ステンレス鋼は、さまざまな産業用途において多くの材料上の利点を提供しますが、選択される機械加工技術は、この多用途金属で作られた部品の品質と完全性に影響を与える可能性があります。
この記事では、さまざまな部品やアセンブリにステンレス鋼を使用する理論的根拠を評価し、革新的で高精度の最終用途製品の製造を可能にする加工技術としての光化学エッチングの役割について考察します。
ステンレス鋼を選択する理由?ステンレス鋼は本質的に、クロム含有量が 10% 以上 (重量比) の軟鋼です。クロムを添加すると、鋼にステンレス鋼特有の耐食性が与えられます。鋼のクロム含有量鋼の表面に、強靱で粘着性があり、目に見えない耐食性のクロム酸化膜を形成できます。機械的または化学的に損傷した場合でも、酸素が存在していれば（たとえ微量であっても）、膜は自己修復できます。
鋼の耐食性やその他の有用な特性は、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によって強化されます。
ステンレス鋼には多くの利点があります。第一に、材料は耐食性であり、クロムはステンレス鋼にこの品質を与える合金元素です。低合金グレードは大気環境および純水環境での腐食に耐性があります。高合金グレードは、ほとんどの酸、アルカリ溶液、塩素を含む環境での耐腐食性を備えているため、その特性は加工工場で役立ちます。
特別な高クロムおよびニッケル合金グレードは、スケール付着に耐性があり、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、過熱器、ボイラー、給水加熱器、バルブ、主流の配管だけでなく、航空機や航空宇宙用途でも広く使用されています。
洗浄も非常に重要な問題です。ステンレス鋼は簡単に洗浄できるため、病院、キッチン、食品加工工場などの厳しい衛生条件で最初に選択されています。また、ステンレス鋼のメンテナンスが簡単な明るい仕上げは、モダンで魅力的な外観を提供します。外観。
最後に、材料コスト、製造コスト、ライフサイクルコストを考慮してコストを考慮すると、ステンレス鋼は多くの場合最も安価な材料オプションであり、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の「エッチング グループ」 (HP Etch および Etchform を含む) は、世界のどこでも比類のない精度でさまざまな金属をエッチングします。加工されたシートおよびフォイルの厚さは 0.003 ～ 2000 μm の範囲です。ただし、ステンレス鋼は依然として最初の製品です。その多用途性、利用可能な多数のグレード、多数の関連合金、有利な材料特性 (上記のとおり)、および多数の仕上げにより、同社の顧客の多くに選ばれています。 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金属のマイクロメタル、さまざまなフェライト、マテンサイト (1.4028 Mo /7C27Mo2) または二相鋼、インバーおよび合金 42。
光化学エッチング (精密部品を製造するためのフォトレジスト マスクを介した金属の選択的除去) には、従来の板金製造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、材料の劣化を排除しながら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反応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。
エッチングに使用されるツールはデジタルまたはガラスのいずれかであるため、高価で取り付けが難しいスチール製の金型を切断し始める必要はありません。これは、ツールの磨耗をまったくゼロにすることで多数の製品を再生産できることを意味し、最初の製品を保証することができます。製造された部品の百万分の 1 は同一です。
デジタルおよびガラスツールは、非常に迅速かつ経済的に (通常 1 時間以内) 調整および変更できるため、プロトタイピングや大量生産の実行に最適です。これにより、経済的損失を発生させずに「リスクのない」設計の最適化が可能になります。所要時間はプレス加工部品よりも 90% 高速であると推定されており、工具への多額の先行投資も必要です。
スクリーン、フィルター、スクリーン、ベンド 同社は、スクリーン、フィルター、スクリーン、板バネ、ベンドバネなど、さまざまなステンレス鋼部品をエッチングできます。
フィルターやふるいは多くの産業分野で必要とされており、顧客はしばしば複雑で極めて精度の高いパラメーターを要求します。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、その他の産業向けのさまざまなフィルターやスクリーンの製造に使用されています。自動車産業 (フォトエッチングフィルターは、引張強度が高いため、燃料噴射システムや油圧機器に使用されています)。micrometal は、3 次元でのエッチングプロセスの正確な制御を可能にす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、グリッドや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、コストを増加させることなく、特殊な機能やさまざまな開口形状を単一のグリッドに組み込むことができます。
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。
エッチング中に金属を同時に除去することで、高価な工具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、フォトエッチングされたメッシュにはバリがなく、多孔板が変形しやすい材料劣化によるストレスもありません。
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間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審美性の高い仕上げを提供できます。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コンポーネントは、ABS ブレーキ システムや燃料噴射システムなど、安全性が重要な用途や極限環境の用途でもよく使用されます。このプロセスでは疲労強度が変わらないため、エッチングされた曲げ部分は何百万回も完全に「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、スプリングの性能に影響を与える可能性のある小さなバリや再鋳造層が残ることがよくあります。
光化学エッチングにより、材料粒子内の潜在的な破壊部位が除去され、バリのない再鋳造層の曲げが生成され、長い製品寿命とより高い信頼性が確保されます。
まとめ 鋼鉄とステンレス鋼は、多くの汎用産業用途に最適な幅広い特性を備えています。従来の板金製造技術で加工するのは比較的簡単な材料とみなされていますが、光化学エッチングは、複雑で安全性が重要な製品を製造する場合にメーカーに大きな利点をもたらします。部品。
エッチングはハードツールを必要とせず、プロトタイプから大量生産までの迅速な生産を可能にし、実質的に無制限の部品の複雑さを実現し、バリや応力のない部品を製造し、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に作用し、精度を達成します。 ±0.025 mm のリードタイムはすべて、月単位ではなく日単位です。
光化学エッチングプロセスの多用途性により、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っており、設計エンジニアにとって従来の板金製造技術に固有の障壁が取り除かれるため、イノベーションが促進されます。
金属の性質を持ち、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 つが金属である物質。
機械加工中にワークピースの端に形成される材料のフィラメント状の部分。多くの場合、鋭利です。手動ヤスリ、砥石車またはベルト、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びや腐食に耐える能力。これらは、ステンレス鋼などの合金で形成されるニッケルとクロムの特性です。
材料の引張強さよりも小さい最大値の応力が繰り返しまたは変動した場合に破壊が生じる現象。疲労破壊は、応力の変動下で成長する小さな亀裂から始まり、進行性です。
指定されたサイクル数にわたって故障することなく維持できる最大応力。特に明記されていない限り、応力は各サイクル内で完全に逆転します。
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、この用語には、設計とレイアウト、熱処理、マテリアルハンドリング、検査などのプロセスが含まれます。
ステンレス鋼は、高強度、耐熱性、優れた機械加工性、耐食性を備えています。特定の用途向けにさまざまな機械的および物理的特性をカバーするために 4 つの一般的なカテゴリが開発されています。4 つのグレードは次のとおりです。CrNiMn 200 シリーズおよび CrNi 300 シリーズ オーステナイト タイプ。クロムマルテンサイト系、焼入性400シリーズ。クロム、非硬化性の400シリーズフェライトタイプ。溶体化処理および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。
引張試験において、元の断面積に対する最大荷重の比率。極限強度とも呼ばれます。降伏強度と比較します。