Trawienie chemiczne: Czego konkurencja nie chce, żebyś wiedział!

Wprowadzenie

Istnieje wiele technologii cięcia metalu dostępnych dla producentów OEM. Wiele z nich jest bardzo niszowych w swoich zastosowaniach, często niezdolnych do przetwarzania wystarczająco szerokiej gamy materiałów lub zapewnienia dokładności i precyzji, które są coraz bardziej wymagane w zaawansowanych technologicznie sektorach inżynieryjnych.

Podczas analizy porównawczej technologii, które są w stanie produkować "precyzyjne" części metalowe, pole jest zawężone, a kluczowi gracze są powszechnie uznawani za tłoczenie, wykrawanie, cięcie laserowe i w mniejszym stopniu trawienie chemiczne.

W kontekście tych alternatyw, unikalne właściwości trawienia chemicznego przezwyciężają wiele problemów związanych z tradycyjnymi technologiami cięcia metalu i jako takie - w niektórych przypadkach - w poszukiwaniu opłacalnego rozwiązania do produkcji precyzyjnych części metalowych, trawienie jest jedynym realnym wyborem.

Zacznijmy od projektowania

Przed zagłębieniem się w porównanie trawienia chemicznego z jego tradycyjnymi alternatywami, należy poświęcić trochę czasu na powrót do działu projektowania.

Najlepszy projekt na świecie jest dobry tylko wtedy, gdy można go wyprodukować, dlatego do inżyniera projektu należy zapewnienie, że projektowane części są odpowiednie dla dostępnych procesów produkcyjnych. W związku z tym można śmiało powiedzieć, że ograniczeniem poziomu innowacyjności są często ograniczenia dostępnych technologii produkcyjnych.

Dlaczego więc warto wybrać trawienie chemiczne?

Wytrawianie chemiczne ma wiele atrybutów, które mogą naprawdę stymulować innowacje i "przekraczać granice" dzięki włączeniu trudnych funkcji produktu, ulepszeń, złożoności i wydajności, dlatego ważne jest, aby inżynierowie-projektanci w pełni wykorzystali jego potencjał.

Bardzo często optymalny sukces wiąże się z wczesnym zaangażowaniem specjalisty w dziedzinie trawienia chemicznego. Jeśli prawdziwy potencjał trawienia chemicznego ma zostać wykorzystany, konieczne jest nawiązanie partnerstwa, a nie relacji klient-podwykonawca.

Jakie są zatem kluczowe cechy procesu trawienia chemicznego, które można wykorzystać na etapie projektowania?

Trawienie chemiczne może być stosowane do szerokiego spektrum metali o różnych grubościach i gatunkach (zwykle poniżej 1,5 mm) w arkuszach o wymiarach do 600 x 1500 mm.

Precision Micro posiada w swoich magazynach ponad 2000 rodzajów materiałów, a ponadto może dostarczać specjalistyczne materiały na żądanie, a także pracować z materiałami klienta na zasadzie indywidualnej.

Dokładność - kluczowy czynnik w każdym projekcie.

Możliwe są standardowe tolerancje trawienia ±10% grubości metalu, do minimum ±0,025 mm. Wraz z rozwojem można osiągnąć większą dokładność, podobnie jak cechy komponentów do rozmiarów poniżej standardowego minimum.

Inżynierowie projektujący muszą być również świadomi nieodłącznego "wcięcia" krawędzi powstającego podczas procesu.

Kłykciny wytrawiające mogą być kontrolowane, a tym samym można wprowadzić szereg profili, które umożliwiają wytwarzanie ostrych krawędzi tnących, takich jak te stosowane w ostrzach medycznych, lub stożkowych otworów, takich jak te stosowane do kierowania przepływem płynu w siatkach filtracyjnych.

Trawienie chemiczne nie tylko dobrze radzi sobie z trudnymi geometriami, ale także pozwala projektantom na ogromną elastyczność, ułatwiając dostosowanie projektów aż do momentu produkcji dzięki zastosowaniu cyfrowego oprzyrządowania - o którym więcej poniżej!

Korzyści i analiza porównawcza

Trawienie chemiczne wytwarza płaskie elementy bez naprężeń poprzez selektywne trawienie za pomocą maski fotorezystywnej. Szczególnie dobrze nadaje się do produkcji precyzyjnych części, takich jak siatki i siatki, ramy ołowiane, bipolarne ogniwa paliwowe i płyty wymienników ciepła, precyzyjne sprężyny, podkładki i uszczelki oraz części estetyczne, takie jak wykończenie wnętrza samochodu.

