O aço inoxidável oferece muitas vantagens em termos de materiais para uma ampla gama de aplicações industriais, mas a técnica de usinagem escolhida pode afetar a qualidade e a integridade das peças fabricadas com esse metal versátil.
Este artigo avalia a justificativa para o uso de aço inoxidável em uma variedade de peças e conjuntos, e analisa o papel da gravação fotoquímica como uma tecnologia de processamento que pode viabilizar a produção de produtos finais inovadores e de alta precisão.
Por que escolher aço inoxidável? O aço inoxidável é essencialmente um aço de baixo carbono com um teor de cromo de 10% ou mais (em peso). A adição de cromo confere ao aço suas propriedades únicas de resistência à corrosão. O teor de cromo no aço permite a formação de uma película de óxido de cromo resistente, aderente, invisível e resistente à corrosão na superfície do aço. Se danificada mecanicamente ou quimicamente, a película pode se regenerar, desde que haja oxigênio presente (mesmo em quantidades muito pequenas).
A resistência à corrosão e outras propriedades úteis do aço são aprimoradas pelo aumento do teor de cromo e pela adição de outros elementos, como molibdênio, níquel e nitrogênio.
O aço inoxidável possui muitas vantagens. Primeiramente, o material é resistente à corrosão, e o cromo é o elemento de liga que confere essa qualidade ao aço inoxidável. Os aços inoxidáveis ​​de baixa liga resistem à corrosão em ambientes atmosféricos e de água pura; os aços inoxidáveis ​​de alta liga resistem à corrosão na maioria das soluções ácidas e alcalinas, bem como em ambientes contendo cloro, tornando suas propriedades úteis em plantas de processamento.
Ligas especiais de aço inoxidável com alto teor de cromo e níquel resistem à formação de incrustações e mantêm alta resistência em altas temperaturas. O aço inoxidável é amplamente utilizado em trocadores de calor, superaquecedores, caldeiras, aquecedores de água de alimentação, válvulas e tubulações principais, bem como em aplicações aeronáuticas e aeroespaciais.
A limpeza também é um fator muito importante. A facilidade de limpeza do aço inoxidável o tornou a primeira escolha para ambientes com rigorosos padrões de higiene, como hospitais, cozinhas e fábricas de processamento de alimentos, e seu acabamento brilhante e de fácil manutenção proporciona uma aparência moderna e atraente.
Por fim, ao considerar o custo, levando em conta os custos de material e produção, bem como os custos do ciclo de vida, o aço inoxidável costuma ser a opção de material mais barata e é 100% reciclável, completando todo o ciclo de vida.
Grupos de corrosão fotoquímica de micrometais (incluindo HP Etch e Etchform) corroem uma ampla variedade de metais com precisão incomparável em todo o mundo. As chapas e lâminas processadas variam em espessura de 0,003 a 2000 µm. No entanto, o aço inoxidável continua sendo a primeira escolha para muitos clientes da empresa devido à sua versatilidade, à grande variedade de classes disponíveis, ao grande número de ligas relacionadas, às propriedades favoráveis ​​do material (conforme descrito acima) e à grande variedade de acabamentos. É o metal de escolha para muitas aplicações em uma ampla gama de indústrias, com especialização na usinagem de aços 1.4310 (AISI 301), 1.4404 (AISI 316L), 1.4301 (AISI 304) e micrometais de metais austeníticos bem conhecidos, vários aços ferríticos, aços teníticos (1.4028 Mo/7C27Mo2) ou aços duplex. Invar e liga 42.
A corrosão fotoquímica (a remoção seletiva de metal através de uma máscara de fotorresistente para produzir peças de precisão) possui diversas vantagens inerentes em relação às técnicas tradicionais de fabricação de chapas metálicas. Principalmente, a corrosão fotoquímica produz peças sem degradação do material, pois não utiliza calor ou força durante o processo. Além disso, o processo permite a produção de peças com complexidade praticamente infinita, devido à remoção simultânea de características dos componentes por meio de agentes corrosivos.
As ferramentas utilizadas para a gravação são digitais ou de vidro, eliminando a necessidade de usinar moldes de aço caros e de difícil ajuste. Isso significa que um grande número de produtos pode ser reproduzido com desgaste zero das ferramentas, garantindo que a primeira e a milionésima peças produzidas sejam idênticas.
As ferramentas digitais e de vidro também podem ser ajustadas e trocadas de forma muito rápida e econômica (geralmente em uma hora), tornando-as ideais para prototipagem e produção em larga escala. Isso permite a otimização do projeto sem riscos e sem prejuízo financeiro. Estima-se que o tempo de produção seja 90% mais rápido do que o de peças estampadas, que também exigem um investimento inicial significativo em ferramentas.
Telas, filtros, telas de proteção e curvas. A empresa pode gravar uma variedade de componentes de aço inoxidável, incluindo telas, filtros, telas de proteção, molas planas e molas curvas.
