3 Sleutelfactoren die Precisie in Metaalproductie Garanderen

Wat zijn "precisiemetalen"?

In de wereld van metaalbewerking zoeken mensen vaak naar wat ze precisiemetalen noemen. Maar wat betekent dat precies?

Afhankelijk van de toepassing, kan de term precisie betrekking hebben op een aantal kenmerken:

• De precisie van de afmetingen van een metaal
• De precisie van zijn samenstelling
• De precisie van de prestaties van het metaal.

Wat is dan belangrijk om te overwegen over precisiemetalen voor uw product of productiebehoefte in termen van deze belangrijke kenmerken?

Afmetingen van Precisiemetalen

Voor onze klanten zijn afmetingen de primaire focus wanneer het gaat om precisiemetalen. Feitelijk bij Metal Cutting, waar onze zeer strakke snijtoleranties kunnen resulteren in hoge Cpk/Ppk waarden, leveren onze methoden een niveau van dimensionale precisie dat eigenlijk groter kan zijn dan wat een klant nodig heeft.

In het algemeen zijn precieze afmetingen en kosten sterk gecorreleerd, in het sens dat grotere precisie met een hogere prijs komt. Dat is omdat het bereiken van precieze afmetingen meestal machines vereist die zelf de strakkste toleranties hebben, gemaakt van componenten met de strakkste toleranties.

Bovendien, om de ultieme resultaten uit deze machines te halen, vereist jarenlange ervaring en de beste operators. Daarom is de kosten van de machines en arbeid — en, uiteindelijk, de kosten van precisiemetalen met afmetingen van de strakkste toleranties — hoog.

Is de precisie van laser de kosten waard?

Een geweldig voorbeeld is laserverwerking. Hoewel het veelzijdig en precies kan zijn, strakke toleranties en kleine snijbreedtes producerend, is lasersnijden doorgaans langzaam en duur, vooral voor 2-as snijden.

Terwijl grote vermogen lasers snellere sneden kunnen maken, produceren ze in dit doen ruwe eindsnede oppervlakteafwerkingen en brede, diepe warmtebeïnvloede zones — waarschijnlijk niet de resultaten die u zoekt in de afmetingen van precisiemetalen.

Voor lasersnijden van buizen, moet de binnenkant van de buis gecoat worden met anti-spatter vloeistof en de materialen moeten één voor één gelaserd worden, beide verhogen de productietijd en voegen aan de kosten toe.

Is 3D al wat het gekraakt wordt?

Een ander voorbeeld van de afweging tussen kosten en afmetingen is 3D-fabricage. Hier steunt het lasersinterproces op een aantal variabelen, inclusief:

• De grootte van de laserplek
• De micron-grootte van het metaalpoeder
• De hoogte-intervallen van de "lift" stappen die het verse poeder presenteren om gelaserd te worden

In de vroege dagen van lasersinteren, waren deze gradiënten — met name de hoogte-intervallen van de lift-stappen — tamelijk groot vergeleken met de state-of-the-art Zweedse draai- en freesmachines van dezelfde tijd.

Dus, hoewel de 3D-methode metaalkenmerken kon toevoegen die niet bereikt konden worden door aftrekken met conventionele bewerking, was het eindproduct verrassend grof aan te kijken. Dit was te wijten aan de comparatief slechte resolutie van vroege 3D-printen.

Terwijl de precisie van de intervallen, poedergrootte en lasergrootte in de hedendaagse direct metal lasersintering sterk verbeterd zijn, blijven sommige van die basis afwegingen bestaan.

Bijvoorbeeld, er zijn een paar buitengewone vooruitgangen in het verkleinen van de laserplekgrootte gemaakt. Echter, samen met dit komt een toename in de tijd die vereist is om additief een onderdeel te construeren.

Dat zorgt voor hogere onderdeelprijzen — en nog een voorbeeld van waar grotere precisie correleert met hogere kosten.

Daarnaast, met de aard van sinteren en de uitdagingen van aanlaten, blijft lasersinteren van een materiaal zoals wolfram een werk in uitvoering.

Terwijl enkele vooruitgangen gemaakt zijn — bijvoorbeeld in het testen van de eigenschappen van 3D-geprint wolfram voor gebruik in medische stralingscherming en nucleaire imaging — blijft succes vooralsnog ontvlucht.

Samenstelling van Precisiemetalen

Er zijn veel geëngineerde metalen en legeringen wier samenstelling ze "precies" maakt.

Een beroemd voorbeeld is nikkel-titaan legering. Eerst populair gebruikt in het verleden om brillenmonturen te maken, NiTi (of Nitinol) is wat de monturen voorzag van vormgeheugen en super-elasticiteit — wat de robuuste monturen in staat stelde om gebogen te worden en terug te springen in vorm.

Vandaag wordt NiTi breed gebruikt voor buizen in de medische hulpmiddelenindustrie. (U kunt meer leren over NiTi en andere medische hulpmiddel buismaterialen in ons gratis white paper.)

Een ander voorbeeld is wolfram element, dat een precise samenstelling vereist om zijn gewenste en zeer specifieke prestatiedoelen te bereiken.

