Proces wytrawiania stali nierdzewnej: Jak działa wytrawianie stali nierdzewnej?

Co to jest wytrawianie stali nierdzewnej i jak działa?

Wytrawianie stali nierdzewnej to proces wytrawiania metali, który wykorzystuje metale korozyjne do wytrawiania złożonych i precyzyjnych elementów ze stali nierdzewnej. Proces ten jest preferowany w nowoczesnej obróbce metali ze względu na wysoką precyzję i niski wskaźnik awaryjności.

Proces wytrawiania stali nierdzewnej rozpoczyna się od metalu laminowanego światłoczułym fotorezystem, który jest naświetlany światłem UV w celu przeniesienia obrazu CAD komponentu. Obszary nienaświetlonego fotorezystu są usuwane (wywoływane), a następnie spryskiwane środkiem wytrawiającym w celu dokładnego usunięcia niezabezpieczonej stali nierdzewnej. Pozostały fotorezyst jest usuwany (stripowany), aby odsłonić ostateczny wytrawiony element.

Oprzyrządowanie do wytrawiania stali nierdzewnej 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 jest dokładnie taka sama.

Ponadto cyfrowe oprzyrządowanie można dostosować i zmienić niezwykle szybko i ekonomicznie, często w ciągu godziny, dzięki czemu idealnie nadaje się zarówno do prototypów, jak i dużych serii produkcyjnych.

Pozwala to na "wolną od ryzyka" optymalizację projektu bez ponoszenia kosztów finansowych. Szacuje się, że czas realizacji jest o 90% krótszy niż w przypadku części tłoczonych, przy czym tłoczenie wymaga również znacznych początkowych inwestycji w produkcję form.

Trawienie chemiczne otwiera drzwi dla innowacji i odsuwa wiele barier związanych z tradycyjną obróbką blach.

Ekonomiczność i zdolność adaptacji oprzyrządowania fototrawionego jest kluczowym bodźcem do swobody projektowania, wraz z jego zdolnością do wytwarzania skomplikowanych produktów. Ponieważ koszt tworzenia prototypów jest niski, nie ma bariery wejścia, a złożone projekty można wyprodukować w ciągu kilku dni.

Wytrawione elementy ze stali nierdzewnej

Proces wytrawiania stali nierdzewnej nadaje się do prawie każdego elementu metalowego o grubości od 0,01 mm do 1,5 mm.

Poniżej znajduje się kilka przykładów produktów, w których wytrawianie stali nierdzewnej naprawdę stanowi wartość dodaną.

Siatki, filtry i sita

W przeciwieństwie do konwencjonalnych technologii obróbki, trawienie chemiczne oferuje wyższy poziom złożoności podczas produkcji cienkich, precyzyjnych siatek stalowych , filtrów i sit.

Dzięki jednoczesnemu usuwaniu metalu, można zastosować wiele geometrii otworów bez ponoszenia wysokich kosztów narzędzi lub obróbki. Tam, gdzie perforowane arkusze są podatne na zniekształcenia, siatka fototrawiona jest wolna od zadziorów i naprężeń przy zerowej degradacji materiału.

Precyzyjna siatka ze stali nierdzewnej o grubości 150 mikronów stosowana w urządzeniach do wykrywania promieniowania jest wytrawiana przez Precision Micro z zachowaniem precyzyjnych tolerancji (poniżej standardowej grubości materiału ±10%) i posiada krytyczny układ siatki w kształcie plastra miodu.

Biorąc pod uwagę, że siatka ma rozmiar 600 mm x 600 mm, tłoczenie okazało się nieekonomiczne ze względu na inwestycje wymagane w oprzyrządowanie do prasowania.

Cięcie laserowe nie było w stanie osiągnąć wymaganych tolerancji na tak dużej powierzchni i powodowało niepożądane zadziory wokół każdego otworu siatki.

Wytrawianie nie niszczy powierzchni stali, zapewniając wysoce estetyczne wykończenie.

Wytrawianie stali nierdzewnej nie zmienia wykończenia powierzchni materiału. Nie ma kontaktu metal-metal ani źródła ciepła, które mogłyby uszkodzić powierzchnię, oferując wysoce estetyczne wykończenie.

