Kimyasal Enerji Kullanılan Geleneksel Olmayan İmalat Yöntemleri

Kimyasal enerji kullanan geleneksel olmayan yapım yöntemlerinin ortak özelliği, kontrollü kimyasal aşınma ile hassas şekilde malzeme işlenebilmesidir.  Genellikle,  aşınması istenmeyen yüzeyler uygun bir koruyucu madde (maske) ile kaplanır. Açıkta kalan yüzeylere aşındırıcı kimyasal sıvı püskürtülür ya da iş parçası bu sıvı içine daldırılır. İş malzemesinin sıvı ile temas süresi işleme miktarı / derinliğini belirler. İşleme hızı genellikle sıvı özelliklerine bağlı olmakla birlikte sıvı yoğunluğu tipik olarak 0.025 mm/dak doğrusal işleme hızları verecek şekilde ayarlanır.

Bu grup imalat yöntemlerine giren başlıca 4 işleme yöntemi vardır.

1- CHM: Kimyasal İşleme

Tarihin bilinen en eski malzeme işleme yöntemlerinden biridir MÖ 2500 yıllarında Mısırlılar bakır mücevherleri sitrik asit ile işlemişlerdir. CHM yöntemi,  bugünkü endüstriyel uygulama potansiyeli ile başta havacılık ve uzay teknolojisi, elektronik sanayii olmak üzere hemen bütün endüstriyel alanlarda ucuz ve hassas bir yapım yöntemi olarak kabul edilmiştir.

Kimyasal işleme  (CHM) beş aşamalı bir işleme yöntemidir.

  1. Temizleme:

    İş malzemesi yüzeyinden yağ, oksit vb. yabancı maddelerin, buhar, mekanik ve alkali yöntemlerle kaldırılmasıdır. Aşırı kirli yüzeyler için kurulama ve buhar temizleme gerekli olabilir.

  2. Maskeleme:

    İş malzemesi yüzeyinde, aşınması istenmeyen yüzeylerin, aşınmaya dirençli özel bir malzeme ile kaplanması gerekmektedir. Bu nedenle kullanılan aşındırıcı sıvıya karşı özel bir direnci olan bir malzeme iş parçasını tümüyle kaplayacak şekilde kullanılır. Bu amaçla daldırma, püskürtme ve kaplama yöntemleri uygulanır.  Çizelge.9 da bazı tipik maske malzemeleri verilmiştir.

Çizelge: Çeşitli Metaller için Tipik Maske Malzemeleri

Metal Eriyik Sıcaklık () Maske Malzemesi
Alüminyum Alkali 90 Acrylonitrile lastikButyl lastik

Neoprene lastik

Berilyum Asit 54 VinylNeoprene

Butyl malzemeler

Demir alaşımlar Asit 54 Polyvinyl klorürPolietilen

Butyl lastik

Magnezyum Asit <34 Polimerler
Nikel Asit 50 Neoprene
Titanyum Asit 35 Polimer
  1. Şekillendirme:

    Maske ile kaplanmış iş parçasının aşınması istenen bölgeleri, çizme,  kesme ve soyma yöntemleri ile açılır.  Böylece açığa çıkan kısımlar eriyik ile temasta olur ve aşınır. Maske altında kalan kısımlar ise aşınmaz.  Maske yüzeylerinin şekillendirmesi için daha hassas yöntemler (lazer, elektron demeti, optik   ) de  kullanılabilir.

  2. Kimyasal Aşındırma:

    İş malzemesine karşı aşındırıcı etkili eriyik ile iş parçası üzerindeki açık alanlarda işleme sağlanır.  Kullanılan eriyik,  iş malzemesine göre değişir.   Çizelge. 10 da bazı aşındırıcı eriyikler ve tipik özellikleri verilmiştir,  taş ile eriyik teması daldırma ve püskürtme yöntemleri ile sağlanır. İş malzemesinde işleme derinliği zaman ile doğru orantılıdır.

  3. Son Temizleme:

    Kimyasal işleme bittikten sonra, hem aşındırıcı sıvının hem de maskenin temizlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla aşındırıcı sıvıyı nötrleyen sıvılar, maske temizleme için de kimyasal ya da mekanik yöntemler uygulanır.

