Substance ayant des propriétés métalliques et constituée de deux ou plusieurs éléments chimiques, dont au moins un est un métal.
Cuivre contenant des quantités spécifiques d'éléments d'alliage ajoutés pour obtenir les propriétés mécaniques et physiques nécessaires. Les alliages de cuivre les plus courants sont divisés en six groupes, chacun contenant l'un des principaux éléments d'alliage suivants : Laiton – le principal élément d'alliage est le zinc ;Bronze phosphoreux – le principal élément d’alliage est l’étain ;Bronze d'aluminium – le principal élément d'alliage est l'aluminium ;Bronze au silicium – le principal élément d’alliage est le silicium ;cuivre-nickel et nickel-argent – le principal élément d'alliage est le nickel ;et des alliages dilués ou à haute teneur en cuivre contenant de petites quantités de divers éléments tels que le béryllium, le cadmium, le chrome ou le fer.
La dureté est une mesure de la résistance d'un matériau à l'indentation ou à l'usure de la surface. Il n'existe pas de norme absolue pour la dureté. Pour représenter quantitativement la dureté, chaque type de test a sa propre échelle, qui définit la dureté. La dureté d'indentation obtenue par la méthode statique est mesurée par les tests Brinell, Rockwell, Vickers et Knoop. La dureté sans indentation est mesurée par une méthode dynamique appelée test Scléroscope.
Tout processus de fabrication dans lequel le métal est travaillé ou usiné pour donner une nouvelle forme à une pièce. De manière générale, le terme inclut des processus tels que la conception et la disposition, le traitement thermique, la manipulation des matériaux et l'inspection.
L'acier inoxydable présente une résistance élevée, une résistance à la chaleur, une excellente usinabilité et une excellente résistance à la corrosion. Quatre catégories générales ont été développées pour couvrir une gamme de propriétés mécaniques et physiques pour des applications spécifiques. Les quatre nuances sont : série CrNiMn 200 et type austénitique série CrNi 300 ;type martensitique au chrome, série 400 durcissable ;chrome, type ferritique non durcissable série 400 ;Alliages chrome-nickel durcissables par précipitation avec des éléments supplémentaires pour le traitement en solution et le durcissement par vieillissement.
Ajouté aux outils en carbure de titane pour permettre l'usinage à grande vitesse des métaux durs. Également utilisé comme revêtement d'outils. Voir Outil de revêtement.
Les quantités minimales et maximales autorisées par la taille de la pièce diffèrent de la norme établie et restent acceptables.
La pièce à usiner est maintenue dans un mandrin, montée sur un panneau ou maintenue entre les pointes et tournée, tandis qu'un outil de coupe (généralement un outil à pointe unique) est alimenté le long de son périmètre ou à travers son extrémité ou sa face. Sous forme de tournage droit (coupe le long du périmètre de la pièce);tournage conique (création d'un cône);tournage pas à pas (tournage de diamètres de tailles différentes sur la même pièce) ;chanfreinage (chanfreinage d'un bord ou d'un épaulement) ;face (couper l'extrémité);Filetages tournants (généralement des filetages externes, mais peuvent également être des filetages internes) ;ébauche (enlèvement de métal en vrac);et finition (léger cisaillement en bout). Sur tours, centres de tournage, machines à mandrin, machines à décolleter automatiques et machines similaires.
En tant que technologie de traitement de précision de la tôle, la gravure photochimique (PCE) peut atteindre des tolérances serrées, est hautement reproductible et, dans de nombreux cas, constitue la seule technologie capable de fabriquer de manière rentable des pièces métalliques de précision. Elle nécessite une haute précision et est généralement sûre. applications.
Une fois que les ingénieurs de conception ont choisi le PCE comme procédé de travail des métaux préféré, il est important qu'ils comprennent parfaitement non seulement sa polyvalence, mais également les aspects spécifiques de la technologie qui peuvent influencer (et dans de nombreux cas améliorer) la conception du produit. Cet article analyse ce que les ingénieurs de conception doivent apprécie de tirer le meilleur parti du PCE et compare le processus à d’autres techniques de travail des métaux.