W porównaniu z tradycyjnymi technologiami produkcji metalu, ma ona szereg nieodłącznych zalet.

• Metale nadające się do trawienia mogą być zarówno żelazne, jak i nieżelazne i obejmują stale austenityczne i martenzytyczne, miedzi, mosiądzu i niklu. Obrabiane mogą być również metale trudne w obróbce, takie jak tytan i aluminium, a także stopy wysokotemperaturowe, takie jak Inconel.
• Jako proces obróbki bezdotykowej w temperaturze otoczenia, trawienie chemiczne pozwala uzyskać części w 100% pozbawione zadziorów i naprężeń.
• Oprzyrządowanie do trawienia chemicznego jest cyfrowe, więc nie ma potrzeby rozpoczynania cięcia drogich i trudnych do dostosowania form stalowych. Oznacza to, że duże ilości produktów mogą być reprodukowane przy absolutnie zerowym zużyciu narzędzi, zapewniając, że pierwsza i milionowa wyprodukowana część są dokładnie takie same.
• Ponadto, ponieważ oprzyrządowanie jest cyfrowe, można je dostosowywać i zmieniać niezwykle szybko i ekonomicznie, co czyni je idealnym rozwiązaniem dla inżyniera projektanta, który może poprawiać projekty aż do jedenastej godziny, ale także idealnie nadaje się do prototypów i dużych serii produkcyjnych.

Oszczędność i możliwość dostosowania oprzyrządowania do trawienia chemicznego jest kluczowym bodźcem do swobody projektowania, wraz z możliwością wytwarzania produktów, które mogą wydawać się niemożliwie skomplikowane.

Technologia ta nie stanowi bariery wejścia na rynek. Koszt tworzenia prototypów jest niski, a złożone projekty mogą być tworzone w ciągu kilku dni, z możliwością iteracji w ciągu kilku godzin.

Złożoność bez kosztów

Najczęściej w przypadku tłoczenia złożoność części zwiększa koszty, niezależnie od tego, czy chodzi o zastosowania nisko-, średnio- czy wysokonakładowe. Złożoność produktu oznacza konieczność zastosowania złożonego narzędzia do formowania, a złożone oprzyrządowanie oznacza zwiększone koszty, zwiększone ryzyko awarii narzędzia i wydłużony czas realizacji zamówienia.

Poziom złożoności narzędzia nie ma wpływu na trawienie chemiczne. Nie ma znaczenia pod względem kosztów lub czasu realizacji, jak złożona jest geometria części, a tym samym złożoność cyfrowego oprzyrządowania.

Wytrawianie chemiczne umożliwia również wytwarzanie drobniejszych szczegółów niż jest to możliwe w przypadku tłoczenia, a wszystko to przy minimalnej, jeśli w ogóle, degradacji i deformacji przetwarzanego metalu. Wskaźniki awaryjności są minimalne, a w przeciwieństwie do procesu tłoczenia, każda wyprodukowana część jest absolutnie płaska, co w niektórych zastosowaniach jest absolutnie niezbędne.

"Najlepszym miejscem" jest produkcja złożonych części w małych i średnich seriach produkcyjnych. W przypadku bardzo dużych serii, w których koszty oprzyrządowania są uzasadnione, a projekty nie są zbyt skomplikowane, tłoczenie zazwyczaj stanowi bardziej ekonomiczny proces.

Wnioski

Zaletami trawienia chemicznego są jego niski koszt, wysoka prędkość, elastyczność, przydatność do złożonych projektów i zdolność do wytwarzania elementów bez zadziorów, których właściwości nie zostały zmienione przez ciepło lub naprężenia.

Standardowy czas realizacji dla technologii trawienia chemicznego wynosi około dwóch tygodni roboczych, a nawet ten czas może zostać skrócony w przypadku pilnego zapotrzebowania. W przypadku tłoczenia, samo zaprojektowanie, zbudowanie i debugowanie narzędzia może zająć miesiące.

Być może największe znaczenie mają jednak możliwości, jakie otwierają się przed inżynierami projektantami w zakresie innowacji dzięki zastosowaniu tej wszechstronnej i opłacalnej technologii obróbki metalu.