광화학 식각 설계 엔지니어 가이드

광화학 식각 설계 엔지니어 가이드

두 가지 이상의 화학원소로 구성되어 있으며 그 중 적어도 하나는 금속인 금속성 성질을 갖는 물질.
필요한 기계적 및 물리적 특성을 얻기 위해 특정 양의 합금 원소가 추가된 구리. 가장 일반적인 구리 합금은 6개 그룹으로 나뉘며, 각 그룹은 다음과 같은 주요 합금 원소 중 하나를 포함합니다. 황동 – 주요 합금 원소는 아연입니다.인청동 – 주요 합금 원소는 주석입니다.알루미늄 청동 – 주요 합금 원소는 알루미늄입니다.실리콘 청동 - 주요 합금 원소는 실리콘입니다.구리-니켈 및 니켈-은 – 주요 합금 원소는 니켈입니다.베릴륨, 카드뮴, 크롬 또는 철과 같은 다양한 원소를 소량 함유한 희석 또는 고농도 구리 합금.
경도는 표면 압흔 또는 마모에 대한 재료의 저항성을 측정한 것입니다. 경도에 대한 절대적인 표준은 없습니다. 경도를 정량적으로 나타내기 위해 각 유형의 테스트에는 경도를 정의하는 고유한 척도가 있습니다. 정적 방법으로 얻은 압입 경도를 측정합니다. Brinell, Rockwell, Vickers 및 Knoop 테스트에 의해 압흔이 없는 경도는 Sclerscope 테스트라는 동적 방법으로 측정됩니다.
공작물에 새로운 형태를 부여하기 위해 금속을 가공하거나 가공하는 모든 제조 공정. 광범위하게 이 용어에는 설계 및 레이아웃, 열처리, 자재 취급 및 검사와 같은 공정이 포함됩니다.
스테인레스강은 높은 강도, 내열성, 뛰어난 기계 가공성 및 내식성을 갖고 있습니다. 특정 용도에 맞는 다양한 기계적 및 물리적 특성을 포괄하기 위해 4가지 일반 범주가 개발되었습니다. 4가지 등급은 CrNiMn 200 시리즈 및 CrNi 300 시리즈 오스테나이트계 유형입니다.크롬 마르텐사이트계, 경화성 400 시리즈;크롬, 비경화성 400 시리즈 페라이트계;용체화 처리 및 시효 경화를 위한 추가 요소가 포함된 석출 경화형 크롬-니켈 합금입니다.
티타늄 카바이드 공구에 첨가되어 초경금속의 고속 가공이 가능합니다. 공구 코팅으로도 사용됩니다. 코팅 공구를 참조하세요.
공작물 크기에 따라 허용되는 최소 및 최대 수량은 설정된 표준과 다르며 여전히 허용됩니다.
공작물은 척에 고정되거나 패널에 장착되거나 중심 사이에 고정되어 회전하는 반면 절삭 공구(일반적으로 단일 포인트 공구)는 둘레를 따라 또는 끝이나 면을 통해 공급됩니다. 직선 터닝(절단)의 형태 공작물의 둘레를 따라);테이퍼 선삭(테이퍼 생성);단계 터닝(동일한 공작물에 대해 다양한 크기의 터닝 직경);모따기(가장자리 또는 어깨를 베벨링);직면 (끝 절단);나사산 터닝(일반적으로 외부 나사산이지만 내부 나사산일 수도 있음)황삭(대량 금속 제거);및 정삭(끝 부분의 가벼운 전단). 선반, 터닝 센터, 척 기계, 자동 나사 기계 및 이와 유사한 기계.
정밀 판금 가공 기술인 광화학 에칭(PCE)은 엄격한 공차를 달성할 수 있고, 반복성이 높으며, 많은 경우 정밀 금속 부품을 비용 효율적으로 제조할 수 있는 유일한 기술이며, 높은 정밀도가 필요하며 일반적으로 안전합니다. 응용 프로그램.
설계 엔지니어가 선호하는 금속 가공 프로세스로 PCE를 선택한 후에는 PCE의 다양성뿐만 아니라 제품 설계에 영향을 줄 수 있는(많은 경우 향상시킬 수 있는) 기술의 특정 측면을 완전히 이해하는 것이 중요합니다. 이 기사에서는 설계 엔지니어가 수행해야 할 사항을 분석합니다. PCE를 최대한 활용하고 프로세스를 다른 금속 가공 기술과 비교하는 데 감사드립니다.
