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几种机械加工工艺的比较

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发表于 2013-4-6 15:34:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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光蚀刻工艺
1、在金属材料上蚀刻图案,对图案设计无限制;
2、省去高昂的模具费用,节省成本,可以通过减少工具的制造周期来大幅缩短部件的生产过程能快速交货,缩短了开发周期(模具开发需要较长时间);
3、图案清晰,是传统工艺如冲压、铸造、激光、油墨不能比拟的;
4、精度高,公差为±10µm;
5、无毛刺,光滑,可以制作任意厚度的金属(小于2mm厚度是出于制作时间考虑);
6、可以制作STEP状;
7、无机械加工热应力变形;
8、生产效率高,可以批量生产。

 楼主| 发表于 2013-4-6 15:35:11 | 显示全部楼层
冲压工艺:
产品粗糙,精度低,模具费用昂贵,开发周期长,对超薄超密图形由于热应力问题无法制作;
其优点是在超大批量制作时有成本优势。
 楼主| 发表于 2013-4-6 15:39:51 | 显示全部楼层
激光工艺:
有毛刺,成本高,超密图形容易产生热变形,对切割的形状有要求,不能进行批量生产;
优点是根据激光设备不同可以制作不同精度的产品。
 楼主| 发表于 2013-4-6 15:40:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 gaoshengxian 于 2013-4-6 15:41 编辑

工程人员可以在几小时内将客户的CAD图纸转变为光工具,这意味着当他们决定修改设计时,也能及时方便地修改胶片。而传统模具一旦制成则难以修改。

此外,单个光工具能够同时制备部件的数个不同版本,因此在原型制造过程中,“可以一次测试5种不同的形状,而无需用硬模具加工5个不同的物体,这使得加工周期通常缩短了3至4周。

不论是原型还是产品部件,光蚀刻能够简化诸如头盖骨重造网等复杂部件的加工过程。制造网孔眼太多,用其他加工方法不划算。如果有10,000个孔眼,我们就能够同时加工10,000个孔眼,采用激光或冲压技术进行加工的话,可想而知得多花上多长时间?

光蚀刻可以一次加工这些复杂网状物的所有孔眼,还有连接部件以及颅骨的螺钉埋头孔。如果采用传统的机械加工技术,则需要进行第二轮操作,才能制成这些埋头孔。

除复杂部件以外,光蚀刻还适用于脆弱部件的生产。冲压技术会导致诸如呼吸流量控制器等部件发生变形,甚至损坏。该部件由非常薄的不锈钢制成,如果采用冲压技术,很可能使其破裂,,考虑到部件的厚度和精密程度,只能采用光蚀刻技术。



 楼主| 发表于 2013-4-6 15:42:18 | 显示全部楼层

光蚀刻的限制

光蚀刻优点众多,但也不无缺陷。一般而言,多数光蚀刻公司不愿意加工厚度大于2mm的大量部件,因为这类工程极为耗时。

此外,部件上能够被蚀刻的最小特征是材料厚度的函数,我们的经验是:部件特征的最小尺寸是材料厚度的1–1.5倍,因此,由20mil厚度材料制成的部件,其最小特征约为0.02英寸。材料越厚,蚀刻微小特征越难。”

随着材料厚度的增加,光蚀刻加工的公差也会随之增大。在0.02英寸厚度的光蚀刻部件上获得的最佳公差为其厚度的±15%,即±0.003英寸。采用激光切割可以做得更好,可以加工微小特征,同时限制公差。


 楼主| 发表于 2013-4-6 15:43:41 | 显示全部楼层

技术间的相互竞争

在机械加工技术中,人们通常会先选择激光切割和冲压技术,然后才考虑光蚀刻技术。对于数量少的工作,激光切割比其他两种方法更加快速划算。但是随着加工数量的增加,激光切割也逐渐失去竞争优势。采用激光切割,加工数量越大,激光设备的数量也越大。数量增加,设备的效率反而降低了。

光蚀刻则不同,它能够同时生产整块板材的产品。比如部件的尺寸为1×1英寸,而金属板材的尺寸为12×12英寸,你就能在一轮操作中从该金属板上获得144个部件,且无须用激光束切割每个部件的外周。因此部件成本将远远低于采用激光切割的成本。

但是,当加工部件的数量以百万计时,成本计算又发生了变化。对于极大数量的工作,昂贵的冲压模具是性价比最高的选择。将100,000美元的冲压模具成本分摊到每年5百万个部件中尚属划算,在这种生产规模中,光蚀刻也失去了竞争优势。

但是,如果部件过于复杂,光蚀刻也能在大规模加工中与冲压技术一比高下。这是因为光蚀刻部件的成本取决于部件在金属板上占的空间,而非部件的复杂性。

另一方面,复杂性与冲压部件的成本关系巨大。设想一个部件具有大量孔眼,每一个穿孔都由一次冲压操作来实现,设计中的孔眼越多,冲压次数也越多,加工成本也就越高。

而在光蚀刻加工中,我们可以一次切出所有孔眼,不管部件有一个洞还是一万个洞,加工成本不变。



发表于 2013-4-6 16:11:37 | 显示全部楼层
要好好学习学习CAD
发表于 2013-4-7 09:29:05 | 显示全部楼层
小而精的部件用这个工艺比较划得来
发表于 2013-4-7 12:44:39 | 显示全部楼层
学习一下。
发表于 2013-4-23 15:48:01 | 显示全部楼层
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