L'acciaio inossidabile offre numerosi vantaggi in una vasta gamma di applicazioni industriali, ma la tecnica di lavorazione scelta può influire sulla qualità e sull'integrità dei componenti realizzati con questo versatile metallo.
Questo articolo valuta le motivazioni alla base dell'uso dell'acciaio inossidabile in una serie di parti e assemblaggi e analizza il ruolo dell'incisione fotochimica come tecnologia di lavorazione in grado di consentire la produzione di prodotti finali innovativi e di alta precisione.
Perché scegliere l'acciaio inossidabile? L'acciaio inossidabile è essenzialmente un acciaio dolce con un contenuto di cromo pari o superiore al 10% (in peso). L'aggiunta di cromo conferisce all'acciaio le sue proprietà uniche di resistenza alla corrosione tipiche dell'acciaio inossidabile. Il contenuto di cromo dell'acciaio consente la formazione di una pellicola di ossido di cromo tenace, aderente, invisibile e resistente alla corrosione sulla superficie dell'acciaio. Se danneggiata meccanicamente o chimicamente, la pellicola può ripararsi da sola, a condizione che sia presente ossigeno (anche in quantità molto piccole).
La resistenza alla corrosione e altre proprietà utili dell'acciaio vengono migliorate aumentando il contenuto di cromo e aggiungendo altri elementi come molibdeno, nichel e azoto.
L'acciaio inossidabile presenta numerosi vantaggi. Innanzitutto, il materiale è resistente alla corrosione e il cromo è l'elemento di lega che conferisce all'acciaio inossidabile questa qualità. I ​​gradi bassolegati resistono alla corrosione in ambienti atmosferici e di acqua pura; i gradi altolegati resistono alla corrosione nella maggior parte delle soluzioni acide e alcaline e negli ambienti contenenti cloro, rendendo le loro proprietà utili negli impianti di lavorazione.
Le leghe speciali ad alto tenore di cromo e nichel resistono alle incrostazioni e mantengono un'elevata resistenza alle alte temperature. L'acciaio inossidabile è ampiamente utilizzato negli scambiatori di calore, nei surriscaldatori, nelle caldaie, negli scaldabagni, nelle valvole e nelle tubazioni principali, nonché nelle applicazioni aeronautiche e aerospaziali.
Anche la pulizia è un aspetto molto importante. La facilità di pulizia dell'acciaio inossidabile lo ha reso la prima scelta per condizioni igieniche rigorose come ospedali, cucine e stabilimenti di lavorazione alimentare; inoltre, la finitura lucida dell'acciaio inossidabile, facile da mantenere, conferisce un aspetto moderno e attraente.
Infine, se si considerano i costi, i materiali, i costi di produzione e i costi del ciclo di vita, l'acciaio inossidabile è spesso il materiale più economico ed è riciclabile al 100%, completando l'intero ciclo di vita.
I "gruppi di incisione" di micro-metalli fotochimicamente incisi (inclusi HP Etch ed Etchform) incidono un'ampia varietà di metalli con una precisione senza pari in tutto il mondo. I fogli e le lamine lavorati hanno uno spessore compreso tra 0,003 e 2000 µm. Tuttavia, l'acciaio inossidabile rimane la prima scelta per molti clienti dell'azienda grazie alla sua versatilità, alla moltitudine di gradi disponibili, al gran numero di leghe correlate, alle proprietà favorevoli del materiale (come descritto sopra) e al gran numero di finiture. È il metallo di scelta per molte applicazioni in un'ampia gamma di settori, specializzati nella lavorazione di 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) e micro-metalli di noti metalli austenitici, vari ferritici, ma Tensitic (1.4028 Mo/7C27Mo2) o acciai duplex, Invar e Alloy 42.
L'incisione fotochimica (la rimozione selettiva del metallo tramite una maschera fotoresistente per produrre parti di precisione) presenta diversi vantaggi intrinseci rispetto alle tecniche tradizionali di fabbricazione della lamiera. Soprattutto, l'incisione fotochimica produce parti eliminando il degrado del materiale perché non vengono utilizzati calore o forza durante la lavorazione. Inoltre, il processo può produrre parti quasi infinitamente complesse grazie alla rimozione simultanea delle caratteristiche dei componenti mediante la chimica dell'incisione.
Gli utensili utilizzati per l'incisione sono digitali o in vetro, quindi non è necessario iniziare a tagliare stampi in acciaio costosi e difficili da montare. Ciò significa che è possibile riprodurre un gran numero di prodotti con un'usura degli utensili pari a zero, garantendo che il primo e il milionesimo pezzo prodotto siano identici.
Gli utensili digitali e in vetro possono inoltre essere regolati e cambiati in modo molto rapido ed economico (solitamente entro un'ora), il che li rende ideali per la prototipazione e le produzioni di grandi volumi. Ciò consente un'ottimizzazione del progetto "senza rischi" e senza perdite finanziarie. Si stima che i tempi di consegna siano più rapidi del 90% rispetto alle parti stampate, che richiedono anche un notevole investimento iniziale negli utensili.
Schermi, filtri, retini e curve L'azienda è in grado di incidere una vasta gamma di componenti in acciaio inossidabile, tra cui schermi, filtri, retini, molle piatte e molle curve.