PCE는 혁신을 촉진하고 "도전적인 제품 기능, 향상, 정교함 및 효율성을 포함하여 경계를 확장"하는 많은 특성을 가지고 있습니다. 설계 엔지니어가 잠재력을 최대한 발휘하는 것이 중요하며 마이크로메탈(HP Etch 및 Etchform 포함)은 고객을 옹호합니다. 하도급 제조업체가 아닌 제품 개발 파트너로 대우하여 OEM이 설계 단계 초기에 이러한 다양성을 최적화할 수 있도록 합니다.기능성 금속 가공 공정이 제공할 수 있는 잠재력.
금속 및 시트 크기: 리소그래피는 다양한 두께, 등급, 템퍼 및 시트 크기의 금속 스펙트럼에 적용될 수 있습니다. 각 공급업체는 서로 다른 공차로 서로 다른 두께의 금속을 가공할 수 있으며, PCE 파트너를 선택할 때 파트너에 대해 정확히 문의하는 것이 중요합니다. 능력.
예를 들어, micrometal의 Etching Group과 작업할 때 이 프로세스는 10미크론에서 2000미크론(0.010mm~2.00mm) 범위의 얇은 금속 시트에 적용할 수 있으며 최대 시트/구성 요소 크기는 600mm x 800mm입니다. 가공 가능한 금속 강철 및 스테인리스강, 니켈 및 니켈 합금, 구리 및 구리 합금, 주석, 은, 금, 몰리브덴, 알루미늄이 포함됩니다. 티타늄 및 그 합금과 같은 부식성이 강한 재료를 포함하여 가공하기 어려운 금속도 포함됩니다.
표준 에칭 공차: 공차는 모든 설계에서 중요한 고려 사항이며 PCE 공차는 재료 두께, 재료, PCE 공급업체의 기술 및 경험에 따라 달라질 수 있습니다.
마이크로메탈 에칭 그룹(Micrometal Etching Group) 공정은 재료와 두께에 따라 허용 오차가 ±7미크론에 불과한 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 모든 대체 금속 제조 기술 중에서 고유한 것입니다. 얇은(2-8 미크론) 포토레지스트 층으로 화학적 에칭 중 정밀도가 향상됩니다. 이를 통해 Etching Group은 25미크론의 매우 작은 피처 크기, 재료 두께의 80%에 해당하는 최소 조리개 및 반복 가능한 한 자릿수 미크론 공차를 달성할 수 있습니다.
참고로, micrometal의 Etching Group은 최대 400미크론 두께의 스테인리스강, 니켈 및 구리 합금을 재료 두께의 80%만큼 낮은 형상 크기와 두께의 ±10% 공차로 처리할 수 있습니다.스테인리스강, 니켈 및 구리 주석, 알루미늄, 은, 금, 몰리브덴, 티타늄과 같이 400미크론보다 두꺼운 기타 재료는 두께의 ±10% 허용 오차로 재료 두께의 120%만큼 낮은 피처 크기를 가질 수 있습니다.
기존 PCE는 상대적으로 두꺼운 건식 필름 레지스트를 사용하므로 최종 부품 정확도와 사용 가능한 공차가 손상되고 100미크론의 피처 크기와 100~200% 재료 두께의 최소 조리개만 달성할 수 있습니다.
어떤 경우에는 전통적인 금속 가공 기술로 더 엄격한 공차를 달성할 수 있지만 제한 사항이 있습니다. 예를 들어 레이저 절단은 금속 두께의 5%까지 정확할 수 있지만 최소 형상 크기는 0.2mm로 제한됩니다. PCE는 최소 표준을 달성할 수 있습니다. 0.1mm의 피처 크기와 0.050mm보다 작은 개구부가 가능합니다.
또한 레이저 절단은 "단일 지점" 금속 가공 기술이라는 점을 인식해야 합니다. 즉, 메쉬와 같은 복잡한 부품의 경우 일반적으로 비용이 더 많이 들고 딥 에칭을 사용하는 연료와 같은 유체 장치에 필요한 깊이/조각 기능을 얻을 수 없습니다. 배터리와 열교환기는 쉽게 구할 수 있습니다.
버(Burr) 및 응력 없는 가공.PCE의 정밀한 정확도와 가장 작은 피처 크기 기능을 재현하는 능력에 있어서는 스탬핑이 가장 가까울 수 있지만 금속 가공 중에 가해지는 응력과 잔류 버 특성이 트레이드오프입니다. 스탬핑의.
