序章
非伝統的な製造プロセスは、機械的、熱的、電気的または化学的エネルギー、またはこれらのエネルギーの組み合わせを含むさまざまな技術によって余分な材料を除去するプロセスのグループとして定義されますが、従来の製造に使用する必要があるため、鋭利な切削工具は使用しません。プロセス。
非常に硬くて脆い材料は機械加工が困難です 従来の機械加工プロセス 旋削、穴あけ、成形、フライス加工など。高度な製造プロセスとも呼ばれる非伝統的な機械加工プロセスは、以下に概説するような特別な理由により、従来の機械加工プロセスが実現可能でなく、満足のいくものではなく、経済的でない場合に使用されます。
- 従来の機械加工ではクランプが困難な非常に硬く壊れやすい材料
- ワークが柔軟すぎる、または細い場合
- 部品の形状が複雑すぎる場合
追加の必要な機械加工条件に対応するために、いくつかのタイプの非伝統的な機械加工プロセスが開発されました。これらのプロセスを適切に使用すると、従来とは異なる機械加工プロセスよりも多くの利点が得られます。このセクションでは、従来とは異なる一般的な機械加工プロセスについて説明します。
化学機械加工 (CM) の紹介
化学機械加工 (CM) は、強力な化学試薬 (エッチャント) によるワークピース材料の制御された溶解 (エッチング) です。 CM では、化学試薬またはエッチング剤に浸漬することにより、ワークピースの選択された領域から材料が除去されます。酸やアルカリ溶液など。材料は、金属の腐食または化学溶解で発生するように、微視的な電気化学セル作用によって除去されます。この制御された化学溶解は、材料除去の浸透速度がわずか 0.0025 ～ 0.1 mm/min であっても、露出したすべての表面を同時にエッチングします。基本的なカスタム機械加工には、さまざまな形態があります。ポケット、輪郭のケミカル フライス加工、金属全体の除去、薄いシートをエッチングするためのケミカル ブランキング。マイクロエレクトロニクスにおける感光性レジストの使用によるエッチングのための光化学機械加工 (pcm)。弱い化学試薬が使用される化学的または電気化学的研磨 (リモート電気アシストを使用することもある) で、単一の化学的に活性なジェットが使用される研磨またはバリ取りおよび化学ジェット加工。化学機械加工プロセスの概略図を図 6 に示します。
ケミカルミリング
ケミカルミリングでは、プレート、シート、鍛造品、押出品に浅いキャビティが生成されます。ケミカル ミリング プロセスで使用される 2 つの重要な材料は、エッチング剤とマスキング剤です。エッチング液は、化学組成と温度が制御された範囲内に維持される酸またはアルカリ溶液です。マスキング剤は特別に設計されたエラストマー製品で、手で剥がすことができ、刺激の強いエッチング剤に対して化学的に耐性があります。
ケミカルミリングの手順
- 残留応力の緩和: 機械加工する部品に前の処理による残留応力がある場合は、ケミカル ミリング後の反りを防ぐために、まずこれらの応力を緩和する必要があります。
- 準備: 表面を脱脂して徹底的に洗浄し、マスキング材の良好な接着と均一な材料除去の両方を確保します。
- マスキング: マスキング材を適用します (エッチングしない領域をコーティングまたは保護します)。
- エッチング: 露出した表面はエッチング液で化学的に機械加工されます。
- マスキング除去: 機械加工後、エッチング剤の残留物とのさらなる反応や露出を防ぐために、部品を完全に洗浄する必要があります。次に、残りのマスキング材を取り除き、部品を洗浄して検査します。
アプリケーション:
化学ミリングは、航空宇宙産業で使用され、航空機の大型コンポーネント ミサイル スキン パネル (図 7)、機体の押出成形部品から材料の浅い層を除去します。
図 7: パーツの剛性と重量の比率を改善するためにケミカル フライス加工によって輪郭を描いたミサイル スキン パネル セクション (Kalpakjain & Schmid)