วัสดุสำหรับการกัดกร่อนด้วยแสงเคมี: ประเภท คุณสมบัติ และการใช้งาน

วัสดุ ที่ขึ้นรูปด้วยกระบวนการกัดกรดทางเคมีด้วยแสง คือ โลหะและโลหะผสมที่สามารถขึ้นรูปได้ด้วยสารไวแสง แสงอัลตราไวโอเลต และการกัดกรดทางเคมีที่ควบคุมได้ กระบวนการนี้ส่วนใหญ่ใช้กับแผ่นโลหะ แถบโลหะ และฟอยล์ การทำความเข้าใจกระบวนการกัดกรดทางเคมีด้วยแสงช่วยให้วิศวกรเลือกวัสดุและการออกแบบที่เหมาะสม วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ สแตนเลส ทองแดง ทองเหลือง ฟอสฟอร์บรอนซ์ เบริลเลียมคอปเปอร์ อลูมิเนียม ไทเทเนียม นิกเกล และโลหะผสมนิกเกล

วัสดุแต่ละชนิดมีองค์ประกอบทางเคมี สภาพพื้นผิว ความแข็งแรง การนำไฟฟ้า และความต้านทานการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน คุณสมบัติเหล่านี้ส่งผลต่อการตอบสนองของโลหะในระหว่างกระบวนการกัดกร่อน และการใช้งานทั่วไปของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว คู่มือนี้จะอธิบายประเภทหลักของวัสดุที่ใช้ในการกัดกร่อนด้วยแสงเคมี คุณสมบัติพื้นฐาน และการใช้งานทั่วไปของวัสดุเหล่านั้น

ประเด็นที่สำคัญ

• การกัดด้วยแสงเคมีสามารถใช้ได้กับโลหะและโลหะผสมทางอุตสาหกรรมหลายชนิด ในรูปแบบแผ่น แถบ หรือฟอยล์

• เหล็กกล้าไร้สนิม โลหะผสมทองแดง อะลูมิเนียม ไทเทเนียม และโลหะผสมนิกเกล เป็นกลุ่มวัสดุที่พบได้ทั่วไป

• โลหะผสมทองแดง ได้แก่ ทองเหลือง ฟอสฟอร์บรอนซ์ เบริลเลียมคอปเปอร์ และนิกเกิลซิลเวอร์

• โลหะแต่ละชนิดมีปฏิกิริยาแตกต่างกันออกไป เนื่องจากส่วนประกอบของโลหะผสม ความหนา ความแข็ง และสภาพพื้นผิว

• วัสดุที่ขึ้นรูปด้วยกระบวนการกัดด้วยแสงถูกนำมาใช้ในการผลิตตัวกรอง หน้าสัมผัส แผ่นป้องกัน โครงตะกั่ว แผ่นไบโพลาร์ แผ่นรอง และชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงอื่นๆ

• วัสดุที่สามารถกัดกรดได้ไม่ได้หมายความว่าจะรองรับความหนา ขนาดของชิ้นส่วน หรือค่าความคลาดเคลื่อนทุกแบบได้เสมอไป

วัสดุสำหรับการกัดกร่อนด้วยแสงเคมีคืออะไร?

วัสดุสำหรับการกัดด้วยแสงเคมีคือแผ่นโลหะที่ใช้เป็นพื้นผิวในการผลิตชิ้นส่วนที่กัดด้วยแสง พื้นผิวดังกล่าวคือแผ่นหรือฟอยล์ที่รองรับลวดลายของสารไวแสงในระหว่างกระบวนการผลิต

กระบวนการกัดเซาะด้วยแสงเคมีเริ่มต้นด้วยการทำความสะอาดพื้นผิวโลหะ จากนั้นจึงทาสารไวแสง (photoresist) ลงไป และแสงอัลตราไวโอเลตจะถ่ายทอดลวดลายของชิ้นส่วนลงบนสารไวแสงนั้น จากนั้นกระบวนการทางเคมีที่ควบคุมได้จะกำจัดส่วนที่ไม่ได้รับการปกป้องของโลหะออกไป

