Trawienie chemiczne precyzyjnych części do zastosowań krytycznych dla bezpieczeństwa

Jeśli chodzi o produkcję bogatych w funkcje, złożonych części metalowych do zastosowań o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, producenci coraz częściej sięgają po trawienie chemiczne, preferując inne, bardziej tradycyjne technologie produkcji metali.

Pytanie tylko dlaczego!

Obróbka metalu, gdy zaczynasz pracować nad powtarzalną precyzją, nie jest dla osób o słabych nerwach. Szczególnie w zastosowaniach o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa niezwykle ważne jest, aby wybrany proces produkcyjny nie zmieniał ani nie zagrażał naturze obrabianego metalu.

To właśnie w tym obszarze wiele technologii obróbki metalu zawodzi. Na przykład wykrawanie, tłoczenie oraz cięcie laserowe i wodne powodują znaczne naprężenia i degradację obrabianego metalu, a gdy obrabiany metal staje się cieńszy, powszechnymi problemami są odkształcenia cieplne i rozdrabnianie materiału.

Jako proces produkcyjny, trawienie chemiczne ma kluczową cechę, jeśli chodzi o integralność części, a mianowicie to, że podczas procesu produkcyjnego nie wpływa ani nie pogarsza właściwości materiału.

Zadziory i zgrubne cięcia, które są związane z bardziej tradycyjnymi technologiami obróbki metalu, są również eliminowane podczas stosowania trawienia fotochemicznego, które jest również dobrze dostosowane do nietypowych kształtów i cech produktu. Charakter procesu oznacza, że złożoność cech nie jest problemem, a w wielu przypadkach trawienie chemiczne jest jedynym procesem produkcyjnym, który może pomieścić określone geometrie części.

Ponadto, podczas gdy trawienie chemiczne może być stosowane na różnych grubościach metalu, może ono również działać na ultracienkiej blasze, nawet tak niskiej jak 10-mikronowa folia.

Poza pozytywnymi atrybutami tego procesu w zakresie końcowej obróbki części metalowych, trawienie chemiczne charakteryzuje się również opłacalnością i wszechstronnością na etapie tworzenia narzędzi. Oprzyrządowanie do trawienia chemicznego jest cyfrowe, a zatem znacznie tańsze niż oprzyrządowanie do alternatywnych technologii produkcji metali. Oznacza to, że wielokrotne iteracje projektu i wynikające z nich zmiany oprzyrządowania w celu zapewnienia integralności wytwarzanych części nie stanowią istotnego problemu w przypadku trawienia chemicznego.

Firma Precision Micro była zaangażowana w liczne projekty produkcyjne, w których produkowane części i komponenty były przeznaczone do zastosowań o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa. Na myśl przychodzi kilka niedawnych studiów przypadku, jeden w sektorze urządzeń medycznych, a drugi w sektorze lotniczym, z których oba wymagały absolutnej integralności i wydajności części.

W dziedzinie najnowocześniejszych technologii diagnostycznych, Precision Micro współpracowało z Highland Biosciences w celu wyprodukowania tak zwanych miniaturowych biosensorów "kamertonowych", składających się z trzech mikrozębów lub zębów ze stali nierdzewnej, które rezonują tysiące razy na sekundę, wykrywając mikroskopijne zmiany grubości, gęstości i lepkości ciekłych próbek oraz przekształcając wykrywanie toksyn bakteryjnych w sygnały elektroniczne.

Cykl innowacji dla biosensorów był bardzo napięty, a także istotne było, aby właściwości materiału nie uległy zmianie podczas produkcji, co wykluczyło tłoczenie i cięcie laserowe, ale wykorzystało mocne strony trawienia chemicznego. Ponieważ każdy wyprodukowany biosensor wymagał idealnie czystej powierzchni, aby zapewnić spójne przyleganie powłoki powierzchniowej, firma Precision Micro opracowała dedykowaną operację czyszczenia po zakończeniu procesu, wspieraną przez w 100% zautomatyzowaną inspekcję optyczną.

Dla Highland Biosciences bardzo ważna była możliwość otrzymywania precyzyjnych i czystych komponentów przy minimalnych wymaganiach dotyczących dalszego przetwarzania. Biosensory są kluczową częścią mikrowiskozymetru firmy, w związku z czym nie było miejsca na kompromisy. Doświadczenie Precision Micro w trawieniu chemicznym i innowacje w udoskonalaniu procesu produkcyjnego były kluczowe dla powodzenia projektu, a za pracę w tym obszarze firma otrzymała uznanie od Technology Strategy Board w Wielkiej Brytanii.

Podczas gdy krytyczny charakter bezpieczeństwa produktów medycznych jest oczywisty, a wymóg zerowego wskaźnika awaryjności jest najważniejszy, inny projekt w dziedzinie produkcji satelitów również podkreśla konieczność starannego wyboru procesu produkcyjnego przez producentów OEM.

Firma Precision Micro współpracowała z wiodącym deweloperem i producentem specjalistycznego sprzętu kriogenicznego nad elastycznym elementem o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, przeznaczonym do stosowania w satelitarnej chłodnicy kriogenicznej. Klient potrzebował opłacalnego, niezawodnego i szybkiego procesu produkcyjnego dla swoich zgięć, które miały być używane w ekstremalnym środowisku - przestrzeni kosmicznej! Zgięcia te musiały działać zgodnie z przeznaczeniem przez długi czas. Awaria nie wchodziła w grę! W końcu, jeśli komponent ulegnie awarii w przestrzeni kosmicznej, nie ma szans na jego wymianę.

Klient rozważał obróbkę skrawaniem i okablowanie przed wyborem trawienia chemicznego jako technologii produkcji, ale obie technologie pozostawiały niewielkie zadziory na częściach i odlewanych warstwach, które zagrażały wydajności. Jak już wspomniano, trawienie chemiczne charakteryzuje się tym, że nie powoduje naprężeń w obrabianym materiale i nie pozostawia zadziorów.

Podczas gdy koszt jest zawsze istotną kwestią przy ocenie alternatywnych technologii produkcji, w przypadku niszowych i wysoce krytycznych części, takich jak zgięcia do zastosowań satelitarnych, jego znaczenie jest dopasowane do lokalizacji i zastosowania procesu, który gwarantuje dokładność, powtarzalność i zgodność z niezwykle wymagającymi tolerancjami i utrzymaniem integralności materiału. Kluczowe dla klienta było wyeliminowanie potencjalnych miejsc pęknięć w ziarnie, a było to możliwe tylko przy zachowaniu spójności wymaganej dzięki zastosowaniu trawienia chemicznego i wiedzy specjalistycznej Precision Micro.

To tylko dwa przykłady z szerokiej gamy projektów realizowanych przez Precision Micro w zakresie produkcji komponentów o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa. Trawienie fotochemiczne jest dokładnie dostosowane do takich zastosowań, które wymagają małych, precyzyjnych, złożonych, bogatych w funkcje części bez zadziorów i bez zmian związanych z naprężeniami w metalu, które mogą wystąpić przy użyciu alternatywnych technologii formowania metalu. Wykorzystanie cyfrowego oprzyrządowania do trawienia chemicznego zapewnia również, że wielokrotne iteracje oprzyrządowania - które są często niezbędne do udoskonalenia precyzyjnego charakteru tak skomplikowanych części metalowych - nie są kosztowne pod względem czasu ani pieniędzy.

Wszystkie te cechy sprawiają, że trawienie chemiczne jest preferowanym procesem produkcyjnym dla szczególnie krytycznych i wymagających zastosowań o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa.