El acero inoxidable ofrece muchas ventajas materiales en una variedad de aplicaciones industriales, pero la técnica de mecanizado elegida puede afectar la calidad y la integridad de las piezas fabricadas con este metal versátil.
Este artículo evalúa los fundamentos del uso de acero inoxidable en una variedad de piezas y conjuntos, y analiza el papel del grabado fotoquímico como tecnología de procesamiento que puede permitir la producción de productos de uso final innovadores y de alta precisión.
¿Por qué elegir acero inoxidable? El acero inoxidable es esencialmente un acero suave con un contenido de cromo del 10 % o más (en peso). La adición de cromo le da al acero sus propiedades únicas de acero inoxidable y resistencia a la corrosión. El contenido de cromo del acero permite la formación de una película de óxido de cromo resistente, adherente, invisible y resistente a la corrosión sobre la superficie del acero. Si se daña mecánica o químicamente, la película puede repararse a sí misma, siempre que haya oxígeno presente (incluso en cantidades muy pequeñas).
La resistencia a la corrosión y otras propiedades útiles del acero se mejoran aumentando el contenido de cromo y añadiendo otros elementos como molibdeno, níquel y nitrógeno.
El acero inoxidable tiene muchas ventajas. Primero, el material es resistente a la corrosión y el cromo es el elemento de aleación que le da esta calidad al acero inoxidable. Los grados de baja aleación resisten la corrosión en ambientes atmosféricos y de agua pura; Los grados de alta aleación resisten la corrosión en la mayoría de las soluciones ácidas y alcalinas y en ambientes que contienen cloro, lo que hace que sus propiedades sean útiles en las plantas de procesamiento.
Los grados especiales de aleaciones con alto contenido de cromo y níquel resisten la incrustación y mantienen una alta resistencia a altas temperaturas. El acero inoxidable se usa ampliamente en intercambiadores de calor, sobrecalentadores, calderas, calentadores de agua de alimentación, válvulas y tuberías principales, así como en aplicaciones aeronáuticas y aeroespaciales.
La limpieza también es un tema muy importante. La capacidad del acero inoxidable para limpiarse fácilmente lo ha convertido en la primera opción para condiciones higiénicas estrictas, como hospitales, cocinas y plantas de procesamiento de alimentos, y el acabado brillante, fácil de mantener, del acero inoxidable proporciona un aspecto moderno y atractivo. apariencia.
Finalmente, al considerar los costos, considerando los costos de material y producción, así como los costos del ciclo de vida, el acero inoxidable suele ser la opción de material más barata y es 100% reciclable, completando todo el ciclo de vida.
Los “grupos de grabado” de micrometales grabados fotoquímicamente (incluidos HP Etch y Etchform) graban una amplia variedad de metales con una precisión inigualable en cualquier parte del mundo. Las láminas y láminas procesadas varían en espesor de 0,003 a 2000 µm. Sin embargo, el acero inoxidable sigue siendo el primero. elección para muchos de los clientes de la empresa debido a su versatilidad, la multitud de grados disponibles, la gran cantidad de aleaciones relacionadas, las propiedades favorables del material (como se describe anteriormente) y la gran cantidad de acabados. Es el metal elegido por muchos aplicaciones en una amplia gama de industrias, especializándose en mecanizado 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) y micrometales de los conocidos metales austeníticos, varios ferríticos, ma tensíticos (1.4028 Mo /7C27Mo2) o aceros dúplex, Invar y Alloy 42.
El grabado fotoquímico (la eliminación selectiva de metal a través de una máscara fotorresistente para producir piezas de precisión) tiene varias ventajas inherentes sobre las técnicas tradicionales de fabricación de láminas de metal. Lo más importante es que el grabado fotoquímico produce piezas y elimina la degradación del material porque no se utiliza calor ni fuerza durante el procesamiento. Además, el proceso puede producir piezas casi infinitamente complejas debido a la eliminación simultánea de las características de los componentes mediante la química de grabado.
Las herramientas utilizadas para el grabado son digitales o de vidrio, por lo que no es necesario empezar a cortar moldes de acero costosos y difíciles de colocar. Esto significa que se puede reproducir una gran cantidad de productos con un desgaste de herramienta absolutamente nulo, lo que garantiza que los primeros y la millonésima parte producida son idénticas.
Las herramientas digitales y de vidrio también se pueden ajustar y cambiar de forma muy rápida y económica (normalmente en una hora), lo que las hace ideales para la creación de prototipos y tiradas de producción de gran volumen. Esto permite una optimización del diseño "libre de riesgos" y sin pérdidas financieras. Se estima que es un 90% más rápido que las piezas estampadas, que también requieren una importante inversión inicial en herramientas.
Cribas, filtros, cribas y curvas La empresa puede grabar una variedad de componentes de acero inoxidable, incluidas cribas, filtros, cribas, resortes planos y resortes curvados.
