스테인리스강은 다양한 산업 분야에서 여러 가지 재료적 이점을 제공하지만, 선택하는 가공 기술은 이 다재다능한 금속으로 만들어진 부품의 품질과 내구성에 영향을 미칠 수 있습니다.
이 글에서는 다양한 부품 및 조립품에 스테인리스강을 사용하는 근거를 평가하고, 혁신적이고 정밀한 최종 제품 생산을 가능하게 하는 가공 기술로서 광화학적 에칭의 역할을 살펴봅니다.
스테인리스강을 선택하는 이유는 무엇일까요? 스테인리스강은 기본적으로 크롬 함량이 10% 이상(중량 기준)인 연강입니다. 크롬 첨가로 인해 스테인리스강은 특유의 내식성을 갖게 됩니다. 스테인리스강의 크롬 함량은 표면에 견고하고 접착력이 강하며 눈에 보이지 않는 내식성 크롬 산화막을 형성할 수 있도록 합니다. 기계적 또는 화학적 손상을 입더라도 산소가 존재하면(아주 소량이라도) 산화막은 스스로 복구될 수 있습니다.
크롬 함량을 높이고 몰리브덴, 니켈, 질소와 같은 다른 원소를 첨가하면 강철의 내식성 및 기타 유용한 특성이 향상됩니다.
스테인리스강은 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 첫째, 부식에 매우 강하며, 크롬은 스테인리스강에 이러한 특성을 부여하는 합금 원소입니다. 저합금 스테인리스강은 대기 및 순수한 물 환경에서 부식에 강하고, 고합금 스테인리스강은 대부분의 산성, 알칼리성 용액 및 염소 함유 환경에서 부식에 강하여 가공 공장에서 유용하게 사용됩니다.
특수 고크롬 및 니켈 합금 등급은 스케일 형성에 강하고 고온에서도 높은 강도를 유지합니다. 스테인리스강은 열교환기, 과열기, 보일러, 급수 가열기, 밸브 및 주 배관뿐만 아니라 항공기 및 우주 항공 분야에도 널리 사용됩니다.
세척 또한 매우 중요한 문제입니다. 스테인리스강은 세척이 용이하여 병원, 주방, 식품 가공 공장과 같이 엄격한 위생 조건이 요구되는 곳에서 가장 선호되는 소재이며, 관리가 간편한 밝은 마감 처리로 현대적이고 매력적인 외관을 제공합니다.
마지막으로, 재료비, 생산비, 그리고 수명주기 비용까지 모두 고려했을 때, 스테인리스강은 가장 저렴한 소재 옵션인 경우가 많으며 100% 재활용이 가능하여 전체 수명주기를 거칩니다.
광화학 에칭 방식의 미세 금속 "에칭 그룹"(HP Etch 및 Etchform 포함)은 세계 어디에서도 찾아볼 수 없는 정밀도로 다양한 금속을 에칭합니다. 가공된 시트 및 포일의 두께는 0.003~2000µm입니다. 그러나 스테인리스강은 다용도성, 다양한 등급, 수많은 관련 합금, 우수한 재료 특성(위에서 설명한 바와 같이), 그리고 다양한 마감 처리 덕분에 많은 고객에게 여전히 최우선 선택입니다. 스테인리스강은 광범위한 산업 분야의 다양한 응용 분야에서 선호되는 금속이며, 특히 1.4310(AISI 301), 1.4404(AISI 316L), 1.4301(AISI 304) 및 잘 알려진 오스테나이트계 금속, 다양한 페라이트계, 텐사이트계(1.4028 Mo/7C27Mo2) 또는 듀플렉스강의 미세 금속 가공에 특화되어 있습니다. 인바르와 합금 42.
광화학적 에칭(포토레지스트 마스크를 통해 금속을 선택적으로 제거하여 정밀 부품을 제작하는 공정)은 기존 판금 가공 기술에 비해 여러 가지 고유한 장점을 가지고 있습니다. 가장 중요한 장점은 광화학적 에칭은 공정 중 열이나 힘을 사용하지 않기 때문에 재료 손상 없이 부품을 제작할 수 있다는 점입니다. 또한, 에칭 용액의 화학적 성질을 이용하여 부품의 특징을 동시에 제거할 수 있으므로 거의 무한히 복잡한 부품을 제작할 수 있습니다.
에칭에 사용되는 도구는 디지털 방식이나 유리 방식이기 때문에 값비싸고 조립하기 어려운 강철 금형을 제작할 필요가 없습니다. 따라서 금형 마모가 전혀 없이 대량 생산이 가능하며, 첫 번째 제품부터 백만 번째 제품까지 모두 동일한 품질을 보장합니다.
디지털 및 유리 금형은 매우 빠르고 경제적으로(보통 1시간 이내) 조정 및 교체가 가능하여 시제품 제작 및 대량 생산에 이상적입니다. 이를 통해 재정적 손실 없이 "위험 부담 없는" 설계 최적화가 가능합니다. 생산 소요 시간은 금형 제작에 상당한 초기 투자가 필요한 스탬핑 부품보다 최대 90% 빠릅니다.
스크린, 필터, 스크린 및 벤드 스프링. 이 회사는 스크린, 필터, 스크린, 평판 스프링 및 벤드 스프링을 포함한 다양한 스테인리스강 부품에 에칭 가공을 할 수 있습니다.
