L’acier inoxydable offre de nombreux avantages en tant que matériau dans une gamme d’applications industrielles, mais la technique d’usinage choisie peut affecter la qualité et l’intégrité des pièces fabriquées à partir de ce métal polyvalent.
Cet article évalue la justification de l'utilisation de l'acier inoxydable dans une gamme de pièces et d'assemblages, et examine le rôle de la gravure photochimique en tant que technologie de traitement pouvant permettre la production de produits finaux innovants et de haute précision.
Pourquoi choisir l'acier inoxydable ? L'acier inoxydable est essentiellement un acier doux auquel on a ajouté du chrome à hauteur de 10 % ou plus (en poids). L'ajout de chrome confère à l'acier ses propriétés uniques de résistance à la corrosion. La teneur en chrome permet la formation d'un film d'oxyde de chrome résistant, adhérent, invisible et anticorrosion à la surface de l'acier. En cas de dommage mécanique ou chimique, ce film peut s'autoréparer, à condition que de l'oxygène soit présent (même en très faible quantité).
La résistance à la corrosion et d'autres propriétés utiles de l'acier sont améliorées en augmentant sa teneur en chrome et en ajoutant d'autres éléments tels que le molybdène, le nickel et l'azote.
L'acier inoxydable présente de nombreux avantages. Tout d'abord, ce matériau est résistant à la corrosion, et le chrome est l'élément d'alliage qui lui confère cette qualité. Les aciers faiblement alliés résistent à la corrosion dans l'air et dans l'eau pure ; les aciers fortement alliés résistent à la corrosion dans la plupart des solutions acides et alcalines, ainsi que dans les environnements chlorés, ce qui rend leurs propriétés utiles dans les usines de transformation.
Les alliages spéciaux à haute teneur en chrome et en nickel résistent à l'entartrage et conservent une résistance élevée à haute température. L'acier inoxydable est largement utilisé dans les échangeurs de chaleur, les surchauffeurs, les chaudières, les réchauffeurs d'eau d'alimentation, les vannes et la tuyauterie principale, ainsi que dans les applications aéronautiques et aérospatiales.
Le nettoyage est également un point très important. La facilité de nettoyage de l'acier inoxydable en a fait le matériau de prédilection pour les environnements exigeant une hygiène irréprochable, tels que les hôpitaux, les cuisines et les usines agroalimentaires, et sa finition brillante et facile d'entretien lui confère un aspect moderne et attrayant.
Enfin, si l'on considère les coûts, en tenant compte des coûts des matériaux et de production ainsi que des coûts du cycle de vie, l'acier inoxydable est souvent l'option la moins chère et est recyclable à 100 %, bouclant ainsi l'intégralité du cycle de vie.
Les groupes de gravure photochimique de micrométaux (notamment HP Etch et Etchform) permettent de graver une grande variété de métaux avec une précision inégalée au monde. Les tôles et feuilles traitées ont une épaisseur allant de 0,003 à 2000 µm. Cependant, l'acier inoxydable demeure le matériau de prédilection de nombreux clients de l'entreprise en raison de sa polyvalence, de la multitude de nuances disponibles, du grand nombre d'alliages apparentés, de ses propriétés avantageuses (décrites ci-dessus) et du large choix de finitions. C'est le métal de choix pour de nombreuses applications dans un large éventail de secteurs industriels, notamment pour l'usinage des aciers 1.4310 (AISI 301), 1.4404 (AISI 316L), 1.4301 (AISI 304) et des micrométaux d'aciers austénitiques courants, de divers aciers ferritiques, métallitiques (1.4028 Mo/7C27Mo2) ou duplex, d'Invar et d'alliages. 42.
La gravure photochimique (l'élimination sélective du métal à travers un masque de photorésine pour produire des pièces de précision) présente plusieurs avantages intrinsèques par rapport aux techniques traditionnelles de fabrication de tôles. Plus important encore, elle permet de produire des pièces sans dégradation du matériau, car aucun apport de chaleur ni de force n'est utilisé pendant le traitement. De plus, ce procédé permet de produire des pièces d'une complexité quasi infinie grâce à l'élimination simultanée des éléments constitutifs par gravure chimique.
Les outils utilisés pour la gravure sont soit numériques, soit en verre ; il n’est donc pas nécessaire de fabriquer des moules en acier coûteux et difficiles à ajuster. Cela permet de reproduire un grand nombre de produits sans aucune usure des outils, garantissant ainsi que la première pièce produite et la millionième soient identiques.
Les outils numériques et en verre peuvent être ajustés et changés très rapidement et à moindre coût (généralement en moins d'une heure), ce qui les rend idéaux pour le prototypage et les productions en grande série. Cela permet une optimisation de la conception « sans risque » et sans perte financière. Le délai de production est estimé à 90 % plus rapide que pour les pièces embouties, qui nécessitent également un investissement initial important dans l'outillage.