Le PCE possède de nombreux attributs qui stimulent l'innovation et « repoussent les limites en incluant des fonctionnalités de produit complexes, des améliorations, une sophistication et une efficacité ». Il est essentiel que les ingénieurs de conception atteignent leur plein potentiel, et micrométal (y compris HP Etch et Etchform) défend les intérêts de ses clients. de les traiter comme des partenaires de développement de produits – et non comme de simples fabricants sous-traitants – permettant aux équipementiers d’optimiser cette multiplicité dès le début de la phase de conception.Le potentiel que peuvent offrir les processus fonctionnels de travail des métaux.
Tailles de métal et de tôle : la lithographie peut être appliquée à un spectre de métaux de différentes épaisseurs, qualités, états et tailles de tôles. Chaque fournisseur peut usiner différentes épaisseurs de métal avec différentes tolérances, et lors du choix d'un partenaire PCE, il est important de se renseigner exactement sur son capacités.
Par exemple, lorsque vous travaillez avec le groupe Etching de micrometal, le processus peut être appliqué à des tôles minces allant de 10 microns à 2 000 microns (0,010 mm à 2,00 mm), avec une taille maximale de feuille/composant de 600 mm x 800 mm.Métaux usinables comprennent l'acier et l'acier inoxydable, le nickel et ses alliages, le cuivre et ses alliages, l'étain, l'argent, l'or, le molybdène, l'aluminium. Ainsi que les métaux difficiles à usiner, y compris les matériaux hautement corrosifs tels que le titane et ses alliages.
Tolérances de gravure standard : les tolérances sont un facteur clé dans toute conception, et les tolérances PCE peuvent varier en fonction de l'épaisseur du matériau, du matériau ainsi que des compétences et de l'expérience du fournisseur PCE.
Le procédé Micrometal Etching Group peut produire des pièces complexes avec des tolérances aussi faibles que ± 7 microns, en fonction du matériau et de son épaisseur, ce qui est unique parmi toutes les techniques alternatives de fabrication des métaux. De manière unique, l'entreprise utilise un système spécial de résistance aux liquides pour obtenir des ultra- de fines couches de résine photosensible (2 à 8 microns), permettant une plus grande précision lors de la gravure chimique. Cela permet à Etching Group d'obtenir des tailles de caractéristiques extrêmement petites de 25 microns, des ouvertures minimales de 80 % de l'épaisseur du matériau et des tolérances microniques reproductibles à un chiffre.
À titre indicatif, le groupe Etching de micrometal peut traiter des alliages d'acier inoxydable, de nickel et de cuivre jusqu'à 400 microns d'épaisseur avec des tailles de caractéristiques aussi faibles que 80 % de l'épaisseur du matériau, avec des tolérances de ± 10 % de l'épaisseur. Acier inoxydable, nickel et cuivre et d'autres matériaux tels que l'étain, l'aluminium, l'argent, l'or, le molybdène et le titane d'une épaisseur supérieure à 400 microns peuvent avoir des tailles de caractéristiques aussi faibles que 120 % de l'épaisseur du matériau avec une tolérance de ± 10 % de l'épaisseur.
Le PCE traditionnel utilise un film sec relativement épais, ce qui compromet la précision de la pièce finale et les tolérances disponibles, et ne peut atteindre que des tailles de caractéristiques de 100 microns et une ouverture minimale de 100 à 200 % d'épaisseur de matériau.
Dans certains cas, les techniques traditionnelles de travail des métaux peuvent atteindre des tolérances plus strictes, mais il existe des limites. Par exemple, la découpe au laser peut être précise à 5 % de l'épaisseur du métal, mais sa taille minimale est limitée à 0,2 mm. Le PCE peut atteindre une norme minimale. une taille de caractéristique de 0,1 mm et des ouvertures inférieures à 0,050 mm sont possibles.
En outre, il faut reconnaître que la découpe laser est une technique de travail des métaux « à point unique », ce qui signifie qu'elle est généralement plus coûteuse pour les pièces complexes telles que les treillis, et ne peut pas atteindre les caractéristiques de profondeur/gravure requises pour les dispositifs fluides tels que les carburants utilisant une gravure profonde. Les batteries et les échangeurs de chaleur sont facilement disponibles.
Usinage sans bavures et sans contraintes. Lorsqu'il s'agit de reproduire la précision précise et les plus petites capacités de taille de caractéristiques du PCE, l'estampage peut s'en rapprocher le plus, mais le compromis est la contrainte appliquée lors du travail des métaux et la caractéristique de bavure résiduelle. d'estampage.
