エッチングとスタンピングの違いは何ですか?

エッチングはフォトレジストマスクを通して化学的に溶解させて金属を除去し、スタンピングはプレスとダイで分離または変形させます。この単一の違いが、バリ、内部応力、最小加工サイズ、加工可能な厚さ、そしてコスト曲線が交差する点を決定します。だからこそ、どちらのプロセスも単独ではより優れたものとは言えません。

通常、質問が始まる場所

薄いステンレス板が机の上に置かれます。あるサプライヤーはエッチングを、別のサプライヤーはスタンピングを提示し、2つの見積もりはリードタイムが半月離れていても2倍の差になることがあります。購入者は、単なる価格の違いではなく、異なるプロセスを表す2つの数字の間で選択を求められます。

浄水器のドリップトレイは、その選択が決して恣意的ではない理由を示しています。高密度に配置された開口部は薄いパネルから多くの材料を除去するため、残りのリガメントが歪み、部品はプレスから歪んだ状態で出てきます。これはプロセスが失敗したからではなく、ジオメトリがプロセスに要求しすぎたからです。その部品を見積もる者は、価格の質問に答える前にジオメトリの質問に答えなければなりません。

私たちが引用するプログラムには、2つのパターンが繰り返されます。1つ目は、スタンピングダイで作れるがきれいに作れない部品です。開口部が密すぎる、バリの許容範囲が狭すぎる、薄すぎて歪みなく打ち抜けない材料です。2つ目は、エッチングで美しく作れるが、量産時には誰も支払いたがらない部品です。なぜなら、単価がスタンピングのように決して下がらないからです。

どちらのパターンも同じ結論を指し示しています。有用な質問は、どちらのプロセスが優れているかではなく、部品が最初にどの制約に失敗するかです。

一方は金属を溶解し、もう一方は金属を変形させる

光化学エッチングは、引き算によって部品を構築します。シートは洗浄され、フォトレジストでラミネートされ、フォトツールを通して露光され、現像されて、金属が残るべき場所にのみレジストが残り、次に露出した領域を溶解する化学浴でエッチングされます。レジストを剥離すると、完成したジオメトリが残ります。

そのシーケンスのどの時点でも、工具はワークピースに接触しません。金属はチップではなく溶解イオンとして離れるため、エッチングされたエッジにはバリ、加工硬化ゾーン、成形による残留応力がありません。

スタンピングは逆の方法で機能します。プレスがダイをシートに押し込み、材料がダイエッジに沿って分離するか、ダイキャビティに塑性的に流れます。ブランキング、ピアス、ベンディング、ドローイングはすべて、工具鋼を介して伝達される機械力に依存します。

スタンピング部品の切断エッジには、エッチング部品にはない2つの人工物が含まれています。せん断ゾーンの一方の側にあるバリと、材料が破壊前に変形した加工硬化層です。どちらも管理可能であり、バリ取りで最初を除去し、後者は通常許容されますが、どちらも決定と追加のプロセスステップを必要とします。エッジから離れた材料特性は変更されず、同じシートから切り取られたクーポンに対してISO 6892-1による引張試験で検証可能です。

どちらのプロセスの公差も、単なる数値ではなく、根拠のある名前が必要です。一般的な公差は一般的にISO 2768-1に準拠しており、部品図面で根拠が省略されている場合、サプライヤーはそれを仮定することになります。これが、同じ部品の2つの見積もりが異なる受け入れ基準を記述することになる理由です。

2つのプロセスが分岐する7つの寸法

プロセスの選択は7つの特性に基づいて行われ、そのうち2つだけが価格に関するものです。

フィーチャー密度は、購入者が最も驚く寸法です。エッチングされた工具は、パターンに100個の穴があっても10,000個の穴があっても同じコストがかかります。なぜなら、フォトツールが複雑さを負担するのであって、工具鋼が負担するのではないからです。スタンピングダイはそうではありません。0.3 mmの穴に十分小さいパンチは壊れやすく、材料の厚さの約2倍よりも密に配置された穴は、パンチを支えるのに十分なダイランドを残しません。

サイドエッチングは、エッチング側のカウンターウェイトです。化学浴は下方向と横方向にほぼ同じ速度で溶解するため、貫通フィーチャーはフォトツールの開口部よりもわずかに大きくなり、深いフィーチャーは底部よりも上部でわずかに広くなります。設計上の許容範囲は薄い材料でこれを吸収しますが、厚いセクションではこれが制限要因になります。

