Chemické obrábanie Lokálne rozpúšťanie materiálu vhodným rozpúšťadlom. ● ●
●
●
●
obrábanie kovových materiálov, rýchlosť odoberania materiálu nezávisí od tvrdosti a húževnatosti, tvarovo zložité povrchy s vysokou presnosťou a kvalitou, nevzniká tepelne a mechanicky ovplyvnená oblasť, veľké plochy – hospodárnejšie ako frézovaním
Chemické obrábanie 1 – základný materiál, 2 – maska, 3 – otvory vyrezané do masky, V mieste otvorov sa materiál rozpúšťa vplyvom rozpúšťadla
Obrobiteľnosť materiálov Štyri skupiny materiálov podľa chemickej obrobiteľnosti: ●
● ● ●
meď, bronz – ľahko sa rozpúšťajú, dobrá obrobiteľnosť chemickým obrábaním, nikel, zinok, hliník mangán, molibdén, chróm, zlato, wolfrám – ťažko sa rozpúšťajú, zlá obrobiteľnosť chemickým obrábaním
Rozpúšťadlá pre chemické obrábanie ●
●
●
železné kovy – rôzne kyseliny, meď, zliatiny medi, ťažké kovy – chlorid železitý FeCl3, hliník, zliatiny hliníka, ľahké kovy – lúh sodný NaOH
Príprava obrobku na chemické obrábanie ●
●
●
odmastnenie a čistenie povrchu – odstránia sa nečistoty z povrchu prípadné oxidické povlaky (Al zliatiny – AL2O3 povlak), ponorenie do 5% roztok NaOH a násladne do 30% roztok kys. dusičnej, morenie – zvýšenie priľnavosti masky, ponorenie do roztoku H2SO4 a následne dvojchróman draselný, maskovanie – náter odolný vplyvu rozpúšťadla (živica, lak) hrúbka do 2 mm.
Príprava obrobku na chemické obrábanie ●
●
sušenie masky – maskovací náter sa suší 6 až 8 hodín, môže sa sušenie urýchliť v peci (malé obrobky), vyrezávanie masky – do vysušenej masky sa vytvárajú otvory (ručné vyrezávanie, gravírovanie laserom, ...),
Čas potrebný na obrábanie
●
nie je závislí na veľkosti obrábanej plochy,
●
závisí len od hĺbky obrábania,
●
rýchlosť odleptávania 0,01 až 0,5 mm/min.,
●
maska odoláva leptaniu približne 8 hod.,
Podleptanie masky Rýchlosť leptania v homogénnom materiáli je rovnaká všetkými smermi. Hodnota podleptania je približne rovnaká ako hĺbka leptania.
Podleptanie masky ● ●
●
nie je možné vyrobiť ostré hrany, pri ponáraní do leptacieho kúpeľa je potrebné zabezpečiť aby sa vznikajúci plyn nehomadil v mieste podleptania (odlúpnutie masky, nerovnomerná rýchlosť leptania, ...), šikmé ponorenie, miešanie, miešanie leptacieho kúpeľa: – – –
odplavovanie splodín leptania, požadovaná koncentrácia leptadla v mieste leptania, odvod plynových bublín.
Striekanie leptacieho roztoku
Druhy chemického obrábania ● ● ● ● ● ● ● ●
chemické vystrihovanie, chemické frézovanie (hĺbenie), chemické gravírovanie, chemické brúsenie, chemické leštenie, obrábanie aktívnou hmotou, fotochemické obrábanie, termické odstraňovanie ostrín.
Chemické vystrihovanie ● ● ●
tenké plechy, celá súčiastka sa ponára, malé, tvarovo zložité súčiastky
Príklad: ● planžety holiacich strojčekov
Chemické frézovanie Presné tvarovanie zložitých veľkých tvarových plôch. Rýchlosť úberu sa pohybuje okolo 0,025 mm/min. Vzniká podleptanie, je potrebné s podleptaním uvažovať už pri výrobe masky. Rozmerová presnosť je daná aj hrúbkou odoberanej vrstvy. Drsnosť s pohybuje v rozmedzí Ra=0,75 až Ra=3,8.
Chemické frézovanie Použitie chemického frézovania: ● letecký a kozmický priemysel – lokálne odľahčenie odliatkov a výkovkov z ľahkých a vysokopevných zliatin, ●
malé kovové výrobky z vyokopevných materiálov, keď sa neoplatí vyrábať zápustka.
Chemické gravírovanie, brúsenie, leštenie ●
●
●
gravírovanie – rozmer kresby je malí na použitie mechanického gravírovania – matrice poštových známok, brúsenie – veľmi presné tvary (presnosť pod 1m), nízka drsnosť (Ra 0,01), leštenie – ešte jemnejšie ako brúsenie, používa sa pri drobných a tvarovo zložitých súčiastkach, ktoré mechanickým spôsobom nie je možné leštiť.
Obrábanie aktívnou hmotou Obrábanie tvarovo zložitých plôch. Polotuhá hmota z celulózy (elektrogel) napustená kyselinou sa priloží na povrch obrobku. V mieste dotyku sa obrobok začne rozpúšťať. Môže sa dosiahnuť odstupňovaný úber až do hĺbky 10 mm. Rozmerová presnosť je 0,02 až 0,07 mm. Na urýchlenie procesu je možné pripojiť elektrické napätie do 10V.
Obrábanie aktívnou hmotou
Fotochemické obrábanie Maska sa vytvára fotografickou cestou. Použitie pri výrobe: ● masky televízorov a obrazoviek, ● kódovacie disky, ● optické deliče, ● tesnenia, ● ozdobné predmety, ● polovodičové súčiastky.
Fotochemické obrábanie ●
●
●
●
výroba šablóny – laserovým lúčom sa vytvorí popis na fotografickom filme. Tento obraz (master) sa opakovane nanesie na fotonástroj (šablóna). príprava povrchu – povrch sa musí očistiť, odmastniť, prípadne moriť nanesenie fotorezistu – je to polymér citlivý na ultrafialové žiarenie, je potrebné ho vysušiť, spracovanie fotorezistu – cez šablónu sa fotorezist ožiari svetlom vhodnej vlnovej dĺžky (UV) a vytvorí sa maska (pozitívna, negatívna).
Fotochemické obrábanie Výhody fotochemického obrábania: ● ● ● ● ●
nízke náklady na nástroje, nízke náklady na modifikovanie, jednoduchý prechod na sériovú výrobu, vlastnosti základného materiálu sú neporušené, nevznikajú ostriny
Termické odstraňovanie ostrín Ostriny sa odstraňujú účinkom termickej vlny (výbuchu). Termická vlna má teplotu viac ako 3000 °C a trvá niekoľko s. Ostriny sa odtavia alebo odparia, ale súčiastka nestihne pohltiť veľa tepla. Ostriny sa spoľahlivo odstránia aj na neprístupných miestach.
Termické odstraňovanie ostrín