วัสดุและสารกัดกร่อนนั้นแตกต่างกัน วัสดุจะกลายเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูป ในขณะที่สารกัดกร่อนเป็นสารละลายเคมีที่ใช้ในการกำจัดโลหะที่เลือกไว้ โลหะแต่ละชนิดต้องการสภาวะกระบวนการที่แตกต่างกัน เนื่องจากโลหะแต่ละชนิดทำปฏิกิริยากับสารกัดกร่อนไม่เหมือนกัน

การกัดด้วยแสงเคมี (Photochemical etching) เรียกอีกอย่างว่า การกัดด้วยแสง (Photo etching), การตัดเฉือนด้วยแสงเคมี (Photochemical machining), การตัดเฉือนด้วยแสงเคมี (Photochemical machining) หรือ PCM สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดของวิธีการผลิต โปรดอ่านคู่มือหลักเกี่ยวกับกระบวนการกัดด้วยแสงเคมีและการออกแบบ

ประเภทหลักของวัสดุการกัดเซาะด้วยแสงเคมี

วัสดุที่ใช้การกัดกร่อนด้วยแสงสามารถแบ่งกลุ่มได้ตามปริมาณโลหะหลักและคุณสมบัติพื้นฐาน โดยแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ ได้แก่ โลหะเหล็ก โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และโลหะผสมพิเศษ

โลหะเหล็ก

โลหะกลุ่มเหล็กมีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าคาร์บอน และเหล็กสปริง จัดอยู่ในกลุ่มนี้

โลหะผสมที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบหลักสามารถให้ความแข็งแรง ความแข็งแกร่ง ความต้านทานการสึกหรอ หรือความต้านทานการกัดกร่อน คุณสมบัติที่แน่นอนของโลหะผสมเหล่านี้ขึ้นอยู่กับเกรดของโลหะผสม ปริมาณคาร์บอน ปริมาณโครเมียม การอบชุบด้วยความร้อน และการอบคืนตัว

เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นวัสดุเหล็กที่พบเห็นได้มากที่สุดในหน้าผลิตภัณฑ์ของ TMNetch ใช้สำหรับผลิตตัวกรอง แผ่นรอง แผ่นป้องกัน แผ่นเข้ารหัส ตะแกรงลำโพง และชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงอื่นๆ ที่ผลิตด้วยกระบวนการกัดกรดเหล็กกล้าไร้สนิม

โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก คือโลหะที่ไม่ได้ใช้เหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก กลุ่มนี้ได้แก่ ทองแดง ทองเหลือง บรอนซ์ อะลูมิเนียม ไทเทเนียม นิกเกล และโลหะผสมอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องอีกมากมาย

วัสดุเหล่านี้ครอบคลุมการใช้งานที่หลากหลาย โลหะผสมทองแดงสามารถให้คุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความยืดหยุ่นได้ อะลูมิเนียมเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความหนาแน่นต่ำ ในขณะที่ไทเทเนียมรวมน้ำหนักเบาเข้ากับความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน

โลหะผสมพิเศษ

โลหะผสมชนิดพิเศษผลิตขึ้นเพื่อใช้ในสภาพแวดล้อมทางความร้อน ไฟฟ้า แม่เหล็ก กลไก หรือเคมีที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างที่กล่าวถึงในเนื้อหาวัสดุของ TMNetch ได้แก่ อินโคเนลและโมลิบเดนัม

วัสดุเหล่านี้อาจต้องการการเตรียมพื้นผิว เคมี เวลาการกัด และวิธีการตรวจสอบที่แตกต่างกัน เกรดของโลหะผสมมีความสำคัญ เนื่องจากโลหะผสมตระกูลเดียวกันอาจมีส่วนประกอบที่แตกต่างกันได้หลายชนิด

วัสดุทั่วไปที่ใช้ในการกัดกรดด้วยแสงและการประยุกต์ใช้งาน

ตารางนี้อธิบายถึงกลุ่มวัสดุโดยทั่วไป คุณสมบัติอาจเปลี่ยนแปลงไปตามเกรด ความแข็ง และรูปแบบผลิตภัณฑ์ แม้จะอยู่ในกลุ่มเดียวกันก็ตาม การใช้งานที่แตกต่างกันอาจต้องการการตรวจสอบเพิ่มเติม เช่นชิ้นส่วนป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแผ่นขั้วคู่

