L'acer inoxidable ofereix molts avantatges materials en una àmplia gamma d'aplicacions industrials, però la tècnica de mecanitzat escollida pot afectar la qualitat i la integritat de les peces fabricades amb aquest metall versàtil.
Aquest article avalua la justificació de l'ús de l'acer inoxidable en una gamma de peces i conjunts, i examina el paper del gravat fotoquímic com a tecnologia de processament que pot permetre la producció de productes d'ús final innovadors i d'alta precisió.
Per què triar l'acer inoxidable? L'acer inoxidable és essencialment un acer suau amb un contingut de crom del 10% o més (en pes). L'addició de crom confereix a l'acer les seves propietats úniques d'acer inoxidable resistents a la corrosió. El contingut de crom de l'acer permet la formació d'una pel·lícula d'òxid de crom resistent, adherent, invisible i resistent a la corrosió a la superfície de l'acer. Si es fa malbé mecànicament o químicament, la pel·lícula es pot reparar sola, sempre que hi hagi oxigen present (fins i tot en quantitats molt petites).
La resistència a la corrosió i altres propietats útils de l'acer es milloren augmentant el contingut de crom i afegint altres elements com el molibdè, el níquel i el nitrogen.
L'acer inoxidable té molts avantatges. En primer lloc, el material és resistent a la corrosió, i el crom és l'element d'aliatge que dóna a l'acer inoxidable aquesta qualitat. Els graus de baixa aleació resisteixen la corrosió en ambients atmosfèrics i d'aigua pura; els graus d'alta aleació resisteixen la corrosió en la majoria de solucions àcides, alcalines i ambients que contenen clor, cosa que fa que les seves propietats siguin útils en plantes de processament.
Els graus especials d'aliatge d'alt contingut en crom i níquel resisteixen l'incrustació i mantenen una alta resistència a altes temperatures. L'acer inoxidable s'utilitza àmpliament en intercanviadors de calor, sobreescalfadors, calderes, escalfadors d'aigua d'alimentació, vàlvules i canonades principals, així com en aplicacions aeronàutiques i aeroespacials.
La neteja també és una qüestió molt important. La facilitat de neteja de l'acer inoxidable l'ha convertit en la primera opció per a condicions higièniques estrictes com ara hospitals, cuines i plantes de processament d'aliments, i l'acabat brillant fàcil de mantenir de l'acer inoxidable proporciona un aspecte modern i atractiu.
Finalment, a l'hora de considerar el cost, els costos de materials i de producció, així com els costos del cicle de vida, l'acer inoxidable sovint és l'opció de material més econòmica i és 100% reciclable, completant tot el cicle de vida.
Els "grups de gravat" de micrometalls gravats fotoquímicament (inclosos HP Etch i Etchform) graven una àmplia varietat de metalls amb una precisió inigualable enlloc del món. Les làmines i làmines processades varien en gruix de 0,003 a 2000 µm. Tanmateix, l'acer inoxidable continua sent la primera opció per a molts dels clients de l'empresa a causa de la seva versatilitat, la multitud de graus disponibles, el gran nombre d'aliatges relacionats, les propietats favorables del material (com s'ha descrit anteriorment) i el gran nombre d'acabats. És el metall preferit per a moltes aplicacions en una àmplia gamma d'indústries, especialitzant-se en el mecanitzat d'1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) i micrometalls de metalls austenítics coneguts, diversos acers ferrítics, tensítics (1.4028 Mo/7C27Mo2) o dúplex, Invar i Alloy 42.
El gravat fotoquímic (l'eliminació selectiva de metall a través d'una màscara de fotoresist per produir peces de precisió) té diversos avantatges inherents respecte a les tècniques tradicionals de fabricació de xapa metàl·lica. El més important és que el gravat fotoquímic produeix peces alhora que elimina la degradació del material, ja que no s'utilitza calor ni força durant el processament. A més, el procés pot produir peces gairebé infinitament complexes a causa de l'eliminació simultània de les característiques dels components mitjançant la química de gravat.
Les eines utilitzades per al gravat són digitals o de vidre, de manera que no cal començar a tallar motlles d'acer cars i difícils d'ajustar. Això significa que es pot reproduir un gran nombre de productes amb un desgast de l'eina absolutament nul, garantint que la primera i la milionèsima peça produïda siguin idèntiques.
Les eines digitals i de vidre també es poden ajustar i canviar molt ràpidament i econòmicament (normalment en una hora), cosa que les fa ideals per a la creació de prototips i per a grans volums de producció. Això permet una optimització del disseny "sense risc" i sense pèrdues econòmiques. S'estima que el temps de resposta és un 90% més ràpid que el de les peces estampades, que també requereixen una inversió inicial important en eines.
Pantalles, filtres, pantalles i corbes L'empresa pot gravar una gamma de components d'acer inoxidable, incloent pantalles, filtres, pantalles, molles planes i molles corbes.