Filtros e peneiras são necessários em muitos setores industriais, e os clientes frequentemente exigem parâmetros complexos e de extrema precisão. O processo de corrosão fotoquímica da micrometal é utilizado para fabricar uma gama de filtros e telas para as indústrias petroquímica, alimentícia, médica e automotiva (filtros fotocortados são utilizados em sistemas de injeção de combustível e hidráulicos devido à sua alta resistência à tração). A micrometal desenvolveu sua tecnologia de corrosão fotoquímica para permitir o controle preciso do processo de corrosão em 3 dimensões. Isso facilita a criação de geometrias complexas e, quando aplicado à fabricação de grades e peneiras, pode reduzir significativamente os prazos de entrega. Além disso, características especiais e diversos formatos de abertura podem ser incorporados em uma única grade sem aumentar o custo.
Diferentemente das técnicas de usinagem tradicionais, a corrosão fotoquímica apresenta um nível de sofisticação superior na produção de estênceis, filtros e peneiras finos e precisos.
A remoção simultânea de metal durante a corrosão permite a incorporação de múltiplas geometrias de furos sem incorrer em custos elevados de ferramentas ou usinagem, e as malhas fotocortadas ficam isentas de rebarbas e tensões, com degradação do material onde as placas perfuradas são propensas à deformação zero.
A corrosão fotoquímica não altera o acabamento superficial do material processado e não utiliza contato metal-metal ou fontes de calor para alterar as propriedades da superfície. Como resultado, o processo pode proporcionar um acabamento estético único em aço inoxidável, tornando-o adequado para aplicações decorativas.
Componentes de aço inoxidável gravados fotoquimicamente também são frequentemente usados ​​em aplicações críticas para a segurança ou em ambientes extremos – como sistemas de freios ABS e sistemas de injeção de combustível – e a curvatura resultante da gravação pode ser perfeitamente "dobrada" milhões de vezes, pois o processo não altera a resistência à fadiga do aço. Técnicas alternativas de usinagem, como usinagem e fresagem, frequentemente deixam pequenas rebarbas e camadas refundidas que podem afetar o desempenho da mola.
A gravação fotoquímica elimina potenciais pontos de fratura no grão do material, produzindo dobras de camadas refundidas e sem rebarbas, garantindo longa vida útil ao produto e maior confiabilidade.
Resumo: O aço e o aço inoxidável possuem uma gama de propriedades que os tornam ideais para diversas aplicações industriais. Embora sejam considerados materiais relativamente simples de processar por meio de técnicas tradicionais de fabricação de chapas metálicas, a corrosão fotoquímica oferece aos fabricantes vantagens significativas na produção de peças complexas e críticas para a segurança.
A corrosão química não exige ferramentas complexas, permite produção rápida desde protótipos até fabricação em larga escala, oferece complexidade de peças praticamente ilimitada, produz peças sem rebarbas e tensões residuais, não afeta a têmpera e as propriedades do metal, funciona em todos os tipos de aço e atinge uma precisão de ±0,025 mm, com todos os prazos de entrega em dias, não em meses.
A versatilidade do processo de corrosão fotoquímica o torna uma opção atraente para a fabricação de peças de aço inoxidável em diversas aplicações rigorosas, além de estimular a inovação, pois remove as barreiras inerentes às técnicas tradicionais de fabricação de chapas metálicas para engenheiros de projeto.
Uma substância com propriedades metálicas e constituída por dois ou mais elementos químicos, sendo pelo menos um deles um metal.
A porção filamentosa do material que se forma na borda de uma peça durante a usinagem. Geralmente é afiada. Pode ser removida por limas manuais, rebolos ou cintas de esmeril, escovas de aço, escovas de fibra abrasiva, equipamentos de jato de água ou outros métodos.
A capacidade de uma liga ou material resistir à ferrugem e à corrosão. Essas são propriedades do níquel e do cromo presentes em ligas como o aço inoxidável.
Um fenômeno que resulta em fratura sob tensão repetida ou flutuante, com um valor máximo inferior à resistência à tração do material. A fratura por fadiga é progressiva, começando com pequenas fissuras que crescem sob tensão flutuante.
A tensão máxima que pode ser suportada sem falha durante um número específico de ciclos, salvo indicação em contrário, sendo que a tensão é totalmente revertida em cada ciclo.
Qualquer processo de fabricação no qual o metal é trabalhado ou usinado para dar a uma peça um novo formato. De forma geral, o termo inclui processos como projeto e layout, tratamento térmico, manuseio de materiais e inspeção.
O aço inoxidável possui alta resistência mecânica, resistência ao calor, excelente usinabilidade e resistência à corrosão. Quatro categorias gerais foram desenvolvidas para abranger uma gama de propriedades mecânicas e físicas para aplicações específicas. As quatro classes são: CrNiMn série 200 e CrNi série 300, tipo austenítico; cromo martensítico, série 400, temperável; cromo, série 400, tipo ferrítico, não temperável; ligas de cromo-níquel endurecíveis por precipitação com elementos adicionais para tratamento térmico de solubilização e endurecimento por precipitação.
Em um ensaio de tração, a relação entre a carga máxima e a área da seção transversal original. Também chamada de resistência à tração. Compare com a resistência ao escoamento.