Trawienie chemiczne a cięcie konwencjonalne: Jak wypadają w porównaniu?

Geometria części, czas, jakość cięcia i dokładność mają wpływ na decyzję o wyborze tłoczenia, cięcia laserowego, cięcia strumieniem wody, elektroformowania, elektrodrążenia drutowego lub trawienia chemicznego, mniej znanej, ale często wybieranej technologii dla najbardziej złożonych, krytycznych dla bezpieczeństwa i precyzyjnych części.

Aby zrozumieć, jak każda metoda wypada w porównaniu, przeczytaj poniżej, aby zapoznać się z naszą analizą trawienia chemicznego w porównaniu z konwencjonalnymi metodami cięcia.

Trawienie chemiczne

Po pierwsze, ważne jest, aby zrozumieć proces trawienia chemicznego i jego zalety.

Trawienie chemiczne, określane również jako obróbka fotochemiczna, frezowanie chemiczne lub fototrawienie, to proces obróbki blachy, który wykorzystuje chemiczne środki trawiące do tworzenia złożonych i niezwykle dokładnych precyzyjnych komponentów z niemal każdego metalu.

Sam proces polega na "drukowaniu" projektu komponentu na laminowanym arkuszu metalu za pomocą fotorezystu przy użyciu światła UV. Obszary fotorezystu, które nie zostały wydrukowane, są usuwane, odsłaniając metal przed jego całkowitym wytrawieniem.

Tłoczenie metali

Tłoczenie, znane również jako prasowanie, to proces produkcyjny, w którym płaskie arkusze metalu są umieszczane w prasie tłoczącej i narzędziu. Powierzchnia matrycy formuje metal w pożądany kształt.

Trawienie chemiczne a tłoczenie metalu

Wraz z rozwojem trendów w kierunku miniaturyzacji, mikrotłoczenie stało się równie powszechne jak trawienie chemiczne. Istnieje jednak wyraźna przewaga jednego procesu nad drugim w oparciu o efektywność kosztową, czas realizacji, złożoność projektu oraz jakość i dokładność.

Efektywność kosztowa

Tłoczenie wymaga znacznych nakładów czasu i pieniędzy na oprzyrządowanie i instalację. Jedna matryca do tłoczenia może kosztować tysiące, a do tego dochodzą dodatkowe koszty konfiguracji i konserwacji, które pojawiają się z czasem. Trawienie chemiczne charakteryzuje się niskimi lub zerowymi kosztami oprzyrządowania.

Czas realizacji

Czas realizacji tłoczenia zaczyna się od 6 do 8 tygodni na samo przygotowanie oprzyrządowania. Nawet po ukończeniu narzędzia do tłoczenia, wymagany jest dodatkowy czas na ustawienie oprzyrządowania w prasie tłoczącej. Czas realizacji wytrawiania chemicznego może wynosić kilka godzin, co oznacza, że możesz otrzymać wytrawione części, zanim narzędzie do tłoczenia będzie gotowe.

Złożoność projektu

Trawienie chemiczne zapewnia większą elastyczność, niezależnie od tego, jak skomplikowany jest projekt. Dzieje się tak dlatego, że nie wymaga inwestycji w oprzyrządowanie i ma bardzo krótki czas realizacji. Modyfikacja dowolnego projektu za pomocą tłoczenia wymaga zupełnie nowej matrycy i inwestycji w oprzyrządowanie i konfigurację. Wszystko to oznacza, że trawienie chemiczne jest również idealne dla małych ilości prototypów i produkcji na skalę przemysłową.

Jakość cięcia

Precyzyjna technologia mikroprodukcji polegająca na trawieniu chemicznym oznacza, że można osiągnąć wyższy poziom dokładności. Wytrawione części są również wolne od zadziorów i naprężeń, w przeciwieństwie do części tłoczonych, które zwykle mają częściowe zadziory i naprężenia na krawędzi tnącej. Zadziory i naprężenia mogą mieć wpływ na wydajność komponentów.

Cięcie laserowe

Cięcie laserowe wykorzystuje wąską wiązkę światła do tworzenia pożądanego wzoru lub kształtu na powierzchni. Laser jest kierowany przez kontroler, który wybiera kierunek, rozmiar i intensywność wiązki podczas cięcia metalu. Rodzaje laserów używanych do tego celu obejmują lasery gazowe, diodowe i półprzewodnikowe.

Trawienie chemiczne a cięcie laserowe

Chociaż oba procesy są godne zaufania, istnieje kilka różnic między trawieniem chemicznym a cięciem laserowym.

Efektywność kosztowa

Cięcie laserowe może być dobrym rozwiązaniem w przypadku produkcji małoseryjnej i prototypowania. Jednak w przypadku masowej produkcji przemysłowej, trawienie chemiczne ma przewagę i jest bardziej opłacalne.