เหล็กกล้าไร้สนิมที่ผ่านกระบวนการกัดด้วยสารเคมี

โครเมียมช่วยให้เหล็กกล้าไร้สนิมมีชั้นออกไซด์ที่อุดมด้วยโครเมียมซึ่งสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมทนต่อการกัดกร่อนและเป็นหนึ่งในวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับชิ้นส่วนโลหะบางที่มีความแม่นยำสูง การเลือกเกรดส่วนใหญ่เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างความทนทานต่อการกัดกร่อนกับต้นทุน: เหล็กกล้าไร้สนิม 304 ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการใช้งานที่ทนต่อการกัดกร่อนทั่วไป ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิม 316/316Lมีโมลิบเดนัม ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์และสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้น (และเป็นเกรดที่ใช้สำหรับแผ่นขั้วไฟฟ้า) และ 430 อยู่ในตระกูลเฟอร์ริติกซึ่งมีพฤติกรรมทางแม่เหล็กที่แตกต่างจากทั้งสอง สำหรับข้อมูลจำเพาะของเกรดและตัวอย่างการใช้งานทั้งหมด โปรดดูคู่มือการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม

ทองแดงและโลหะผสมทองแดงในการกัดด้วยแสงเคมี

โลหะผสมทองแดงเป็นกลุ่มวัสดุที่ใหญ่ที่สุดในกระบวนการกัดด้วยแสงเคมี และการเลือกใช้โลหะผสมทองแดงที่เหมาะสมภายในกลุ่มนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดสำหรับชิ้นส่วนนั้นๆ:

• ทองแดงบริสุทธิ์ — มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดในกลุ่ม เหมาะสำหรับใช้เป็นจุดเริ่มต้นในการออกแบบหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ชิ้นส่วนถ่ายเทความร้อน และโครงสร้างห้องไอระเหย
• ทองเหลือง (C26000, C27000) — แลกเปลี่ยนการนำไฟฟ้าบางส่วนกับต้นทุนที่ต่ำกว่าและผิวเคลือบโลหะที่สวยงาม พบได้ทั่วไปในตัวเชื่อมต่อและป้ายชื่อ
• ฟอสฟอร์บรอนซ์ (C51000, C54400) — ตัวเลือกที่มีคุณสมบัติเหมือนสปริง; ใช้ในกรณีที่ชิ้นส่วนจำเป็นต้องยืดหยุ่นและกลับคืนรูปทรงเดิม เช่น หน้าสัมผัสและ เฟรมตะกั่วแบบกำหนดเอง.
• ทองแดงเบริลเลียม (C17200) — มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม รวมทั้งมีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูงสุดในกลุ่มวัสดุ เหมาะสำหรับใช้ทำหน้าสัมผัสสปริงและคลิปที่ต้องมีการงอซ้ำๆ
• นิกเกิลเงิน (C7521) — แม้ชื่อจะบอกว่าเป็นโลหะเงิน แต่จริงๆ แล้วไม่มีส่วนผสมของเงินเลย โดยเลือกใช้โลหะเงินในการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI/RFI) และชิ้นส่วนตกแต่งที่สีและคุณสมบัติในการขึ้นรูปเหมาะสม

สำหรับข้อมูลจำเพาะเกรดทั้งหมด ตัวเลือกการอบชุบ และรายละเอียดการใช้งาน โปรดดูคู่มือการกัดกรดทองแดงและคู่มือเฟรมตะกั่วแบบกำหนดเอง

อะลูมิเนียมในกระบวนการกัดด้วยแสงทางเคมี

อะลูมิเนียมเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำ โดยแลกกับคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงบางส่วน แต่มีน้ำหนักเพียงประมาณหนึ่งในสามของทองแดงหรือสแตนเลส จึงนิยมใช้ในตะแกรง แผง และชิ้นส่วนน้ำหนักเบาในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศหรือยานยนต์ ซึ่งน้ำหนักเป็นข้อจำกัดในการออกแบบ อะลูมิเนียมของ TMNetch มีหลายเกรด ได้แก่ ซีรีส์ 1000 (ความบริสุทธิ์สูง กัดกรดได้ง่ายที่สุด), ซีรีส์ 3000 (อะลูมิเนียม-แมงกานีส มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น) และซีรีส์ 5000 (อะลูมิเนียม-แมกนีเซียม ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า) เช่น 1100, 3003, 5052, 5083 และ 5182 สำหรับคุณสมบัติของเกรดและตัวเลือกการตกแต่งทั้งหมด โปรดดูคู่มือการกัดกรดอะลูมิเนียม