필터와 체는 다양한 산업 분야에서 필수적이며, 고객은 종종 복잡하고 매우 정밀한 매개변수를 요구합니다. 마이크로메탈의 광화학 에칭 공정은 석유화학 산업, 식품 산업, 의료 산업 및 자동차 산업(높은 인장 강도로 인해 연료 분사 시스템 및 유압 시스템에 사용되는 광 에칭 필터)에 사용되는 다양한 필터와 스크린을 제조합니다. 마이크로메탈은 3차원 에칭 공정을 정밀하게 제어할 수 있는 광화학 에칭 기술을 개발했습니다. 이 기술은 복잡한 형상 구현을 용이하게 하며, 그리드 및 체 제조에 적용할 경우 리드 타임을 크게 단축할 수 있습니다. 또한, 비용 증가 없이 단일 그리드에 특수 기능과 다양한 개구부 모양을 포함할 수 있습니다.
기존의 기계 가공 기술과는 달리, 광화학적 에칭은 얇고 정밀한 스텐실, 필터 및 체를 제작하는 데 있어 훨씬 더 높은 수준의 정교함을 제공합니다.
에칭과 동시에 금속을 제거함으로써 고가의 툴링이나 가공 비용 없이 다양한 구멍 형상을 구현할 수 있으며, 포토 에칭된 메쉬는 버(burr)가 없고 응력이 없으며, 천공판이 변형되기 쉬운 것과 달리 재료 열화가 발생하지 않습니다.
광화학적 에칭은 가공 대상 재료의 표면 마감을 변경하지 않으며, 금속 간 접촉이나 열원을 사용하여 표면 특성을 변화시키지 않습니다. 따라서 이 공정은 스테인리스강에 독특하고 심미적인 마감을 제공할 수 있어 장식용으로 적합합니다.
광화학 에칭 처리된 스테인리스강 부품은 ABS 브레이크 시스템 및 연료 분사 시스템과 같은 안전이 중요한 분야 또는 극한 환경 응용 분야에 자주 사용됩니다. 에칭 처리된 벤드는 수백만 번 완벽하게 "굽혀질" 수 있는데, 이는 에칭 공정이 강철의 피로 강도를 변화시키지 않기 때문입니다. 기계 가공 및 라우팅과 같은 다른 가공 기술은 종종 작은 버(burr)와 재용융층을 남겨 스프링 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
광화학적 에칭은 재료 결정립 내의 잠재적인 균열 발생 지점을 제거하여 버(burr)가 없고 재용융된 층의 굽힘을 방지함으로써 제품 수명 연장과 신뢰성 향상을 보장합니다.
요약하자면, 강철과 스테인리스강은 다양한 산업 분야에 이상적인 여러 가지 특성을 가지고 있습니다. 전통적인 판금 가공 기술을 통해 비교적 쉽게 가공할 수 있는 소재로 여겨지지만, 광화학적 에칭은 복잡하고 안전에 중요한 부품을 생산할 때 제조업체에 상당한 이점을 제공합니다.
에칭 공정은 특수 공구가 필요하지 않고, 시제품 제작부터 대량 생산까지 신속한 생산이 가능하며, 사실상 부품의 복잡성에 제한이 없고, 버(burr)나 응력이 없는 부품을 생산하며, 금속의 열처리 및 특성에 영향을 미치지 않고, 모든 등급의 강재에 적용 가능하며, ±0.025mm의 정밀도를 달성할 수 있습니다. 또한 모든 생산 기간은 몇 달이 아닌 며칠 내로 단축됩니다.
광화학적 에칭 공정의 다재다능함은 수많은 까다로운 응용 분야에서 스테인리스강 부품을 제조하는 데 있어 매력적인 선택이 되게 하며, 설계 엔지니어에게 기존 판금 가공 기술에 내재된 장벽을 제거함으로써 혁신을 촉진합니다.
금속성을 띠며 두 가지 이상의 화학 원소로 구성되고, 그중 적어도 하나는 금속인 물질.
가공 과정에서 공작물의 가장자리에 형성되는 섬유질 형태의 물질 조각입니다. 종종 날카롭습니다. 손줄, 연삭 휠 또는 벨트, 와이어 휠, 연마 섬유 브러시, 워터젯 장비 또는 기타 방법을 사용하여 제거할 수 있습니다.
합금이나 재료가 녹과 부식에 저항하는 능력. 이는 스테인리스강과 같은 합금에 함유된 니켈과 크롬의 특성입니다.
재료의 인장 강도보다 작은 최대 응력이 반복되거나 변동하는 상황에서 파손이 발생하는 현상입니다. 피로 파손은 미세한 균열에서 시작하여 변동하는 응력 하에서 점차 커지는 진행성 파손입니다.
달리 명시되지 않는 한, 지정된 주기 동안 파손 없이 견딜 수 있는 최대 응력이며, 각 주기 내에서 응력은 완전히 반전됩니다.
금속을 가공하거나 기계로 다듬어 공작물에 새로운 형태를 부여하는 모든 제조 공정을 말합니다. 넓은 의미에서 이 용어는 설계 및 배치, 열처리, 자재 취급 및 검사와 같은 공정을 포함합니다.
스테인리스강은 높은 강도, 내열성, 우수한 가공성 및 내식성을 가지고 있습니다. 특정 용도에 맞는 다양한 기계적 및 물리적 특성을 포괄하기 위해 크게 네 가지 범주로 분류됩니다. 네 가지 등급은 다음과 같습니다. 오스테나이트계 크롬-니켈-망간(CrNiMn) 200 시리즈 및 300 시리즈, 경화성 마르텐사이트계 크롬 400 시리즈, 비경화성 페라이트계 크롬 400 시리즈, 그리고 용체화 처리 및 시효 경화를 위한 추가 원소를 포함하는 석출 경화성 크롬-니켈 합금입니다.
인장 시험에서 최대 하중과 초기 단면적의 비율을 극한 강도라고 합니다. 항복 강도와 비교해 보세요.