Les pièces embouties nécessitent un post-traitement coûteux et ne sont pas réalisables à court terme en raison de l'utilisation d'outillages en acier coûteux pour produire les pièces. De plus, l'usure des outils est un problème lors de l'usinage de métaux durs, nécessitant souvent des remise à neuf coûteuses et longues.PCE est spécifié par de nombreux concepteurs de ressorts de flexion et de pièces métalliques complexes en raison de ses propriétés sans bavures et sans contraintes, de l'usure nulle de l'outil et de la vitesse d'alimentation.
Caractéristiques uniques sans frais supplémentaires : des caractéristiques uniques peuvent être intégrées dans des produits fabriqués par lithographie en raison des « pointes » de bord inhérentes au processus. En contrôlant la pointe gravée, une gamme de profils peut être introduite, permettant la fabrication d'arêtes de coupe tranchantes, tels que ceux utilisés pour les lames médicales, ou les ouvertures coniques pour diriger le flux de fluide dans un tamis filtrant.
Itérations d'outillage et de conception à faible coût : pour les équipementiers de tous les secteurs à la recherche de pièces et d'assemblages métalliques riches en fonctionnalités, complexes et précis, le PCE est désormais la technologie de choix car non seulement elle fonctionne bien avec des géométries difficiles, mais elle permet également aux ingénieurs de conception de bénéficier d'une flexibilité pour apporter des ajustements aux conceptions avant le point de fabrication.
Un facteur majeur pour y parvenir est l'utilisation d'outils numériques ou en verre, peu coûteux à produire et donc peu coûteux à remplacer, même quelques minutes avant le début de la fabrication. Contrairement à l'emboutissage, le coût des outils numériques n'augmente pas avec la complexité de la pièce, qui stimule l'innovation dans la mesure où les concepteurs se concentrent sur la fonctionnalité optimisée des pièces plutôt que sur le coût.
Avec les techniques traditionnelles de travail des métaux, on peut dire qu'une augmentation de la complexité des pièces équivaut à une augmentation des coûts, dont une grande partie est le produit d'un outillage coûteux et complexe. Les coûts augmentent également lorsque les technologies traditionnelles doivent traiter des matériaux, des épaisseurs et des épaisseurs non standard. grades, qui n’ont tous aucun impact sur le coût du PCE.
Puisque PCE n'utilise pas d'outils durs, la déformation et les contraintes sont éliminées. De plus, les pièces produites sont plates, ont des surfaces propres et sont exemptes de bavures, car le métal est uniformément dissous jusqu'à obtenir la géométrie souhaitée.
La société Micro Metals a conçu un tableau facile à utiliser pour aider les ingénieurs concepteurs à examiner les options d'échantillonnage disponibles pour les prototypes proches de la série, accessible ici.
Prototypage économique : avec PCE, les utilisateurs paient par feuille plutôt que par pièce, ce qui signifie que des composants de géométries différentes peuvent être traités simultanément avec un seul outil. La possibilité de produire plusieurs types de pièces en un seul cycle de production est la clé du coût énorme économies inhérentes au processus.
Le PCE peut être appliqué sur presque tous les types de métaux, qu'ils soient mous, durs ou cassants. L'aluminium est notoirement difficile à poinçonner en raison de sa douceur, et difficile à découper au laser en raison de ses propriétés réfléchissantes. De même, la dureté du titane est un défi. Par exemple , micrometal a développé des procédés et des produits chimiques de gravure exclusifs pour ces deux matériaux spéciaux et est l'une des rares sociétés de gravure au monde à disposer d'équipements de gravure sur titane.
Combinez cela avec le fait que le PCE est intrinsèquement rapide, et la justification de la croissance exponentielle de l’adoption de la technologie au cours des dernières années est claire.
Les ingénieurs concepteurs se tournent de plus en plus vers le PCE car ils sont confrontés à la pression de fabriquer des pièces métalliques de précision plus petites et plus complexes.
Comme pour tout choix de processus, les concepteurs doivent comprendre les propriétés spécifiques de la technologie de fabrication choisie lorsqu'ils examinent les propriétés et les paramètres de conception.
La polyvalence de la photogravure et ses avantages uniques en tant que technique de fabrication de tôlerie de précision en font un moteur d'innovation en matière de conception et peuvent véritablement être utilisées pour créer des pièces qui auraient été considérées comme impossibles si des techniques alternatives de fabrication métallique étaient utilisées.
Heure de publication : 26 février 2022