ไทเทเนียมในกระบวนการกัดด้วยแสงเคมี

ไทเทเนียมมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีเยี่ยมและทนทานต่อการกัดกร่อนทำให้เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การแพทย์ เคมี และการใช้งานที่ต้องการความทนทานสูงอื่นๆ ข้อเสียคือชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นทำให้ไทเทเนียมไม่เกิดการกัดกร่อนเหมือนสแตนเลสหรือทองแดง ดังนั้นกระบวนการทางเคมีจึงต้องเลือกให้เหมาะสมกับเกรดของไทเทเนียม เกรดบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ (เกรด 1, เกรด 2 ซึ่งมักใช้สำหรับแผ่นขั้วคู่ของเซลล์เชื้อเพลิง) และเกรดผสม เช่น Ti-6Al-4V มีองค์ประกอบและคุณสมบัติทางกลที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงต้องระบุเกรดให้ชัดเจน แทนที่จะระบุเพียงแค่ "ไทเทเนียม" สำหรับรายละเอียดเกรดและหมายเหตุเกี่ยวกับกระบวนการทั้งหมด โปรดดูคู่มือการกัดกร่อนของไทเทเนียม

นิกเกลและโลหะผสมนิกเกลในการกัดด้วยแสงเคมี

“โลหะผสมนิกเกล” ครอบคลุมกลุ่มย่อยที่แตกต่างกันหลายกลุ่ม ซึ่งมีคุณสมบัติและวัตถุประสงค์ในการใช้งานที่แตกต่างกัน:

• นิกเกิลบริสุทธิ์ (Ni200) — คุณสมบัติทนทานต่อการกัดกร่อนทั่วไป สำหรับการใช้งานในด้านอิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า และแบตเตอรี่
• โลหะผสมนิกเกล-เหล็ก — รวมถึงเกรดที่มีการควบคุมการขยายตัว เช่น โควาร์และอัลลอย 42ซึ่งได้รับการคัดเลือกเนื่องจากมีเสถียรภาพทางมิติและเข้ากันได้กับการขยายตัวทางความร้อนของแก้วหรือเซรามิกในบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบปิดสนิท (ดูเพิ่มเติมที่ ส่วนจับคู่ CTE ของเฟรมตะกั่ว (สำหรับวิธีการนำไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบบรรจุภัณฑ์)
• โลหะผสมนิกเกิลโครเมียมรวมถึงตระกูลอินโคเนล ซึ่งมีคุณสมบัติทนความร้อนและทนการกัดกร่อน เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ กระบวนการทางเคมี และการใช้งานที่อุณหภูมิสูง ความเหมาะสมในการใช้งานยังคงขึ้นอยู่กับเกรดเฉพาะนั้นๆ
• โลหะผสมนิกเกล-ไทเทเนียม — คุณสมบัติการจดจำรูปทรงและความยืดหยุ่นสูงพิเศษสำหรับชิ้นส่วนทางการแพทย์และอุตสาหกรรมเฉพาะทาง

สำหรับข้อมูลจำเพาะเกรดทั้งหมดและรายละเอียดการใช้งาน โปรดดูคู่มือการกัดกร่อนนิกเกิล

วัสดุกัดกรดด้วยแสงเคมีชนิดอื่นๆ และชนิดพิเศษ

การกัดด้วยแสงเคมีไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะกลุ่มโลหะเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่เท่านั้น วัสดุพิเศษก็สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน หากเกรด ความหนา พื้นผิว และการออกแบบชิ้นส่วนมีความเหมาะสม

โมลิบดีนัม

โมลิบเดนัมเป็นโลหะทนความร้อน โลหะทนความร้อนสามารถคงคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ไว้ได้ที่อุณหภูมิสูง และมักมีจุดหลอมเหลวสูง

โมลิบเดนัมใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ระบบระบายความร้อน ระบบแสงสว่าง และชิ้นส่วนอุตสาหกรรมเฉพาะทาง มีคุณสมบัติแตกต่างจากทองแดง อลูมิเนียม หรือสแตนเลส ดังนั้นจึงต้องใช้สภาวะกระบวนการผลิตเฉพาะของตัวเอง

Inconel

อินโคเนลเป็นกลุ่มโลหะผสมนิกเกล-โครเมียม โลหะผสมเหล่านี้ขึ้นชื่อเรื่องประสิทธิภาพในการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ทนความร้อนและกัดกร่อนสูง

คำว่า "ส่วนประกอบ" ไม่ได้หมายถึงส่วนประกอบที่ตายตัว วัสดุอินโคเนลจะต้องได้รับการระบุเกรดที่แน่นอนก่อนที่จะกำหนดกระบวนการผลิตใดๆ

โลหะผสมพิเศษอื่นๆ

อุตสาหกรรมการตัดเฉือนด้วยแสงเคมีในวงกว้างยังทำงานกับโลหะและโลหะผสมพิเศษอื่นๆ อีกด้วย ซึ่งอาจรวมถึงโลหะผสมแม่เหล็ก โลหะผสมควบคุมการขยายตัว โลหะผสมสปริง และแผ่นฟอยล์โลหะมีค่า

ชื่อวัสดุพิเศษเพียงอย่างเดียวไม่ได้ยืนยันถึงศักยภาพในการผลิต เกรดที่แน่นอน รูปแบบผลิตภัณฑ์ ความหนา สภาพพื้นผิว และแบบร่าง จะเป็นตัวกำหนดว่าโครงการนั้นสามารถเข้าสู่กระบวนการผลิตได้หรือไม่

คุณลักษณะของวัสดุใดบ้างที่มีผลต่อการกัดกร่อนด้วยแสง?

แผ่นวัสดุสองแผ่นที่ดูคล้ายกันอาจมีพฤติกรรมแตกต่างกันในระหว่างกระบวนการกัดกรด คุณลักษณะของวัสดุหลายประการมีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาทางเคมี ประสิทธิภาพของสารไวแสง รูปทรงขอบ และความสม่ำเสมอของชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์

ส่วนประกอบโลหะผสม

โลหะผสมคือส่วนผสมของโลหะพื้นฐานและธาตุอื่นๆ ตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไป ธาตุเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลและทางเคมีของโลหะ

ตัวอย่างเช่น ทองเหลืองและฟอสฟอร์บรอนซ์ต่างก็เป็นโลหะผสมทองแดง แต่สังกะสีทำให้ทองเหลืองมีคุณสมบัติแตกต่างจากดีบุกและฟอสฟอรัสที่ใช้ในฟอสฟอร์บรอนซ์ กระบวนการกัดกร่อนต้องตอบสนองต่อโลหะผสมที่แท้จริง ไม่ใช่แค่ชื่อของโลหะพื้นฐานเท่านั้น

ความหนาของวัสดุ

ความหนาเป็นตัวกำหนดว่าต้องเอาโลหะออกมากแค่ไหนเพื่อให้ได้รูทะลุ แผ่นโลหะที่หนากว่าจะต้องเอาวัสดุออกมากกว่าแผ่นฟอยล์บางๆ

ความหนายังมีความสัมพันธ์กับส่วนที่เว้าเข้าไป ขนาดขั้นต่ำของชิ้นงาน และความคลาดเคลื่อนที่สามารถทำได้ ความสัมพันธ์เหล่านี้ได้รับการอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมในคู่มือหลักเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนและการออกแบบสำหรับการกัดด้วยสารเคมีด้วยแสง

อารมณ์และความแข็ง

คำว่า "เทมเปอร์" หมายถึงสภาพทางกลที่เกิดขึ้นจากกระบวนการต่างๆ เช่น การขึ้นรูปเย็นหรือการอบชุบด้วยความร้อน วัสดุเกรดหนึ่งๆ อาจมีให้เลือกในสภาพเทมเปอร์อ่อน ปานกลาง แข็ง สปริง หรือสภาพอื่นๆ

