OEM-valmistajille, jotka etsivät monipuolisia, monimutkaisia ​​ja tarkkoja metalliosia ja kokoonpanoja, PCE on nyt valittu tekniikka, koska se ei vain toimi hyvin vaikeiden geometrioiden kanssa, vaan myös mahdollistaa suunnittelijoiden joustavuuden tehdä muutoksia malleihin ennen valmistuspaikkaa.
Tärkeä tekijä tämän saavuttamisessa on digitaalisten tai lasityökalujen käyttö, jotka ovat edullisia valmistaa ja siksi halpoja vaihtaa jopa minuutteja ennen valmistuksen alkamista. Toisin kuin leimaaminen, digitaalisten työkalujen hinta ei nouse osan monimutkaisuuden myötä, mikä edistää innovaatioita, kun suunnittelijat keskittyvät optimoituihin osien toimivuuteen kustannusten sijaan.
Perinteisillä metallintyöstötekniikoilla voidaan sanoa, että osien monimutkaisuuden lisääntyminen vastaa kustannusten nousua, josta suuri osa johtuu kalliista ja monimutkaisista työkaluista. Kustannukset nousevat myös, kun perinteiset tekniikat joutuvat käsittelemään epästandardeja materiaaleja, paksuuksia ja laatuja, joilla kaikilla ei ole vaikutusta PCE:n kustannuksiin.
Koska PCE ei käytä kovia työkaluja, muodonmuutos ja jännitys eliminoituvat. Lisäksi valmistetut osat ovat tasaisia, niissä on puhtaat pinnat ja niissä ei ole purseita, koska metalli liukenee tasaisesti pois, kunnes haluttu geometria on saavutettu.
Micro Metals -yritys on suunnitellut helppokäyttöisen taulukon, joka auttaa suunnittelijoita arvioimaan lähes sarjan prototyypeille saatavilla olevia näytteenottovaihtoehtoja, joihin pääset täältä.
Taloudellinen prototyyppien valmistus: PCE:ssä käyttäjät maksavat arkista pikemminkin kuin osasta, mikä tarkoittaa, että eri muotoisia komponentteja voidaan käsitellä samanaikaisesti yhdellä työkalulla. Mahdollisuus tuottaa useita osatyyppejä yhdellä tuotantokierroksella on avain valtaviin kustannuksiin prosessiin sisältyviä säästöjä.
PCE:tä voidaan käyttää lähes mihin tahansa metallityyppiin, olipa se sitten pehmeä, kova tai hauras. Alumiinia on tunnetusti vaikea lävistää sen pehmeyden vuoksi ja vaikea laserleikkaus heijastavien ominaisuuksiensa vuoksi. Samoin titaanin kovuus on haastavaa. Esim. , micrometal on kehittänyt patentoituja prosesseja ja etsauskemikaaleja näille kahdelle erikoismateriaalille ja on yksi harvoista etsausyrityksistä maailmassa, jolla on titaanin etsauslaitteita.
Yhdistä se siihen tosiasiaan, että PCE on luonnostaan ​​nopea, ja syy tekniikan räjähdysmäiseen käyttöönoton takana viime vuosina on selvä.
Suunnitteluinsinöörit kääntyvät yhä enemmän PCE:n puoleen, koska he kohtaavat paineita valmistaa pienempiä, monimutkaisempia tarkkuusmetalliosia.
Kuten minkä tahansa prosessivalinnan yhteydessä, suunnittelijoiden on ymmärrettävä valitun valmistustekniikan erityisominaisuudet tarkastellessaan suunnittelun ominaisuuksia ja parametreja.
Fotoetsauksen monipuolisuus ja sen ainutlaatuiset edut tarkkuuslevyjen valmistustekniikana tekevät siitä suunnitteluinnovaatioiden moottorin ja sitä voidaan todella käyttää sellaisten osien luomiseen, joita pidettiin mahdottomina, jos käytettäisiin vaihtoehtoisia metallinvalmistustekniikoita.


Postitusaika: 26.2.2022

  • Edellinen:
  • Seuraava: