ステンレス鋼はさまざまな工業用途において多くの材料上の利点を備えていますが、選択した加工技術によって、この多用途の金属から作られた部品の品質と完全性が左右されることがあります。
この記事では、さまざまな部品やアセンブリでステンレス鋼を使用する理由を評価し、革新的で高精度な最終製品の製造を可能にする処理技術としての光化学エッチングの役割について説明します。
なぜステンレス鋼を選ぶのでしょうか?ステンレス鋼は、本質的にはクロム含有量が 10% 以上 (重量比) の軟鋼です。クロムを添加することで、ステンレス鋼特有の耐腐食性が得られます。鋼に含まれるクロムによって、鋼の表面に、強靭で密着性があり、目に見えない耐腐食性の酸化クロム膜が形成されます。機械的または化学的に損傷を受けた場合でも、酸素が存在する限り (たとえ微量であっても)、この膜は自己修復します。
クロム含有量を増やし、モリブデン、ニッケル、窒素などの他の元素を添加することで、鋼の耐食性やその他の有用な特性が向上します。
ステンレス鋼には多くの利点があります。まず、この材料は耐腐食性があり、クロムはステンレス鋼にこの特性を与える合金元素です。低合金グレードは大気および純水環境での腐食に耐え、高合金グレードはほとんどの酸、アルカリ溶液、および塩素含有環境での腐食に耐えるため、その特性は処理工場で役立ちます。
特殊な高クロムおよびニッケル合金グレードはスケール形成に耐性があり、高温でも高い強度を維持します。ステンレス鋼は、熱交換器、過熱装置、ボイラー、給水加熱器、バルブ、主流の配管のほか、航空機や航空宇宙用途にも広く使用されています。
清掃も非常に重要な問題です。ステンレス鋼は簡単に清掃できるため、病院、厨房、食品加工工場などの厳格な衛生条件に最適な選択肢となっています。また、ステンレス鋼のメンテナンスが容易な明るい仕上げは、モダンで魅力的な外観を提供します。
最後に、コスト、つまり材料費と生産費、そしてライフサイクルコストを考慮すると、ステンレス鋼は最も安価な材料オプションであることが多く、100%リサイクル可能で、ライフサイクル全体を完了します。
光化学的にエッチングされたマイクロメタル「エッチンググループ」（HP EtchおよびEtchformを含む）は、世界のどこにも匹敵しない精度でさまざまな金属をエッチングします。処理されたシートと箔の厚さは0.003〜2000µmです。しかし、ステンレス鋼は、その汎用性、利用可能なグレードの多さ、関連合金の数の多さ、好ましい材料特性（前述のとおり）、および仕上げの多さにより、多くの会社の顧客にとって依然として第一の選択肢です。ステンレス鋼は、1.4310：（AISI 301）、1.4404：（AISI 316L）、1.4301：（AISI 304）およびよく知られているオーステナイト系金属、さまざまなフェライト、マグネシウム、テンサイト（1.4028 Mo / 7C27Mo2）のマイクロメタルの機械加工を専門とする、幅広い業界の多くのアプリケーションで選択される金属です。二相鋼、インバーおよび合金 42。
光化学エッチング（フォトレジスト マスクを介して金属を選択的に除去し、精密部品を製造する方法）には、従来の板金加工技術に比べて、いくつかの固有の利点があります。最も重要なのは、光化学エッチングでは、処理中に熱や力が使用されないため、材料の劣化がなく部品を製造できることです。さらに、このプロセスでは、エッチング剤の化学作用を使用してコンポーネントの特徴を同時に除去するため、ほぼ無限に複雑な部品を製造できます。
エッチングに使用するツールはデジタルまたはガラス製であるため、高価で取り付けが難しい鋼製の金型を切削する必要がありません。つまり、ツールの摩耗をまったく伴わずに大量の製品を複製できるため、最初に製造された部品と何百万番目に製造された部品が同一であることが保証されます。
デジタルツールとガラスツールは、非常に迅速かつ経済的に（通常 1 時間以内）調整および交換できるため、試作や大量生産に最適です。これにより、経済的損失なしに「リスクのない」設計最適化が可能になります。ターンアラウンド タイムは、やはりツールへの多額の先行投資を必要とするスタンプ部品よりも 90% 高速になると推定されます。
スクリーン、フィルター、スクリーン、曲げ 当社は、スクリーン、フィルター、スクリーン、平ばね、曲げばねを含むさまざまなステンレス鋼部品をエッチングできます。
フィルターとふるいは多くの産業分野で必要とされており、顧客は多くの場合、複雑で極めて高い精度のパラメータを求めています。マイクロメタルの光化学エッチングプロセスは、石油化学産業、食品産業、医療産業、自動車産業向けのさまざまなフィルターとスクリーンの製造に使用されています（光エッチングされたフィルターは、高い引張強度のため、燃料噴射システムと油圧で使用されています）。マイクロメタルは、3次元でのエッチングプロセスを正確に制御できる光化学エッチング技術を開発しました。これにより、複雑な形状の作成が容易になり、グリッドとふるいの製造に適用すると、リードタイムを大幅に短縮できます。さらに、コストを増やすことなく、特別な機能とさまざまな開口部の形状を単一のグリッドに含めることができます。
従来の機械加工技術とは異なり、光化学エッチングは、薄くて精密なステンシル、フィルター、ふるいの製造において、より高度な技術を備えています。
エッチングと同時に金属を除去することで、高価なツールや機械加工のコストをかけずに複数の穴形状を組み込むことができ、フォトエッチングメッシュはバリやストレスがなく、多孔板が変形しやすい箇所でも材料の劣化がありません。
光化学エッチングは、処理される材料の表面仕上げを変えず、表面特性を変えるために金属同士の接触や熱源を使用しません。その結果、このプロセスはステンレス鋼に独特の美的仕上げを与えることができ、装飾用途に適しています。
光化学的にエッチングされたステンレス鋼部品は、ABS ブレーキ システムや燃料噴射システムなど、安全性が重要または過酷な環境での用途でもよく使用されます。エッチングされた曲げ加工は鋼の疲労強度を変えないため、何百万回でも完璧に「曲げる」ことができます。機械加工やルーティングなどの代替機械加工技術では、小さなバリや再鋳造層が残ることが多く、スプリングの性能に影響を与える可能性があります。
光化学エッチングにより、材料粒子内の潜在的な破損箇所が排除され、バリのない再鋳造層の曲げが生成され、製品の長寿命と高い信頼性が保証されます。
概要 鋼鉄とステンレス鋼は、多くの産業用途に最適なさまざまな特性を備えています。従来の板金加工技術では比較的簡単に加工できる材料と思われていますが、光化学エッチングは、複雑で安全性が重要な部品を製造する際にメーカーに大きな利点をもたらします。
エッチングは、硬い工具が必要なく、プロトタイプから大量生産まで迅速に生産でき、部品の複雑さは事実上無制限で、バリやストレスのない部品を製造でき、金属の焼き戻しや特性に影響を与えず、あらゆるグレードの鋼で機能し、精度は ±0.025 mm に達し、リードタイムは数か月ではなく数日単位です。
光化学エッチング プロセスは多用途であるため、数多くの厳しい用途でステンレス鋼部品を製造するための魅力的な選択肢となり、設計エンジニアにとって従来の板金加工技術に固有の障壁を取り除くことでイノベーションを促進します。
金属特性を持ち、2 つ以上の化学元素から構成され、そのうちの少なくとも 1 つは金属である物質。
機械加工中にワークピースのエッジに形成される材料の糸状の部分。多くの場合鋭利です。手やすり、研削ホイールまたはベルト、ワイヤーホイール、研磨繊維ブラシ、ウォータージェット装置、またはその他の方法で除去できます。
合金または材料が錆や腐食に耐える能力。これらはステンレス鋼などの合金に形成されるニッケルとクロムの特性です。
繰り返し応力または変動応力が加わり、その最大値が材料の引張強度を下回ると破壊に至る現象。疲労破壊は、変動応力によって成長する小さな亀裂から始まり、進行します。
指定されたサイクル数にわたって破損せずに耐えられる最大の応力。特に指定がない限り、応力は各サイクル内で完全に反転されます。
金属を加工または機械加工してワークピースに新しい形状を与える製造プロセス。広義には、設計とレイアウト、熱処理、材料の取り扱い、検査などのプロセスが含まれます。
ステンレス鋼は、強度、耐熱性、機械加工性、耐腐食性に優れています。特定の用途のさまざまな機械的特性と物理的特性をカバーするために、4 つの一般カテゴリが開発されました。4 つのグレードは、オーステナイト型の CrNiMn 200 シリーズと CrNi 300 シリーズ、硬化可能なクロム マルテンサイト 400 シリーズ、硬化不可能なクロム 400 シリーズ フェライト タイプ、溶体化処理と時効硬化のための追加元素を含む析出硬化型クロムニッケル合金です。
引張試験において、最大荷重と元の断面積の比。極限強度とも呼ばれます。降伏強度と比較してください。