Bijvoorbeeld, voor hoge-snelheid geautomatiseerde lasoperaties die hoge niveaus van thermische en elektrische geleiding en superieure hardheid vereisen, biedt Metal Cutting high-performance elektroden gemaakt van zuiver wolfram.

Wolfram element en NiTi illustreren netjes de basis dichotomie in de chemische samenstelling van precisiemetalen: namelijk, zuiverheid vs. recept. Voor sommige toepassingen is een precisiemetaal een zuiver element, zoals wolfram element. Maar voor andere toepassingen is het een mengsel dat een specifiek recept vereist.

Het recept zal variëren, maar de resultaten moeten precies zijn.

Zuiverheidstesten wordt gedaan met zowel zuivere precisiemetalen als die die van een recept komen, het bepalen van het aantal decimalen van zuiverheid (bijv., 99,95% tot 99,99%) en de exacte percentages van ingrediënten (bijv., 55% nikkel bij gewicht).

Bijvoorbeeld, NiTi is een aangepaste mengsel dat varieert per fabrikant en nooit precies een 50/50 mengsel van nikkel en titaan is.

Feitelijk, hoewel er ASTM specificaties zouden moeten zijn voor alle metalen, zijn er uitzonderingen en NiTi is een punt in het geval: Er is geen ASTM spec voor het. Zelfs "zuivere" metalen, zoals zuiver titaan, kunnen diverse recepten (basisch legeringen) hebben en in verschillende graden beschikbaar zijn.

Een ander goed voorbeeld is roestvrij staal, wat vaak geliegd wordt met andere metalen. Verschillende fabrikanten produceren hun eigen unieke merk roestvrij staal met een geheim recept dat precisie vereist.

Hetzelfde manier dat niet alle pindakaas hetzelfde is — zelfs als ze dezelfde ingrediënten gebruiken — niet alle roestvrij stalen hetzelfde zijn. Elk recept moet aan zuiverheidstesteisen voldoen voor een bepaalde verhouding van ingrediënten, consistent en herhaaldelijk samengesteld, om precisiemetalen te produceren.

Zuiverheid kan ook de resultaten bepalen.

In ons bedrijf is ons zuiver wolfram element in vraag voor gebruik in projectielampen. Deze worden nog gebruikt in toepassingen zoals kleine, draagbare, zelfstandige projectors die soms door zakelijke mensen gebruikt worden om presentaties van een laptop of notebook computer op een scherm te projecteren.

Deze kleine eenheden vereisen een zeer intense lamp, en het wolfram element dat gebruikt wordt moet heel zuiver zijn om dat prestatieniveau te bereiken.

Metal Cutting heeft 99,999% zuiver wolfram poeder, wat in staafvorm verkocht 99,99% zuiver wolfram element levert. Deze licht verminderde zuiverheid (<100%) is te wijten aan een heel kleine hoeveelheid onzuiverheid van de verwerkingsapparatuur.

Prestaties van Precisiemetalen

Prestaties kunnen nauw gerelateerd zijn aan de samenstelling van een metaal. Bijvoorbeeld, een nieuw metaal kan uitgevonden worden of een legering speciaal geëngineerd om een bepaalde prestatie te leveren. Een goed voorbeeld is NiTi, het posterkind voor vormgeheugen, super-elastische legeringen.

Een toepassing die de hoge smeltpunt prestatie van wolfram vereist — zoals, beroemd, de gloeilamp — vereist het zuiverste wolfram element. Anders zou het materiaal niet correct presteren en vroegtijdig falen.

De prestaties van metalen kunnen ook beïnvloed worden door het productieproces. Bijvoorbeeld, het proces van het vormen van een metaal in de vereiste vorm, zoals draad, verandert de hardheid van het materiaal.

Dat betekent dat als een specifieke trekkracht vereist is voor het einddoel, de manier waarop de draad geproduceerd wordt dienovereenkomstig aangepast zou moeten worden — misschien door een aanlaatproces toe te voegen om de benodigde trekprestatie te handhaven.

Een ander precisiemetaal gebruikt voor zijn prestaties is magnesium, dat samen met ijzer, zink en mangaan brede toepassing vindt in medische hulpmiddelen vanwege zijn bio-absorbeerbare eigenschappen.

Terwijl we ons misschien voorstellen dat prestaties gerelateerd is aan ruimtevaartuigen, satellieten en andere complexe, hoge-energie processen en apparatuur, is er waarschijnlijk geen belangrijkere toepassing dan ervoor te zorgen dat het magnesium dat gebruikt wordt in bio-absorbeerbare stents precies gemaakt wordt en veilig in het lichaam afbreekt zoals ontworpen.

Specificeer Wat Precisie Is Voor Uw Productiebehoeftes.

Het belangrijkste kenmerk van precisiemetalen — het ding dat een bepaald metaal precies maakt — zal variëren afhankelijk van uw toepassing en uw productiedoelen.

Of uw nadruk ligt op afmetingen (zoals het bij Metal Cutting het geval is), samenstelling, of prestaties, u kunt helpen om de beste resultaten te waarborgen en de fabricagebaarheid te optimaliseren door uw onderdeelspecificaties zorgvuldig op te stellen.