อุณหภูมิการอบชุบมีผลต่อการดัดงอ คุณสมบัติของสปริง ความเรียบ และการขึ้นรูปในภายหลัง มันไม่ได้เปลี่ยนชื่อโลหะผสม แต่สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของชิ้นส่วนสำเร็จรูปได้

โครงสร้างเกรน

โลหะทำมาจากบริเวณผลึกขนาดเล็กที่เรียกว่าเกรน ขนาดและทิศทางของเกรนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามกระบวนการหล่อ การรีด การอบชุบด้วยความร้อน และขั้นตอนการแปรรูปวัสดุอื่นๆ

โครงสร้างของเนื้อวัสดุสามารถส่งผลต่อลักษณะพื้นผิวและความสม่ำเสมอของขอบหลังจากการกำจัดวัสดุออกไป นอกจากนี้ยังอาจส่งผลต่อการดัดงอและพฤติกรรมของสปริงหลังจากการกัดกร่อนด้วยสารเคมีอีกด้วย

สภาพพื้นผิว

พื้นผิวโลหะอาจมีคราบน้ำมัน ออกไซด์ ตะกรัน รอยขีดข่วน สารเคลือบ หรือรอยจากการรีด ซึ่งสภาวะเหล่านี้อาจส่งผลต่อการทำความสะอาดและการยึดเกาะของสารไวแสง

เหล็กกล้าไร้สนิม อลูมิเนียม ไทเทเนียม และโลหะอื่นๆ ก็เกิดชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติเช่นกัน การเตรียมพื้นผิวจึงต้องสร้างฐานที่สะอาดและสม่ำเสมอสำหรับกระบวนการสร้างภาพ

ความสม่ำเสมอของแผ่นและฟอยล์

ความสม่ำเสมอของความหนาและความเรียบมีความสำคัญตลอดทั้งแผ่น ความไม่สม่ำเสมอเฉพาะจุดอาจส่งผลกระทบต่อชิ้นส่วนขนาดใหญ่ รูปแบบรูเจาะที่หนาแน่น หรือส่วนประกอบที่ซ้ำกันซึ่งจัดเรียงอยู่บนแผ่นเดียวกัน

ผู้ผลิตอาจต้องพิจารณาถึงทิศทางการรีด การจัดเรียงขดลวด และลักษณะการจัดการเมื่อวัสดุมีความบางมากด้วย

โลหะทุกชนิดสามารถกัดด้วยกระบวนการทางเคมีแสงได้หรือไม่?

โลหะและโลหะผสมหลายชนิดที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์สามารถกัดด้วยกระบวนการทางเคมีแสงได้ อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้หมายความว่าวัสดุทุกชนิดจะใช้สารกัด อุณหภูมิ ความเร็ว หรือกระบวนการไวต่อแสงแบบเดียวกันเสมอไป

โลหะบางชนิดอาจสามารถกัดกร่อนได้ด้วยสารเคมี แต่ก็ยังมีข้อจำกัดสำหรับชิ้นส่วนบางประเภท วัสดุที่หนามาก ช่องเปิดขนาดเล็กมาก ลักษณะการกัดกร่อนบางส่วนที่ลึกมาก การเคลือบผิวที่ผิดปกติ หรือพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ สามารถเปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ได้

เกรดที่แน่นอนก็มีความสำคัญเช่นกัน คำว่า “สแตนเลส” “ไทเทเนียม” และ “โลหะผสมนิกเกล” แต่ละคำล้วนหมายถึงกลุ่มวัสดุขนาดใหญ่ ไม่ใช่ส่วนประกอบที่ตายตัวเพียงอย่างเดียว

วัสดุพิเศษบางชนิดอาจต้องมีการทดสอบตัวอย่างหรือการตรวจสอบทางวิศวกรรมก่อนการผลิต เพื่อยืนยันว่าวัสดุมีปฏิกิริยาอย่างไร และสามารถผลิตรูปทรงที่ต้องการได้อย่างสม่ำเสมอหรือไม่