 

Adsız

Çeşitli Aşındırıcı Eriyikler ve Özellikleri

CHM yönteminin önemli zayıflıklarından birisi, malzeme yüzeyine dikey işleme ile birlikte, maske altına doğru işlemenin önlenememesidir. Bu nedenle keskin köşeler, dar ve derin kesimler ve keskin eğimler işlenemez.  Yüzeyde önceden var olan pürüzler temizlenemez. Gözenekli yapılarda ve kaynaklı malzemelerde yöntem sorun yaratır. Çevre kirliliği konusunda da dikkatli olmak gerekir. CHM yönteminin en önemli üstünlüğü,  diğer yöntemlerle işlenmesi imkânsız olan işleri yapabilmektir. Uçak kanatlarındaki fazla metalleri alarak ağırlık azaltma gibi boyutsal hassasiyeti olmayan işler yanında, 0.1 – 0.005 mm kalınlıkta folyo işlemekte de başarı ile kullanılır, ince ve kalın saç malzemeler tüm yüzeyde ya da şekilli yüzeylerde, değişik kalınlıklarda ya da eğimli olarak işlenebilir. Malzeme üzerinde mekanik kuvvet uygulanmadığı için çok ince malzemeler işlenebilir. CHM ile üç boyutlu şekil üremek mümkündür. Yöntemin takım giderleri yoktur. Aynı tasarımda küçük değişiklikler yaparak kolayca yeniden üretmek mümkün olduğu için deneysel parça üretiminde de kullanılır.

2- PCM: Fotokimyasal İşleme

PCM, maske olarak fotografik yöntemler kullanılan bir kimyasal işlemi  (CHM) yöntemidir. Üretilecek parçanın ilk resmi büyük boyutlu olarak çizilir.   Bu resim fotografik yöntemlerle istenildiği kadar küçültülür ve çoğaltılır.  Küçültme işleminin fotografik yöntemlerle yapılması sonucu hassasiyet olağanüstü yüksektir. Üretilecek parçanın resminin film olarak malzeme üzerine kaplanmasından sonra film üzerindeki negatif/pozitif bölgeler püskürtme ya da daldırma ile aşındırılır. Böylece açığa çıkan iş malzemesi CHM ile işlenir.

PCM yöntemi çapaksız, karmaşık şekiller üretimine imkân verir.  Mekanik kuvvet bulunmadığından kırılgan malzemeler işlenebilir. Fotografik yöntemlerle maske çoğaltma hassas, ucuz ve kolay olduğundan, seri üretime uygundur. Üretilen parçalar birbiri ile aynı özellikleri taşır.

PCM ile işleme hızı düşüktür. Ancak yöntem genellikle ince sac malzemenin işlenmesinde kullanıldığı için yavaş işleme hızları sorun yaratmaz. Sac malzemenin kalınlığının %  10 u kadar geometrik tolerans kabul edilir. PCM elektronik endüstrisinde çeşitli şekillerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

3.ELP: Elektriksel Parlatma

ELP,  kimyasal işleme   (CHM) ile elektrokimyasal işleme   (ECM)  yöntemlerinin birleşimidir. ELP de asıl malzeme işleme mekanizması, CHM de olduğu gibi yoğun asit eriyiklerin iş malzemesini aşındırmasıdır. Ancak bu işleme ek olarak, düşük voltaj ve düşük akımlı bir güç kaynağı kullanarak düz bir katod plaka, asit eriyiğine parlatılacak yüzeyin karşısına daldırılır.  Böylece oluşan  elektroliz  sistemi  sadece   çapak   ve  pürüzleri alır, ana  işleme  ise  asit  tarafından  kimyasal olarak  gerçekleşir.

ELP yöntemi yüksek kaliteli, pürüzsüz ve artık gerilmesiz yüzeyler elde edilmesinde kullanılır. Bu yüzeyler sürtünmenin çok düşük olduğu uygulamalar için gereklidir.

ELP işleme hızı çok düşük olmasına rağmen (0.25 mm/dak) 1-2 dakikalık işleme parlatma için yeterli olmaktadır. Yüzey pürüzlülük değerleri ise 0.1 um den azdır.

4.TCM:  Isıl Kimyasal İşleme

TCM,  iş malzemesi üzerinde bulunan çapakları ve pürüzleri kısa süreli sıcak gazlarla temasta bırakarak temizleyen bir yöntemdir. Sıcak gazlar patlayıcı bir ortam kullanarak üretilir.  Patlayıcı gaz (hidrojen vb.) oksijen karışımı ortamların ani patlaması ile oluşan Mach 8 hızında ısıl dalgalar,  birkaç milisaniye süre ile etkili olurlar. Bu kısa süreli ısıl enerji,  iş malzemesine bir etki yapmaz,  ancak yüzeyde bulunan ince pürüzler ve çapakların buharlaşarak temizlenir. Bu yöntem,  ulaşılması güç yerlerde bulunan çapak ve pürüzlerin temizlenmesinde (örneğin:  karbüratör gövdeleri,  dişliler,  vana gövdeleri vb.) kullanılır.

5. LCP:  Lazer Yüklemeli Kimyasal İşleme

LCP,   maske kullanmadan kimyasal işleme sağlayan bir yöntemdir.  Kimyasal aşınma yapılacak bölgeler, lazer yardımı ile belirlenir.  Birkaç mikrometre boyutlarından birkaç santimetre boyutlara kadar işleme sağlanır. Yöntem elektronik sanayiinde uygulanır.

armada yazılım logo_küçük

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s