厚さとフィーチャーサイズがコストよりも先に決定する

4つの質問でほとんどのプロセス選択が解決され、コストは最後の質問です。

• 材料の厚さ。エッチングは薄い材料でその利点を維持し、セクションが厚くなるにつれて失われます。サイドエッチングと浴の滞留時間は、精度とスループットの両方を損ないます。スタンピングには、薄い端に同等の厚さの天井はありません。プログレッシブダイは0.2 mmの鋼材を打ち抜きますが、薄い材料はストリッピングや取り扱いの際に歪みやすいため、工具はその現実に合わせて構築する必要があります。
• 最小フィーチャーとピッチ。それを形成するパンチよりも小さい穴はスタンピングできず、ダイが支えられるよりも密に配置された穴もスタンピングできません。エッチングには壊れるパンチも、維持するダイランドもないため、マイクロメッシュ、フィルタースクリーン、穴あきアレイが化学プロセスにほぼ自動的に移行します。
• 部品が平面から離れるかどうか。エッチングは平面ジオメトリを生成します。曲げ、絞り、フランジは、発生する場合でも後続の操作です。形成されたチャネル、絞りシェル、または曲げられたフランジを必要とする部品は、他のあらゆる考慮事項が適用される前にスタンピング部品です。
• ボリューム。ジオメトリが確定したら、年間の数量がどのコスト構造が勝つかを決定します。

この順序で質問を並べることで、最も一般的な調達エラーを防ぐことができます。つまり、価格に基づいてプロセスを選択し、その後、そのプロセスで部品が公差を保持できないことが判明することです。

コスト曲線が交差する場所

スタンピングはコストをツーリングに前払いします。精密なプログレッシブダイは substantial なツーリング費用と数週間のビルドリードタイムを伴いますが、その後は単価が低く、ボリュームとともに低下し、ダイ寿命は通常、再整備前に300,000ストロークと評価されています。スタンピングは、ジオメトリが安定しており、年間ボリュームが高いあらゆるプログラムで勝利します。

エッチングはほとんど何も前払いしません。切断する鋼鉄のダイはなく、パターンはフォトツールに存在します。そのため、設計変更は工具の再構築ではなくファイルのリビジョンとしてコストがかかり、最初のサンプルが数週間ではなく数日で到着する理由です。エッチングには、化学薬品の消費と排出物処理もランニングコストとしてかかりますが、これらはダイのようにうまくスケールダウンしません。

したがって、2つの曲線はボリューム範囲の中間 somewhere で交差し、交差点は部品の複雑さとともに移動します。単純なブラケットは早期に交差します。ツーリングは適度なボリュームで償却され、スタンピングはすぐに勝利します。10,000個の穴がある部品は、それを作るためのスタンピングダイが高価で壊れやすく、構築に時間がかかるため、はるかに遅れて交差しますが、エッチングされた部品は単純なものとほぼ同じコストがかかります。

両方のプロセスを組み合わせたプログラムは、通常、ステージごとではなく部品ごとに分割されます。構造的なブラケットはスタンピングされ、その隣の穴あきスクリーンはエッチングされ、両方が同じアセンブリセルに到着します。

なぜOcean Centuryを選ぶのか

Ocean Centuryは、45トンから630トンまでの202台のスタンピングプレスと12台の自動ロボットスタンピングラインを運用しており、月間容量は1,000,000個以上です。

エッチングはパートナー供給を通じて処理されます。プロセスを指定し、作業を発注し、納品されるものに対して責任を負います。

寸法検証はCMMとレーザースキャンで実行され、DFMレビューはツーリングコミットメント前に行われ、品質システムはIATF 16949およびISO 9001認証を取得しています。

図面と年間ボリュームをお送りください。部品が実際に必要とするプロセスをお知らせします。見積もりを依頼する

よくある質問

エッチングは薄い部品のスタンピングに取って代わることができますか？

部分的に。エッチングは、ダイができない薄い材料と高密度フィーチャーを処理しますが、平面ジオメトリを生成します。曲げ、絞り、フランジを必要とする部品は、その操作のためにスタンピングに戻ります。成形フィーチャーを持つ薄い部品は通常スタンピングされ、穴あきを持つ薄い部品は通常エッチングされます。

どちらのプロセスがより厳しい公差を保持しますか？

エッチングは、フォトツールの登録がシート全体で一貫しているため、高密度で細かいフィーチャーに対してより厳しい公差を保持します。一方、スタンピングの公差は、ダイの精度、切断クリアランス、バックスプリングに依存します。スタンピングは、エッチングが全く能力を持たない成形フィーチャーに対してより厳しい公差を保持します。

どのボリュームでスタンピングがより安価なルートになりますか？

スタンピングは、ダイコストが償却されると勝利し、クロスオーバーは固定数量ではなく複雑さに依存します。単純なブラケットは低ボリュームでクロスし、穴が多く開いた部品は決してクロスしないかもしれません。300,000ストロークと評価されたダイ寿命は、単一の工具の実用的な上限を設定します。

1つの部品で両方のプロセスを使用できますか？

はい、一般的です。穴あきパネルはメッシュのためにエッチングされ、その後スタンピングまたは折り曲げられて取り付けフィーチャーが形成されるか、スタンピングされたフレームが同じアセンブリでエッチングされたスクリーンとペアになります。部品ごとではなくフィーチャーごとに分割すると、多くの場合、総コストが最も低くなります。

スタンピングはバリのない部品を製造できますか？

スタンピングは、本質的にせん断エッジにバリを残します。ダイクリアランスと工具の状態によって制御でき、バリ取り、タンブリング、またはファインブランキングで除去できますが、バリはプロセスに由来するのに対し、エッチングされたエッジには除去すべきバリがありません。

その他の記事: