เหล็กกล้าไร้สนิมมีข้อได้เปรียบด้านวัสดุหลายประการในการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายประเภท แต่เทคนิคการตัดเฉือนที่เลือกอาจส่งผลต่อคุณภาพและความสมบูรณ์ของชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะอเนกประสงค์นี้
บทความนี้จะประเมินเหตุผลในการใช้สเตนเลสสตีลในชิ้นส่วนและส่วนประกอบต่างๆ และดูบทบาทของการกัดกรดด้วยแสงเคมีในฐานะเทคโนโลยีการประมวลผลที่สามารถทำให้เกิดการผลิตผลิตภัณฑ์สำหรับใช้งานขั้นสุดท้ายที่เป็นนวัตกรรมและมีความแม่นยำสูง
ทำไมต้องเลือกสแตนเลส? โดยพื้นฐานแล้วเหล็กสแตนเลสนั้นเป็นเหล็กเหนียวที่มีปริมาณโครเมียมตั้งแต่ 10% ขึ้นไป (โดยน้ำหนัก) การเติมโครเมียมจะทำให้เหล็กมีคุณสมบัติเป็นเหล็กสแตนเลสที่เป็นเอกลักษณ์และทนทานต่อการกัดกร่อน ปริมาณโครเมียมของเหล็ก ช่วยให้เกิดฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่เหนียว ติดแน่น มองไม่เห็น และทนต่อการกัดกร่อนบนพื้นผิวเหล็ก หากได้รับความเสียหายทางกลไกหรือทางเคมี ฟิล์มสามารถซ่อมแซมตัวเองได้หากมีออกซิเจนอยู่ (แม้ในปริมาณที่น้อยมาก)
ความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์อื่นๆ ของเหล็กจะเพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มปริมาณโครเมียมและการเพิ่มองค์ประกอบอื่นๆ เช่น โมลิบดีนัม นิกเกิล และไนโตรเจน
สแตนเลสมีข้อดีหลายประการ ประการแรก วัสดุนี้ทนทานต่อการกัดกร่อน และโครเมียมเป็นองค์ประกอบโลหะผสมที่ทำให้สแตนเลสมีคุณภาพในระดับนี้ เกรดโลหะผสมต่ำต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมของบรรยากาศและน้ำบริสุทธิ์ เกรดโลหะผสมสูงต้านทานการกัดกร่อนในกรด สารละลายด่าง และสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีนส่วนใหญ่ ทำให้คุณสมบัติเหล่านี้มีประโยชน์ในโรงงานแปรรูป
เกรดโครเมียมและโลหะผสมนิกเกิลสูงพิเศษต้านทานการปรับขนาดและรักษาความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง เหล็กกล้าไร้สนิมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องทำความร้อนยิ่งยวด หม้อไอน้ำ เครื่องทำความร้อนน้ำป้อน วาล์ว และท่อหลัก ตลอดจนในการใช้งานบนเครื่องบินและอวกาศ
การทำความสะอาดก็เป็นปัญหาที่สำคัญมากเช่นกัน ความสามารถของเหล็กกล้าไร้สนิมในการทำความสะอาดได้ง่ายทำให้เป็นตัวเลือกแรกสำหรับสภาวะสุขอนามัยที่เข้มงวด เช่น โรงพยาบาล ห้องครัว และโรงงานแปรรูปอาหาร และผิวเคลือบที่สว่างสดใสของสเตนเลสสตีลที่ดูแลรักษาง่ายทำให้ดูทันสมัยและน่าดึงดูด รูปร่าง.
