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Montag, 22 Februar 2021 14:43

Reduzierung von Spannungen im Material

Geschätzte Lesezeit: 2 - 3 Minuten

Bei der Metallbearbeitung wird die Qualität der gefertigten Komponenten häufig durch Spannungen im Material beeinträchtigt.

Thermische Spannungen bilden sich, wie der Name schon sagt, wenn bei der Metallbearbeitung Wärme freigesetzt wird. Dieses Problem tritt vor allem beim Laserschneiden auf. Die Hitzeentwicklung kann dabei so stark sein, dass sich das Material verformt. Selbst wenn diese Verformungen nur gering sind, also z. B. im 1/3 Mikrometerbereich liegen, genügen laserbearbeitete Bauteile oft nicht mehr den strengen Qualitätsanforderungen, die an diese Teile gestellt werden.

Mechanische Spannungen hingegen sind typisch für das Stanzen. Bei diesem Verfahren werden die gewünschten Bauteile mit Hilfe von Stempeln aus den Blechen herausgeschnitten, wodurch an der Oberbzw. Unterseite des bearbeiteten Blechs Druck- bzw. Zugspannungen entstehen. Diese können von der Schnittkante aus bis weit in das Werkstück hinein reichen, wirken sich nachteilig auf die Ebenheit der Blechtafeln aus und beeinträchtigen letztendlich auch die Qualität der ausgestanzten Rohlinge. Bei Präzisionsteilen müssen solche Unzulänglichkeiten überwunden oder besser noch von vornherein vermieden werden.

Natürlich wurde bereits nach Möglichkeiten gesucht, diese Spannungen zu verringern. Thermisch eingebrachte Spannungen waren bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Heute kann daher genau vorhergesagt werden, wie stark diese ausfallen, so dass man besser damit umgehen kann.

Bei Precision Micro ist man der Ansicht, dass das eigentliche Problem in den traditionellen Blechbearbeitungsverfahren selbst liegt.

Durch photochemisches Ätzen können Hersteller präzisionsgefertigte und spannungsfreie Komponenten produzieren. Die oben genannten Probleme, also die beim Laserschneiden auftretende Hitzeentwicklung und die beim Stanzen und anderen mechanischen Verfahren zu beobachtenden Druck- und Zugspannungen, treten gar nicht erst auf. Somit kommt es auch nicht mehr zu einer unerwünschten Verformung. Eine etwaige Nachbehandlung zur Einhaltung der geforderten Qualitätsvorgaben erübrigt sich.

Beim Fotoätzen wird ein Blech mit einer CAD-gedruckten Fotomaske laminiert und anschließend belichtet. Dadurch bildet sich auf ausgewählten Bereichen eine säurebeständige Oberfläche, während sich die freiliegenden Bereiche nach Besprühen mit einer Säurelösung auflösen. Somit ist das Fotoätzen ein Verfahren, bei dem das Blech weder mechanischen noch thermischen Belastungen ausgesetzt ist. Außerdem erlaubt es sehr individuelle Gestaltungsmöglichkeiten und gewährleistet eine hohe Wiederholgenauigkeit. Folglich eignet es sich bestens zur Herstellung komplexer Komponenten von höchster
Qualität.

Gegenüber den herkömmlichen Verfahren des Laserschneidens und Stanzens bietet das Fotoätzen den Herstellern zudem den nicht zu unterschätzenden Vorteil, dass die Komponenten immer wieder ohne großen
Aufwand an die Vorgaben der OEMs angepasst werden können.

 Wenn Sie noch mehr über das Fotochemische Ätzen erfahren möchten, können Sie unter folgender Adresse das Whitepaper von Precision Micro herunterladen: www.precisionmicro.com

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