Muchos sectores industriales requieren filtros y tamices, y los clientes a menudo requieren parámetros de complejidad y extrema precisión. El proceso de grabado fotoquímico de micrometales se utiliza para fabricar una variedad de filtros y pantallas para la industria petroquímica, la industria alimentaria, la industria médica y la industria automotriz (los filtros fotograbados se utilizan en sistemas de inyección de combustible e hidráulicos debido a su alta resistencia a la tracción). Micrometal ha desarrollado su tecnología de grabado fotoquímico para permitir un control preciso del proceso de grabado en 3 dimensiones. Esto facilita la creación de geometrías complejas y, cuando se aplica a la fabricación de rejillas y tamices, puede reducir significativamente los plazos de entrega. Además, se pueden incluir características especiales y varias formas de apertura en una sola rejilla sin aumentar el costo.
A diferencia de las técnicas de mecanizado tradicionales, el grabado fotoquímico tiene un mayor nivel de sofisticación en la producción de plantillas, filtros y tamices finos y precisos.
La eliminación simultánea de metal durante el grabado permite la incorporación de múltiples geometrías de orificios sin incurrir en costosos costos de herramientas o mecanizado, y las mallas fotograbadas no tienen rebabas ni tensiones, con degradación del material donde las placas perforadas son propensas a una deformación cero.
El grabado fotoquímico no altera el acabado de la superficie del material que se procesa y no utiliza contacto de metal con metal ni fuentes de calor para alterar las propiedades de la superficie. Como resultado, el proceso puede proporcionar un acabado exclusivo de alta estética en acero inoxidable, lo que hace que Es adecuado para aplicaciones decorativas.
Los componentes de acero inoxidable grabados fotoquímicamente también se utilizan a menudo en aplicaciones en entornos extremos o críticos para la seguridad, como sistemas de frenos ABS y sistemas de inyección de combustible, y la curvatura grabada se puede "doblar" perfectamente millones de veces porque el proceso no altera la resistencia a la fatiga. del acero. Las técnicas de mecanizado alternativas, como el mecanizado y el fresado, a menudo dejan pequeñas rebabas y capas de refundición que pueden afectar el rendimiento del resorte.
El grabado fotoquímico elimina posibles sitios de fractura en el grano del material, lo que produce una flexión de la capa refundida y sin rebabas, lo que garantiza una larga vida útil del producto y una mayor confiabilidad.
Resumen El acero y el acero inoxidable tienen una variedad de propiedades que los hacen ideales para muchas aplicaciones panindustriales. Aunque se considera un material relativamente sencillo de procesar mediante técnicas tradicionales de fabricación de chapa metálica, el grabado fotoquímico ofrece a los fabricantes ventajas significativas a la hora de producir materiales complejos y críticos para la seguridad. regiones.
El grabado no requiere herramientas duras, permite una producción rápida desde el prototipo hasta la fabricación de gran volumen, ofrece una complejidad de piezas prácticamente ilimitada, produce piezas sin rebabas ni tensiones, no afecta el templado ni las propiedades del metal, funciona en todos los grados de acero y alcanza la precisión. de ±0,025 mm, todos los plazos de entrega están en días, no en meses.
La versatilidad del proceso de grabado fotoquímico lo convierte en una opción convincente para la fabricación de piezas de acero inoxidable en numerosas aplicaciones rigurosas y estimula la innovación, ya que elimina las barreras inherentes a las técnicas tradicionales de fabricación de chapa para los ingenieros de diseño.
Sustancia que tiene propiedades metálicas y que consta de dos o más elementos químicos, al menos uno de los cuales es un metal.
Porción filamentosa de material que se forma en el borde de una pieza de trabajo durante el mecanizado. A menudo es afilada. Puede eliminarse con limas manuales, muelas o correas abrasivas, ruedas de alambre, cepillos de fibra abrasiva, equipos de chorro de agua u otros métodos.
La capacidad de una aleación o material para resistir el óxido y la corrosión. Estas son propiedades del níquel y el cromo formados en aleaciones como el acero inoxidable.
Fenómeno que resulta en una fractura bajo tensión repetida o fluctuante con un valor máximo menor que la resistencia a la tracción del material. La fractura por fatiga es progresiva y comienza con pequeñas grietas que crecen bajo una tensión fluctuante.
La tensión máxima que se puede sostener sin fallar durante un número específico de ciclos; a menos que se indique lo contrario, la tensión se invierte completamente dentro de cada ciclo.
Cualquier proceso de fabricación en el que se trabaja o mecaniza el metal para darle una nueva forma a una pieza de trabajo. En términos generales, el término incluye procesos tales como diseño y disposición, tratamiento térmico, manejo de materiales e inspección.
El acero inoxidable tiene alta resistencia, resistencia al calor, excelente maquinabilidad y resistencia a la corrosión. Se han desarrollado cuatro categorías generales para cubrir una variedad de propiedades mecánicas y físicas para aplicaciones específicas. Los cuatro grados son: serie CrNiMn 200 y tipo austenítico serie CrNi 300; tipo martensítico de cromo, endurecible serie 400; cromo, tipo ferrítico serie 400 no endurecible; Aleaciones de cromo-níquel endurecibles por precipitación con elementos adicionales para el tratamiento en solución y el endurecimiento por envejecimiento.
En una prueba de tracción, la relación entre la carga máxima y el área de la sección transversal original. También llamada resistencia máxima. Compárese con el límite elástico.