Samochodowe maskownice głośników ze złożonymi układami otworów i grawerowaniem powierzchni są dostarczane przez Precision Micro do producentów OEM z branży motoryzacyjnej w wielomilionowych ilościach każdego roku. Oprzyrządowanie wymagane do produkcji maskownic jest zbyt skomplikowane do tłoczenia, a wzór siatki jest zbyt złożony do cięcia laserowego.

Dowiedz się więcej o wytrawianych siatkach, filtrach i sitach

Sprężyny giętkie i membrany

Często używane w zastosowaniach o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa lub w ekstremalnych warunkach, takich jak układy hamulcowe ABS, biosensory medyczne lub wtrysk paliwa, wytrawione złącza elastyczne mogą "zginać się" miliony razy bezbłędnie, ponieważ wytrawianie nie zmienia wytrzymałości zmęczeniowej stali.

Środowisko rzadko jest bardziej ekstremalne niż przestrzeń kosmiczna, dlatego Thales Cryogenics, wiodący producent specjalistycznego sprzętu kriogenicznego, nawiązał współpracę z Precision Micro w zakresie produkcji giętkich elementów ze stali nierdzewnej wykorzystywanych w satelitarnej chłodnicy kriogenicznej.

Początkowo firma Thales rozważała zastosowanie drutowej obróbki elektroerozyjnej, zanim zdecydowała się na wytrawianie chemiczne, ale proces ten pozostawiłby na częściach niewielkie zadziory i warstwy, które pogorszyłyby wydajność sprężyny.

Wytrawianie chemiczne wyeliminowało potencjalne miejsca pęknięć w ziarnie materiału, tworząc zgięcia wolne od zadziorów i warstw wtórnych, zapewniając długą żywotność produktu i wyższą niezawodność.

Przeczytaj więcej o wytrawianych sprężynach giętkich

Płytki bipolarne ogniw paliwowych, płytki chłodzące i urządzenia hydrauliczne

Gatunki stali nierdzewnej o podwyższonym poziomie chromu dobrze nadają się do urządzeń fluidalnych stosowanych w wymiennikach ciepła ciecz-ciecz lub ciecz-gaz, ogniwach paliwowych i płytach chłodzących, ponieważ oferują wyższy poziom odporności na korozję.

Złożone rowki wykonane na powierzchni tych płyt, które są następnie układane i łączone w celu utworzenia kanałów, są dobrze przystosowane do trawienia chemicznego, ponieważ mogą być obrabiane po obu stronach w jednym procesie.

Podczas gdy obróbka CNC i tłoczenie mogą być używane do obróbki i profilowania tych kanałów, mogą one pogorszyć płaskość i wprowadzić naprężenia i zadziory. Oprzyrządowanie do tłoczenia może być również powolne i nieekonomiczne w produkcji, spowalniając i zwiększając koszty harmonogramów rozwoju.

Przeczytaj więcej o płytkach bipolarnych ogniw paliwowych

Podsumowanie

Stal i stale nierdzewne wykazują szereg właściwości, które sprawiają, że idealnie nadają się do wielu zastosowań w przemyśle.

Proces trawienia oferuje producentom znaczące korzyści podczas produkcji złożonych i krytycznych dla bezpieczeństwa elementów ze stali nierdzewnej.

Zalety te obejmują:

• Brak kosztownego oprzyrządowania
• Szybkie przejście od prototypu do produkcji
• Niemal nieograniczona złożoność części
• Komponenty odporne na zadziory i naprężenia
• Właściwości metalu bez zmian
• Odpowiedni dla wszystkich gatunków, oferujący dokładność do ±0,025 mm
• Czas realizacji mierzony w kilku dniach, a nie tygodniach lub miesiącach.

Wszechstronność wytrawiania stali nierdzewnej w połączeniu z 60-letnim doświadczeniem Precision Micro sprawia, że jest to atrakcyjna opcja do produkcji komponentów ze stali nierdzewnej w wielu wymagających zastosowaniach.

Może również stymulować innowacje, usuwając przeszkody związane z tradycyjnymi technologiami obróbki blachy.