สุดท้ายนี้ เมื่อพิจารณาต้นทุน โดยพิจารณาจากต้นทุนวัสดุและการผลิตตลอดจนต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน สแตนเลสมักเป็นตัวเลือกวัสดุที่ถูกที่สุดและสามารถรีไซเคิลได้ 100% ตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด
“กลุ่มกัดกรด” โลหะขนาดเล็กที่กัดด้วยโฟโตเคมีคอล (รวมถึง HP Etch และ Etchform) กัดโลหะหลายประเภทด้วยความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบได้ในโลก แผ่นและฟอยล์ที่ผ่านการแปรรูปมีความหนาตั้งแต่ 0.003 ถึง 2000 µm อย่างไรก็ตาม เหล็กกล้าไร้สนิมยังคงเป็นผลิตภัณฑ์แรก ทางเลือกสำหรับลูกค้าหลายรายของบริษัทเนื่องจากความเก่งกาจ เกรดที่มีอยู่มากมาย โลหะผสมที่เกี่ยวข้องจำนวนมาก คุณสมบัติของวัสดุที่ดี (ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น) และการเคลือบจำนวนมาก มันเป็นโลหะที่หลายๆ คนเลือกใช้ การใช้งานในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท โดยเชี่ยวชาญด้านการตัดเฉือน 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) และโลหะไมโครของโลหะออสเทนนิติกที่รู้จักกันดี, เฟอร์ริติกต่างๆ, ma เทนซิติก (1.4028 Mo /7C27Mo2) หรือเหล็กดูเพล็กซ์ Invar และ Alloy 42
การกัดด้วยแสงเคมีด้วยแสง (การเลือกเอาโลหะออกผ่านหน้ากากกันแสงเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ) มีข้อดีหลายประการเหนือเทคนิคการผลิตโลหะแผ่นแบบดั้งเดิม ที่สำคัญที่สุด การกัดด้วยแสงเคมีด้วยแสงจะสร้างชิ้นส่วนในขณะที่กำจัดการเสื่อมสภาพของวัสดุ เนื่องจากไม่มีการใช้ความร้อนหรือแรงในระหว่างการประมวลผลใน นอกจากนี้ กระบวนการนี้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนได้เกือบไร้ขีดจำกัด เนื่องจากการถอดคุณลักษณะของส่วนประกอบออกพร้อมกันโดยใช้เคมีกัดกรด
เครื่องมือที่ใช้ในการแกะสลักเป็นแบบดิจิทัลหรือแบบแก้ว ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเริ่มตัดแม่พิมพ์เหล็กที่มีราคาแพงและประกอบยาก ซึ่งหมายความว่าสามารถผลิตผลิตภัณฑ์จำนวนมากได้โดยไม่ต้องมีการสึกหรอของเครื่องมืออย่างแน่นอน ทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องมือชิ้นแรก และชิ้นส่วนที่ผลิตออกมาจำนวนหนึ่งล้านชิ้นก็เหมือนกัน
เครื่องมือดิจิทัลและเครื่องมือแก้วสามารถปรับและเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็วและประหยัด (โดยปกติภายในหนึ่งชั่วโมง) ทำให้เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบและการดำเนินการผลิตในปริมาณมาก ช่วยให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ "โดยปราศจากความเสี่ยง" โดยไม่สูญเสียทางการเงิน ระยะเวลาดำเนินการคือ คาดว่าจะเร็วกว่าชิ้นส่วนที่ประทับตราถึง 90% ซึ่งต้องใช้การลงทุนล่วงหน้าอย่างมากในด้านเครื่องมือ
ตะแกรง ตัวกรอง ตะแกรง และส่วนโค้ง บริษัทสามารถกัดส่วนประกอบสแตนเลสได้หลายประเภท รวมถึงตะแกรง ตัวกรอง ตะแกรง สปริงแบน และสปริงโค้ง
ตัวกรองและตะแกรงเป็นสิ่งจำเป็นในภาคอุตสาหกรรมจำนวนมาก และลูกค้ามักต้องการพารามิเตอร์ที่มีความซับซ้อนและแม่นยำสูง กระบวนการกัดกรดด้วยแสงเคมีของไมโครเมทัลใช้ในการผลิตตัวกรองและตะแกรงหลายประเภทสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมี อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมการแพทย์ และ อุตสาหกรรมยานยนต์ (ตัวกรองที่กัดด้วยแสงถูกใช้ในระบบฉีดเชื้อเพลิงและระบบไฮดรอลิกเนื่องจากมีความต้านทานแรงดึงสูง) ไมโครเมทัลได้พัฒนาเทคโนโลยีการกัดด้วยแสงเคมีเพื่อให้สามารถควบคุมกระบวนการกัดใน 3 มิติได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและ เมื่อนำไปใช้กับการผลิตกริดและตะแกรง สามารถลดระยะเวลารอคอยได้อย่างมาก นอกจากนี้ คุณสมบัติพิเศษและรูปทรงรูรับแสงต่างๆ ยังสามารถรวมไว้ในกริดเดียวโดยไม่ต้องเพิ่มต้นทุน
แตกต่างจากเทคนิคการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม การกัดด้วยแสงเคมีมีระดับความซับซ้อนที่สูงกว่าในการผลิตสเตนซิล ฟิลเตอร์ และตะแกรงที่บางและแม่นยำ
การถอดโลหะออกพร้อมกันในขณะที่กัดทำให้สามารถรวมรูปทรงของรูหลายๆ รูเข้าด้วยกันได้ โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายด้านเครื่องมือหรือการตัดเฉือนราคาแพง และตาข่ายที่กัดด้วยภาพถ่ายนั้นปราศจากเสี้ยนและปราศจากความเครียดด้วยการเสื่อมสภาพของวัสดุ ซึ่งแผ่นที่มีรูพรุนมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียรูปเป็นศูนย์
การกัดด้วยโฟโตเคมีคอลไม่เปลี่ยนผิวสำเร็จของวัสดุที่กำลังแปรรูป และไม่ใช้การสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะหรือแหล่งความร้อนเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นผิว ด้วยเหตุนี้ กระบวนการจึงสามารถให้ผิวสเตนเลสสตีลมีความสวยงามสูงเป็นเอกลักษณ์ได้ เหมาะสำหรับงานตกแต่ง
ส่วนประกอบสแตนเลสที่สลักด้วยโฟโตเคมียังมักใช้ในการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความสำคัญต่อความปลอดภัยหรือสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ระบบเบรก ABS และระบบฉีดเชื้อเพลิง และการโค้งงอที่สลักไว้สามารถ "โค้งงอ" ได้อย่างสมบูรณ์แบบหลายล้านครั้ง เนื่องจากกระบวนการนี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของความเมื่อยล้า ของเหล็ก เทคนิคการตัดเฉือนทางเลือก เช่น การตัดเฉือนและการกำหนดเส้นทาง มักทำให้เกิดครีบเล็กๆ และชั้นหล่อใหม่ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของสปริง
การกัดด้วยโฟโตเคมีคอลช่วยขจัดบริเวณที่อาจเกิดการแตกหักในเกรนของวัสดุ ทำให้เกิดการโค้งงอของชั้นวัสดุที่ปราศจากเสี้ยนและขึ้นรูปใหม่ ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่ยาวนานและความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น
สรุป เหล็กและสเตนเลสมีคุณสมบัติหลากหลายซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วๆ ไป แม้ว่าจะมองว่าเป็นวัสดุที่ค่อนข้างง่ายในการประมวลผลผ่านเทคนิคการผลิตโลหะแผ่นแบบดั้งเดิม แต่การกัดด้วยแสงเคมีด้วยแสงทำให้ผู้ผลิตได้เปรียบที่สำคัญเมื่อผลิตที่ซับซ้อนและมีความสำคัญต่อความปลอดภัย ชิ้นส่วน
การแกะสลักไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่แข็ง ช่วยให้สามารถผลิตได้อย่างรวดเร็วตั้งแต่ต้นแบบจนถึงการผลิตที่มีปริมาณมาก มีความซับซ้อนของชิ้นส่วนแทบไม่จำกัด ผลิตชิ้นส่วนที่ปราศจากเสี้ยนและความเครียด ไม่ส่งผลกระทบต่อการแบ่งเบาบรรเทาและคุณสมบัติของโลหะ ทำงานได้กับเหล็กทุกเกรด และมีความแม่นยำ ±0.025 มม. ระยะเวลารอคอยสินค้าทั้งหมดเป็นวัน ไม่ใช่เดือน
ความอเนกประสงค์ของกระบวนการกัดกรดโฟโตเคมีทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการผลิตชิ้นส่วนสแตนเลสในการใช้งานที่เข้มงวดจำนวนมาก และกระตุ้นนวัตกรรมในขณะที่ขจัดอุปสรรคที่มีอยู่ในเทคนิคการผลิตโลหะแผ่นแบบดั้งเดิมสำหรับวิศวกรออกแบบ
สารที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะและประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป โดยอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบเป็นโลหะ
ส่วนที่เป็นเส้นใยของวัสดุที่เกิดขึ้นที่ขอบของชิ้นงานในระหว่างการตัดเฉือน มักจะมีความคม สามารถถอดออกได้โดยใช้ตะไบมือ ล้อเจียรหรือสายพาน ล้อลวด แปรงเส้นใยขัด อุปกรณ์ดำน้ำ หรือวิธีการอื่นๆ
ความสามารถของโลหะผสมหรือวัสดุในการต้านทานสนิมและการกัดกร่อน สิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติของนิกเกิลและโครเมียมที่เกิดขึ้นในโลหะผสม เช่น สแตนเลส
ปรากฏการณ์ที่ส่งผลให้เกิดการแตกหักภายใต้ความเครียดซ้ำๆ หรือที่ผันผวนโดยมีค่าสูงสุดน้อยกว่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุ การแตกหักของความล้ามีความก้าวหน้า โดยเริ่มจากรอยแตกเล็กๆ ที่เติบโตภายใต้ความเครียดที่ผันผวน
ความเค้นสูงสุดที่สามารถคงอยู่ได้โดยไม่เกิดความล้มเหลวตามจำนวนรอบที่ระบุ เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ความเค้นจะกลับด้านอย่างสมบูรณ์ภายในแต่ละรอบ
กระบวนการผลิตใดๆ ที่มีการแปรรูปโลหะหรือตัดเฉือนเพื่อให้ชิ้นงานมีรูปทรงใหม่ คำกว้างๆ รวมถึงกระบวนการต่างๆ เช่น การออกแบบและการจัดวาง การอบชุบด้วยความร้อน การจัดการวัสดุ และการตรวจสอบ
เหล็กกล้าไร้สนิมมีความแข็งแรงสูง ทนความร้อน แปรรูปได้ดีเยี่ยม และต้านทานการกัดกร่อน มีการพัฒนาหมวดหมู่ทั่วไปสี่ประเภทเพื่อให้ครอบคลุมคุณสมบัติทางกลและกายภาพสำหรับการใช้งานเฉพาะ เกรดสี่ประเภท ได้แก่ CrNiMn 200 series และ CrNi 300 series austenitic type; โครเมียมมาร์เทนซิติกชนิดชุบแข็งได้ 400 ซีรี่ส์ โครเมียม ชนิดเฟอร์ริติกซีรีส์ 400 ที่ไม่สามารถชุบแข็งได้ โลหะผสมโครเมียม-นิกเกิลที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอนได้ พร้อมด้วยองค์ประกอบเพิ่มเติมสำหรับการบำบัดสารละลายและการชุบแข็งตามอายุ
ในการทดสอบแรงดึง อัตราส่วนของการรับน้ำหนักสูงสุดต่อพื้นที่หน้าตัดเดิม เรียกอีกอย่างว่ากำลังรับแรงดึงสูงสุด เปรียบเทียบกับค่ากำลังคราก