Els filtres i els tamisos són necessaris en molts sectors industrials, i els clients sovint requereixen paràmetres de complexitat i precisió extrema. El procés de gravat fotoquímic del micrometal s'utilitza per fabricar una gamma de filtres i pantalles per a la indústria petroquímica, la indústria alimentària, la indústria mèdica i la indústria de l'automòbil (els filtres fotogravats s'utilitzen en sistemes d'injecció de combustible i hidràulica a causa de la seva alta resistència a la tracció). Micrometal ha desenvolupat la seva tecnologia de gravat fotoquímic per permetre un control precís del procés de gravat en 3 dimensions. Això facilita la creació de geometries complexes i, quan s'aplica a la fabricació de reixetes i tamisos, pot reduir significativament els terminis de lliurament. A més, es poden incloure característiques especials i diverses formes d'obertura en una sola reixeta sense augmentar el cost.
A diferència de les tècniques de mecanitzat tradicionals, el gravat fotoquímic té un nivell de sofisticació més alt en la producció de plantilles, filtres i tamisos prims i precisos.
L'eliminació simultània de metall durant el gravat permet la incorporació de múltiples geometries de forats sense incórrer en costos elevats d'utillatge o mecanitzat, i les malles fotogravades no presenten rebaves ni tensions, amb una degradació del material que és zero, mentre que les plaques perforades són propenses a la deformació.
El gravat fotoquímic no altera l'acabat superficial del material que s'està processant i no utilitza contacte metall amb metall ni fonts de calor per alterar les propietats de la superfície. Com a resultat, el procés pot proporcionar un acabat únic d'alta estètica a l'acer inoxidable, cosa que el fa adequat per a aplicacions decoratives.
Els components d'acer inoxidable gravats fotoquímicament també s'utilitzen sovint en aplicacions crítiques per a la seguretat o en entorns extrems, com ara sistemes de frenada ABS i sistemes d'injecció de combustible, i el doblegat gravat es pot "doblegar" perfectament milions de vegades perquè el procés no altera la resistència a la fatiga de l'acer. Les tècniques de mecanitzat alternatives, com ara el mecanitzat i el fresat, sovint deixen petites rebaves i capes de refosa que poden afectar el rendiment de la molla.
El gravat fotoquímic elimina els possibles llocs de fractura en el gra del material, produint una flexió de capes sense rebaves i refoses, garantint una llarga vida útil del producte i una major fiabilitat.
Resum L'acer i l'acer inoxidable tenen una gamma de propietats que els fan ideals per a moltes aplicacions panindustrials. Tot i que es considera un material relativament senzill de processar mitjançant les tècniques tradicionals de fabricació de xapa metàl·lica, el gravat fotoquímic ofereix als fabricants avantatges significatius a l'hora de produir peces complexes i crítiques per a la seguretat.
El gravat no requereix eines dures, permet una producció ràpida des de prototips fins a la fabricació d'alt volum, ofereix una complexitat de peces pràcticament il·limitada, produeix peces sense rebaves ni tensions, no afecta el tremp ni les propietats del metall, funciona en tots els graus d'acer i arriba a una precisió de ±0,025 mm; tots els terminis de lliurament són en dies, no en mesos.
La versatilitat del procés de gravat fotoquímic el converteix en una opció atractiva per a la fabricació de peces d'acer inoxidable en nombroses aplicacions rigoroses i estimula la innovació, ja que elimina les barreres inherents a les tècniques tradicionals de fabricació de xapa metàl·lica per als enginyers de disseny.
Una substància amb propietats metàl·liques i que consisteix en dos o més elements químics, dels quals almenys un és un metall.
La porció filamentosa del material que es forma a la vora d'una peça durant el mecanitzat. Sovint afilada. Es pot treure amb llimes manuals, moles o corretges de mòlta, moles de filferro, raspalls de fibra abrasiva, equips de raig d'aigua o altres mètodes.
La capacitat d'un aliatge o material per resistir l'òxid i la corrosió. Aquestes són propietats del níquel i el crom que es formen en aliatges com l'acer inoxidable.
Un fenomen que provoca fractures sota tensions repetides o fluctuants amb un valor màxim inferior a la resistència a la tracció del material. La fractura per fatiga és progressiva i comença amb petites esquerdes que creixen sota tensions fluctuants.
La tensió màxima que es pot suportar sense fallar durant un nombre especificat de cicles; llevat que s'indiqui el contrari, la tensió s'inverteix completament dins de cada cicle.
Qualsevol procés de fabricació en què es treballa o mecanitza el metall per donar una nova forma a una peça. En termes generals, el terme inclou processos com el disseny i la maquetació, el tractament tèrmic, la manipulació de materials i la inspecció.
L'acer inoxidable té una alta resistència, resistència a la calor, excel·lent maquinabilitat i resistència a la corrosió. S'han desenvolupat quatre categories generals per cobrir una gamma de propietats mecàniques i físiques per a aplicacions específiques. Els quatre graus són: tipus austenític CrNiMn sèrie 200 i CrNi sèrie 300; tipus martensític de crom, endurible sèrie 400; crom, no endurible sèrie 400 tipus ferrític; aliatges de crom-níquel enduribles per precipitació amb elements addicionals per al tractament de solució i l'enduriment per envelliment.
En una prova de tracció, la relació entre la càrrega màxima i l'àrea de la secció transversal original. També s'anomena resistència última. Compareu amb el límit elàstic.