Filtri e setacci sono richiesti in molti settori industriali e i clienti spesso richiedono parametri complessi ed estrema precisione. Il processo di incisione fotochimica di Micrometal viene utilizzato per produrre una gamma di filtri e schermi per l'industria petrolchimica, alimentare, medica e automobilistica (i filtri fotoincisi vengono utilizzati nei sistemi di iniezione del carburante e nell'idraulica grazie alla loro elevata resistenza alla trazione). Micrometal ha sviluppato la sua tecnologia di incisione fotochimica per consentire un controllo preciso del processo di incisione in 3 dimensioni. Ciò facilita la creazione di geometrie complesse e, se applicato alla produzione di griglie e setacci, può ridurre significativamente i tempi di consegna. Inoltre, caratteristiche speciali e varie forme di apertura possono essere incluse in un'unica griglia senza aumentare i costi.
A differenza delle tecniche di lavorazione tradizionali, l'incisione fotochimica presenta un livello di sofisticazione più elevato nella produzione di stencil, filtri e setacci sottili e precisi.
La rimozione simultanea del metallo durante l'incisione consente l'incorporazione di più geometrie di fori senza dover sostenere costosi costi di lavorazione o utensili, mentre le maglie fotoincise sono prive di sbavature e tensioni, con degradazione del materiale pari a zero, laddove le piastre perforate sono soggette a deformazione.
L'incisione fotochimica non altera la finitura superficiale del materiale in lavorazione e non utilizza il contatto metallo su metallo o fonti di calore per alterare le proprietà superficiali. Di conseguenza, il processo può fornire una finitura esteticamente elevata e unica sull'acciaio inossidabile, rendendolo adatto ad applicazioni decorative.
I componenti in acciaio inossidabile fotoincisi vengono spesso utilizzati anche in applicazioni critiche per la sicurezza o in ambienti estremi, come i sistemi di frenata ABS e i sistemi di iniezione del carburante, e la piega incisa può essere perfettamente "piegata" milioni di volte perché il processo non altera la resistenza alla fatica dell'acciaio. Tecniche di lavorazione alternative come la lavorazione meccanica e la fresatura spesso lasciano piccole sbavature e strati di rifusione che possono influire sulle prestazioni della molla.
L'incisione fotochimica elimina potenziali punti di frattura nella grana del materiale, producendo una piegatura dello strato rifuso e priva di sbavature, garantendo una lunga durata del prodotto e una maggiore affidabilità.
Riepilogo L'acciaio e l'acciaio inossidabile presentano una serie di proprietà che li rendono ideali per numerose applicazioni panindustriali. Sebbene siano considerati materiali relativamente semplici da lavorare tramite le tradizionali tecniche di fabbricazione della lamiera, l'incisione fotochimica offre ai produttori notevoli vantaggi nella produzione di parti complesse e critiche per la sicurezza.
L'incisione non richiede utensili duri, consente una produzione rapida dal prototipo alla produzione su larga scala, offre una complessità dei pezzi praticamente illimitata, produce pezzi senza sbavature e senza tensioni, non influisce sulla tempra e sulle proprietà del metallo, funziona su tutti i tipi di acciaio e raggiunge una precisione di ±0,025 mm. Tutti i tempi di consegna sono espressi in giorni, non in mesi.
La versatilità del processo di incisione fotochimica lo rende una scelta interessante per la produzione di componenti in acciaio inossidabile in numerose applicazioni rigorose e stimola l'innovazione poiché rimuove le barriere insite nelle tradizionali tecniche di fabbricazione della lamiera per gli ingegneri progettisti.
Sostanza dotata di proprietà metalliche e costituita da due o più elementi chimici, di cui almeno uno è un metallo.
La parte filamentosa del materiale che si forma sul bordo di un pezzo durante la lavorazione. Spesso affilata. Può essere rimossa con lime manuali, mole o nastri abrasivi, mole metalliche, spazzole in fibra abrasiva, apparecchiature a getto d'acqua o altri metodi.
Capacità di una lega o di un materiale di resistere alla ruggine e alla corrosione. Sono proprietà del nichel e del cromo presenti in leghe come l'acciaio inossidabile.
Fenomeno che provoca una frattura sottoposta a sollecitazioni ripetute o fluttuanti, con un valore massimo inferiore alla resistenza alla trazione del materiale. La frattura da fatica è progressiva e inizia con piccole crepe che si sviluppano sotto sollecitazioni fluttuanti.
La sollecitazione massima che può essere sostenuta senza guasti per un numero specificato di cicli; salvo diversa indicazione, la sollecitazione viene completamente invertita entro ogni ciclo.
Qualsiasi processo di produzione in cui il metallo viene lavorato o lavorato a macchina per conferire una nuova forma a un pezzo. In senso lato, il termine include processi quali progettazione e disposizione, trattamento termico, movimentazione dei materiali e ispezione.
L'acciaio inossidabile ha elevata resistenza, resistenza al calore, eccellente lavorabilità e resistenza alla corrosione. Sono state sviluppate quattro categorie generali per coprire una gamma di proprietà meccaniche e fisiche per applicazioni specifiche. I quattro gradi sono: serie CrNiMn 200 e serie CrNi 300 di tipo austenitico; serie 400 di tipo martensitico al cromo, temprabile; serie 400 di tipo ferritico al cromo, non temprabile; leghe di cromo-nichel temprabili per precipitazione con elementi aggiuntivi per trattamento di soluzione e indurimento per invecchiamento.
In una prova di trazione, il rapporto tra il carico massimo e l'area della sezione trasversale originale. Chiamato anche resistenza ultima. Da confrontare con la resistenza allo snervamento.