Czas realizacji

Wytrawianie chemiczne pozwala na jednoczesne wytwarzanie wielu części, podczas gdy cięcie laserowe nie jest w stanie tego zrobić i może zajmować się tylko jednym komponentem na raz. Proces trawienia wytwarza dużą liczbę produktów w każdym cyklu. Cięcie laserowe ma przewagę szybkości, gdy wielkość produkcji jest niska, ale jeśli chodzi o produkcję przemysłową, trawienie chemiczne ma krótszy czas realizacji.

Złożoność projektu

Zarówno trawienie chemiczne, jak i cięcie laserowe są elastyczne w projektowaniu. Gdy projekt jest niezwykle złożony, cięcie laserowe trwa znacznie dłużej, ponieważ zajmuje się tylko jedną częścią lub elementem naraz. Trawienie chemiczne może pracować nad całym projektem w tym samym czasie i dostarczyć ogromną ilość produktu w jednym cyklu.

Jakość cięcia

Precyzyjny proces trawienia chemicznego nie zmienia właściwości metali, takich jak twardość, plastyczność i struktura ziarna. Ponadto można tworzyć niezwykle precyzyjne cienkie części metalowe, które są wolne od zadziorów i naprężeń. Z kolei cięcie laserowe jest procesem termicznym, co oznacza, że naprężenia termiczne i mikro zadziory są nieuniknione.

Podsumowując, trawienie chemiczne jest lepszym wyborem w przypadku średnio- i wielkoseryjnej produkcji precyzyjnych elementów metalowych lub złożonych projektów, w których ważna jest jakość cięcia i dokładność.

Cięcie strumieniem wody

Cięcie strumieniem wody to przemysłowy proces produkcyjny wykorzystujący strumień wody pod wysokim ciśnieniem skupiony w wiązkę przez dyszę do cięcia materiałów. Może być stosowany do cięcia metali, szkła, granitu, drewna lub gumy.

Trawienie chemiczne a cięcie strumieniem wody

Cięcie strumieniem wody jest często wybierane jako metoda cięcia, ponieważ oferuje dobre tolerancje dla części grubszych niż 12 mm. Jeśli jednak chcesz produkować cienkie części blaszane na dużą skalę, lepszym rozwiązaniem jest trawienie chemiczne - zwłaszcza jeśli wymagana jest wysoka precyzja.

Efektywność kosztowa

Podczas gdy cięcie strumieniem wody wiąże się z wysokimi kosztami operacyjnymi, trawienie chemiczne nie wymaga narzędzi ani kosztów konfiguracji. W przypadku ekonomicznego rozwiązania zarówno dla małych prototypów, jak i dużej produkcji przemysłowej, trawienie chemiczne jest najlepszym wyborem.

Czas realizacji

Podobnie jak w przypadku cięcia laserowego, cięcie strumieniem wody musi przetwarzać każdy element indywidualnie, jeden po drugim. Jest to znacznie wolniejszy proces niż wytrawianie, które odbywa się jednocześnie i w dużych ilościach. W przypadku bardziej złożonych prototypów lub produkcji przemysłowej, trawienie ma krótszy czas realizacji niż cięcie strumieniem wody.

Wszechstronność

Dostępna jest szeroka gama metali zarówno do trawienia chemicznego, jak i cięcia strumieniem wody.

Jeśli zajdzie potrzeba aktualizacji projektu, oba procesy można szybko dostosować bez dodatkowych kosztów i konfiguracji.

Jakość cięcia

Podczas gdy cięcie strumieniem wody może szybko dostosować projekty, nie może się równać z trawieniem chemicznym pod względem jakości i dokładności produkcji. Podczas gdy maszyny do cięcia strumieniem wody nie powodują zniekształceń, mogą one powodować zamglenia w pobliżu cięcia. Trawienie nie powoduje żadnych zniekształceń i może tworzyć doskonałe ostre krawędzie bez zadziorów i naprężeń.

Elektroformowanie

Elektroformowanie to proces formowania metalu poprzez elektrodepozycję. Proces ten odbywa się w kąpieli elektrolitycznej i obejmuje dwie elektrody (anodę i katodę) oraz roztwór elektrolityczny. Trzpień jest umieszczany w kąpieli, a elektrody przepuszczają prąd stały przez roztwór. Prąd stały przekształca jony metali w atomy, które są stale osadzane na przewodzących obszarach trzpienia, aż do uzyskania pożądanej grubości metalu.

Trawienie chemiczne a elektroformowanie

Podczas gdy elektroformowanie jest procesem produkcji addytywnej, proces subtraktywnego trawienia chemicznego ma pewne podobieństwa jako dwie szybkie, dokładne i opłacalne metody tworzenia precyzyjnych części metalowych.