วัสดุกัดกรดด้วยแสงและการตกแต่งขั้นที่สอง

การกัดกรดช่วยสร้างรูปทรงเรขาคณิตของชิ้นส่วน แต่บางชิ้นส่วนอาจต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติม การตกแต่งพื้นผิวที่ได้จะขึ้นอยู่กับวัสดุพื้นฐานและการใช้งานขั้นสุดท้ายของชิ้นส่วนนั้น

กระบวนการรองทั่วไปที่ระบุไว้ในหน้าต่างๆ ของ TMNetch ได้แก่:

• การชุบ

• ทู่

• อโนไดซ์

• ขัด

• จิตรกรรม

• การดัดและการขึ้นรูป

• การทำความสะอาด

• ตัดเลเซอร์

• บรรจุภัณฑ์ที่กำหนดเอง

การชุบโลหะสามารถเพิ่มชั้นโลหะเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้า ความสามารถในการบัดกรี ความต้านทานการกัดกร่อน หรือเพื่อความสวยงาม การทำให้เกิดชั้นฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนมักใช้กับสแตนเลส ในขณะที่การชุบอะโนไดซ์ใช้กันอย่างแพร่หลายกับอะลูมิเนียม

การดัดเปลี่ยนแผ่นโลหะแบนที่ผ่านการกัดกรดให้กลายเป็นชิ้นส่วนขึ้นรูป การขัดเงาและการทาสีเปลี่ยนพื้นผิวหรือลักษณะที่ปรากฏ การดำเนินการเหล่านี้เกิดขึ้นหลังจากหรือใกล้เคียงกับขั้นตอนการกัดกรด และต้องมีการควบคุมกระบวนการเฉพาะของตนเอง

โปรดอ่านภาพรวมของบริการกัดกรดทางเคมีแบบครบวงจรเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกัดกรดและขั้นตอนการดำเนินการขั้นที่สอง

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)

วัสดุใดบ้างที่ใช้ในกระบวนการกัดกรดด้วยแสง?

วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ สแตนเลส ทองแดง ทองเหลือง ฟอสฟอร์บรอนซ์ เบริลเลียมคอปเปอร์ นิกเกิลซิลเวอร์ อะลูมิเนียม ไทเทเนียม นิกเกิล และโลหะผสมนิกเกิล นอกจากนี้ โมลิบเดนัม อินโคเนล และโลหะผสมพิเศษอื่นๆ ก็สามารถนำมาแปรรูปได้เช่นกันภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

สามารถกัดผิวสแตนเลสด้วยกระบวนการทางเคมีแสงได้หรือไม่?

ใช่แล้ว TMNetch ระบุเกรดสแตนเลส เช่น 304, 316 และ 430 ไว้ในหน้าบริการต่างๆ ของเว็บไซต์ สแตนเลสที่ผ่านกระบวนการกัดด้วยแสง (Photo-etched stainless steel) ถูกนำมาใช้ในการผลิตตัวกรอง แผ่นรองปรับระดับ จานเข้ารหัส แผ่นป้องกัน ตะแกรงลำโพง แผ่นขั้วคู่ และชิ้นส่วนอุตสาหกรรมต่างๆ

ทองแดงและโลหะผสมทองแดงสามารถกัดด้วยแสงได้หรือไม่?

ใช่แล้ว ตระกูลทองแดงประกอบด้วยทองแดงบริสุทธิ์ ทองเหลือง ฟอสฟอร์บรอนซ์ เบริลเลียมคอปเปอร์ และนิกเกิลซิลเวอร์ วัสดุเหล่านี้ใช้สำหรับทำหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ชิ้นส่วนระบายความร้อน โครงลวดตัวนำ ฉนวน ตัวเชื่อมต่อ และสปริง

อลูมิเนียมสามารถกัดด้วยกระบวนการทางเคมีแสงได้หรือไม่?

ใช่แล้ว อะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียมหลายชนิดสามารถกัดด้วยกระบวนการทางเคมีแสงได้ เกรดของโลหะผสมและสภาพพื้นผิวมีผลต่อกระบวนการ ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมที่กัดด้วยกระบวนการทางเคมีแสงที่นิยมใช้ ได้แก่ ตะแกรงน้ำหนักเบา แผ่นป้องกัน แผง และชิ้นส่วนตกแต่งต่างๆ

ไทเทเนียมสามารถกัดด้วยแสงเคมีได้หรือไม่?