스탬핑된 부품은 고가의 후처리가 필요하며 부품 생산에 고가의 강철 툴링을 사용하기 때문에 단기적으로는 실현 가능하지 않습니다. 또한 공구 마모는 단단한 금속을 가공할 때 문제가 되며 종종 비용과 시간이 많이 소요되는 보수 작업이 필요합니다.PCE 버 및 응력이 없는 특성, 공구 마모 없음 및 공급 속도로 인해 많은 벤딩 스프링 설계자와 복잡한 금속 부품 설계자가 지정합니다.
추가 비용이 없는 고유한 기능: 공정에 내재된 모서리 "팁"으로 인해 리소그래피를 사용하여 제조된 제품에 고유한 기능을 엔지니어링할 수 있습니다. 에칭된 팁을 제어하면 다양한 프로파일을 도입할 수 있어 날카로운 절단 모서리를 제조할 수 있습니다. 예를 들어 의료용 칼날에 사용되는 것, 필터 스크린의 유체 흐름을 유도하기 위한 테이퍼형 개구부 등이 있습니다.
저렴한 툴링 및 설계 반복: 기능이 풍부하고 복잡하며 정밀한 금속 부품 및 어셈블리를 찾는 모든 업계의 OEM이 PCE를 선택하는 기술은 어려운 형상에도 잘 작동할 뿐만 아니라 설계 엔지니어가 다음 작업을 수행할 수 있는 유연성을 제공하기 때문입니다. 제조 시점 이전에 디자인을 조정합니다.
이를 달성하는 주요 요인은 생산 비용이 저렴하므로 제작이 시작되기 몇 분 전에도 교체할 수 있는 저렴한 디지털 또는 유리 도구를 사용하는 것입니다. 스탬핑과 달리 디지털 도구의 비용은 부품의 복잡성에 따라 증가하지 않습니다. 설계자가 비용보다는 최적화된 부품 기능에 집중함으로써 혁신을 촉진합니다.
전통적인 금속 가공 기술을 사용하면 부품 복잡성의 증가는 비용의 증가와 동일하다고 말할 수 있으며, 그 중 대부분은 비싸고 복잡한 툴링의 산물입니다. 또한 기존 기술이 비표준 재료, 두께 및 재료를 처리해야 하는 경우에도 비용이 증가합니다. 등급은 모두 PCE 비용에 영향을 미치지 않습니다.
PCE는 단단한 도구를 사용하지 않기 때문에 변형과 응력이 제거됩니다. 또한 원하는 형상이 달성될 때까지 금속이 균일하게 용해되므로 생산된 부품은 평평하고 표면이 깨끗하며 버가 없습니다.
Micro Metals 회사는 설계 엔지니어가 거의 시리즈 프로토타입에 사용할 수 있는 샘플링 옵션을 검토하는 데 도움이 되도록 사용하기 쉬운 테이블을 설계했습니다. 여기에서 액세스할 수 있습니다.
경제적인 프로토타입 제작: PCE를 사용하면 사용자는 부품당이 아닌 시트당 비용을 지불합니다. 즉, 서로 다른 형상의 구성요소를 단일 도구로 동시에 처리할 수 있습니다. 단일 생산 실행에서 여러 부품 유형을 생산할 수 있는 능력이 막대한 비용의 핵심입니다. 프로세스에 내재된 절감 효과.
PCE는 부드럽거나 단단하거나 부서지기 쉬운 거의 모든 금속 유형에 적용할 수 있습니다. 알루미늄은 부드러움으로 인해 펀칭하기 어렵고 반사 특성으로 인해 레이저 절단이 어렵기로 악명이 높습니다. 마찬가지로 티타늄의 경도도 까다롭습니다. 예를 들어 , micrometal은 이 두 가지 특수 재료에 대한 독점 프로세스와 에칭 화학 물질을 개발했으며 티타늄 에칭 장비를 갖춘 세계에서 몇 안 되는 에칭 회사 중 하나입니다.
이를 PCE가 본질적으로 빠르다는 사실과 결합하면 최근 몇 년 동안 이 기술 채택이 기하급수적으로 증가한 이유는 분명합니다.
설계 엔지니어는 더 작고 복잡한 정밀 금속 부품을 제조해야 한다는 압력에 직면하면서 점점 PCE로 눈을 돌리고 있습니다.
모든 프로세스 선택과 마찬가지로 설계자는 설계 특성과 매개변수를 볼 때 선택한 제조 기술의 특정 특성을 이해해야 합니다.
포토 에칭의 다양성과 정밀 판금 제조 기술로서의 고유한 장점은 이를 설계 혁신의 엔진으로 만들고 대체 금속 제조 기술을 사용하면 불가능하다고 간주되었던 부품을 만드는 데 실제로 사용될 수 있습니다.


게시 시간: 2022년 2월 26일

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