Efektywność kosztowa

Zarówno trawienie chemiczne, jak i elektroformowanie pozwalają na większą dokładność i węższe tolerancje. W zależności od projektu i specyfikacji produktu, trawienie chemiczne jest bardziej opłacalne niż elektroformowanie ze względu na większe ilości, które można wyprodukować w tym procesie.

Czas realizacji

Zarówno wytrawianie chemiczne, jak i elektroformowanie oferują krótkie czasy realizacji, z elastycznymi dostawami od prototypu do produkcji seryjnej.

Złożoność projektu

Zarówno trawienie chemiczne, jak i elektroformowanie mogą przetwarzać niezwykle złożone projekty z dużą dokładnością. Ograniczeniem elektroformowania są materiały, ponieważ elektroformować można głównie nikiel i miedź. Niemal każdy metal może być trawiony chemicznie bez ograniczeń co do twardości materiałów.

Jakość i dokładność

Trawienie chemiczne charakteryzuje się wysokim poziomem dokładności i precyzji, który jest możliwy do osiągnięcia podczas produkcji. Podczas gdy elektroformowanie ma podobnie wysoki poziom precyzji i dokładności, proces ten nie nadaje się do ostrych kątów i głębokich lub wąskich wgłębień.

Elektrodrążarka drutowa

Elektrodrążenie drutowe lub obróbka elektroerozyjna (EDM) to proces obróbki wykorzystujący iskry elektryczne do formowania metalowych kształtów. To właśnie z powodu tych iskier EDM jest czasami określana jako obróbka iskrowa. W tym procesie pożądany kształt jest wycinany z metalu, gdy między dwiema elektrodami dochodzi do wyładowań elektrycznych. Podczas iskrzenia w metalu wykonywane są nacięcia, które tworzą zamierzony kształt i oddzielają go od blachy.

Elektrodrążenie drutowe wykorzystuje drut jako elektrodę narzędzia. Drut jest nawinięty między dwiema szpulami, a podczas ruchu aktywna część drutu stale się przełącza, zapobiegając erozji materiału z samego drutu.

Trawienie chemiczne a elektrodrążenie drutowe

Elektrodrążenie drutowe oferuje precyzyjne cięcie części z dużą swobodą projektowania, ale istnieją różnice oferowane przez trawienie chemiczne, które sprawiają, że jest to preferowany proces obróbki.

Efektywność kosztowa

Koszt sprzętu wymaganego do obróbki w procesie elektrodrążenia drutowego jest niewiarygodnie wysoki. Kosztowne jest również oprzyrządowanie. Oba te czynniki nie stanowią problemu w przypadku trawienia chemicznego, dzięki czemu jest to bardziej opłacalny proces obróbki.

Czas realizacji

Podczas gdy nowoczesne maszyny EDM mogą zautomatyzować proces tak, aby działał przez noc, nie łagodzi to w pełni powolności procesu. Dla porównania, trawienie chemiczne może wyprodukować partie komponentów w mniej niż 24 godziny.

Wszechstronność

Ze względu na proces związany z wycinaniem drutowym EDM - usuwanie materiału za pomocą szybko powtarzających się, kontrolowanych ładunków elektrycznych wzdłuż metalowego drutu - metoda ta jest ograniczona tylko do metali przewodzących prąd elektryczny. Trawienie chemiczne nie ma takich ograniczeń i może być stosowane do obróbki niemal każdego metalu.

Jakość i dokładność

Chociaż obróbka elektroerozyjna może wytwarzać małe części z metali przewodzących, proces ten może powodować problemy z produktem końcowym. Ze względu na wysoką temperaturę, rozszerzalność cieplna, odpuszczanie i zmiany strukturalne mogą wpływać na jakość i dokładność. Podczas obróbki mogą również wystąpić zadziory.

Trawienie chemiczne: podstawowa metoda cięcia

Z tego badania trawienia chemicznego i tradycyjnych metod cięcia jasno wynika, że w zależności od geometrii komponentów, trawienie może mieć wyraźne zalety w zakresie efektywności kosztowej, krótkich czasów realizacji, przydatności do złożonych projektów i może tworzyć wysokiej jakości i dokładne części, które są wolne od zadziorów dzięki eliminacji ciepła lub naprężeń.

W Precision Micro można oczekiwać standardowego czasu realizacji trawienia chemicznego wynoszącego około dwóch do trzech tygodni, ale może on być krótszy, aby sprostać pilnemu zapotrzebowaniu dzięki elastyczności trawienia chemicznego. Tego samego nie można powiedzieć o tradycyjnych metodach cięcia, których dostosowanie może zająć znacznie więcej czasu.

Niezależnie od tego, czy szukasz płytek mikroprzepływowych, perforowanych blach czy innych kluczowych komponentów, Precision Micro dysponuje opłacalną technologią obróbki metalu wymaganą do wykonania zadania w wyjątkowym standardzie.

Skontaktuj się z nami już dziś, aby omówić swój kolejny projekt!