ใช่แล้ว ไทเทเนียมสามารถกัดด้วยกระบวนการทางเคมีแสงได้ โดยต้องมีการเตรียมพื้นผิวและควบคุมกระบวนการให้เหมาะสมกับวัสดุนั้นๆ TMNetch ระบุว่าไทเทเนียมเหมาะสำหรับแผ่นขั้วไฟฟ้าคู่ ชิ้นส่วนอากาศยาน ชิ้นส่วนทางการแพทย์ และชิ้นส่วนเฉพาะทางอื่นๆ

ฟอสฟอร์บรอนซ์ใช้ทำอะไรในกระบวนการกัดกรดด้วยแสง?

ทองแดงฟอสฟอรัสใช้สำหรับทำสปริงแบน หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ตัวเชื่อมต่อ และโครงลวดนำไฟฟ้า มันรวมคุณสมบัติการนำไฟฟ้า ความแข็งแรง และพฤติกรรมสปริงที่เป็นประโยชน์ C51000 และ C54400 เป็นตัวอย่างที่ระบุไว้ในรายการวัสดุทองแดงของ TMNetch

อินโคเนลและโมลิบเดนัมเหมาะสมสำหรับการกัดด้วยแสงทางเคมีหรือไม่?

วัสดุทั้งสองชนิดนี้พบได้ในการใช้งานการกัดด้วยแสงเคมี เนื่องจากเป็นวัสดุพิเศษ จึงต้องพิจารณาเกรด ความหนา พื้นผิว และรูปทรงของชิ้นส่วนอย่างละเอียดแยกต่างหาก เงื่อนไขกระบวนการชุดเดียวไม่สามารถใช้ได้กับวัสดุทุกเกรด

ความหนาของวัสดุมีผลต่อการกัดกร่อนด้วยแสงหรือไม่?

ใช่แล้ว ความหนาของวัสดุจะส่งผลต่อปริมาณโลหะที่ต้องตัดออก และอาจส่งผลต่อการเซาะร่อง ขนาดขั้นต่ำของชิ้นส่วน และความคลาดเคลื่อน ต้องพิจารณาความสัมพันธ์นี้ควบคู่ไปกับเกรดของวัสดุและรูปทรงเรขาคณิตด้วย

วัสดุสำหรับกัดกรดด้วยแสงมีจำหน่ายในรูปแบบแผ่นหรือฟอยล์หรือไม่?

สามารถจัดจำหน่ายได้ในรูปแบบแผ่น แถบ ม้วน หรือฟอยล์ ขึ้นอยู่กับวัสดุและความหนา รูปแบบของผลิตภัณฑ์อาจส่งผลต่อความเรียบ การขนส่ง ทิศทางการรีด และผังการผลิต

ข้อสรุป

การกัดด้วยแสงเคมีสามารถใช้ได้กับโลหะและโลหะผสมหลากหลายชนิด สแตนเลส โลหะผสมทองแดง อะลูมิเนียม ไทเทเนียม และนิกเกล เป็นกลุ่มวัสดุที่ใช้กันทั่วไป

แต่ละกลุ่มประกอบด้วยเกรด คุณสมบัติ ความหนา และสภาพพื้นผิวที่หลากหลาย ความแตกต่างเหล่านี้อธิบายได้ว่าทำไมโลหะสองชนิดจึงมีปฏิกิริยาแตกต่างกัน แม้ว่าจะอยู่ในกลุ่มเดียวกันก็ตาม

การทำความเข้าใจประเภท คุณสมบัติ และการใช้งานพื้นฐานของวัสดุที่ใช้ในการกัดด้วยแสงเคมี จะเป็นพื้นฐานสำหรับการเลือกวัสดุ การประเมินข้อจำกัดของกระบวนการ และการเลือกบริการกัดด้วยแสงเคมี ที่เหมาะสม สำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง

หากต้องการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการผลิตและบริการวัสดุที่ TMNetch รองรับ โปรดเยี่ยมชมหน้าบริการกัดกรดด้วยแสง