Écrans, filtres, écrans et coudes L'entreprise peut graver une gamme de composants en acier inoxydable, notamment des écrans, des filtres, des écrans, des ressorts plats et des ressorts coudés.
Les filtres et tamis sont indispensables dans de nombreux secteurs industriels, et les clients exigent souvent des paramètres complexes et une précision extrême. Le procédé de gravure photochimique de micrometal est utilisé pour fabriquer une gamme de filtres et tamis destinés aux industries pétrochimique, agroalimentaire, médicale et automobile (les filtres photogravés sont utilisés dans les systèmes d'injection de carburant et hydrauliques en raison de leur haute résistance à la traction). micrometal a développé sa technologie de gravure photochimique pour permettre un contrôle précis du processus de gravure en 3D. Ceci facilite la création de géométries complexes et, appliqué à la fabrication de grilles et tamis, permet de réduire considérablement les délais de production. De plus, des caractéristiques spéciales et diverses formes d'ouverture peuvent être intégrées dans une même grille sans augmentation de coût.
Contrairement aux techniques d'usinage traditionnelles, la gravure photochimique offre un niveau de sophistication plus élevé pour la production de pochoirs, de filtres et de tamis fins et précis.
L'élimination simultanée du métal pendant la gravure permet l'incorporation de multiples géométries de trous sans engendrer de coûts d'outillage ou d'usinage coûteux, et les mailles photogravées sont exemptes de bavures et de contraintes, avec une dégradation du matériau nulle là où les plaques perforées sont sujettes à la déformation.
La gravure photochimique ne modifie pas l'état de surface du matériau traité et n'utilise ni contact métal-métal ni source de chaleur pour altérer les propriétés de surface. De ce fait, le procédé permet d'obtenir une finition esthétique unique sur l'acier inoxydable, le rendant ainsi adapté aux applications décoratives.
Les composants en acier inoxydable gravés photochimiquement sont également souvent utilisés dans des applications critiques pour la sécurité ou en environnements extrêmes – comme les systèmes de freinage ABS et les systèmes d'injection de carburant – et le pli gravé peut être parfaitement « plié » des millions de fois car le procédé n'altère pas la résistance à la fatigue de l'acier. Les techniques d'usinage alternatives telles que l'usinage et le fraisage laissent souvent de petites bavures et des couches de refusion qui peuvent affecter les performances du ressort.
La gravure photochimique élimine les sites de fracture potentiels dans le grain du matériau, produisant une courbure de couche sans bavure et refondue, assurant une longue durée de vie du produit et une fiabilité accrue.
En résumé, l'acier et l'acier inoxydable possèdent des propriétés qui les rendent idéaux pour de nombreuses applications industrielles. Bien que considérés comme des matériaux relativement simples à travailler grâce aux techniques traditionnelles de fabrication de tôles, la gravure photochimique offre aux fabricants des avantages considérables pour la production de pièces complexes et critiques pour la sécurité.
La gravure chimique ne nécessite pas d'outillage lourd, permet une production rapide du prototype à la fabrication en grande série, offre une complexité de pièces pratiquement illimitée, produit des pièces sans bavures ni contraintes, n'affecte pas le revenu et les propriétés du métal, fonctionne sur toutes les nuances d'acier et atteint une précision de ±0,025 mm ; tous les délais de livraison sont en jours, et non en mois.
La polyvalence du procédé de gravure photochimique en fait un choix judicieux pour la fabrication de pièces en acier inoxydable dans de nombreuses applications exigeantes, et stimule l'innovation en éliminant les obstacles inhérents aux techniques traditionnelles de fabrication de tôles pour les ingénieurs concepteurs.
Une substance ayant des propriétés métalliques et composée de deux éléments chimiques ou plus, dont au moins un est un métal.
La partie filamenteuse du matériau qui se forme sur le bord d'une pièce lors de l'usinage. Souvent coupante. Elle peut être éliminée à l'aide de limes manuelles, de meules ou de bandes abrasives, de brosses métalliques, de brosses en fibres abrasives, d'équipements de découpe au jet d'eau ou d'autres méthodes.
La capacité d'un alliage ou d'un matériau à résister à la rouille et à la corrosion. Ce sont des propriétés du nickel et du chrome présents dans des alliages tels que l'acier inoxydable.
Un phénomène qui entraîne une rupture sous l'effet de contraintes répétées ou fluctuantes dont la valeur maximale est inférieure à la résistance à la traction du matériau. La rupture par fatigue est progressive, débutant par de minuscules fissures qui se propagent sous l'effet de contraintes fluctuantes.
La contrainte maximale pouvant être supportée sans rupture pendant un nombre de cycles spécifié, sauf indication contraire, la contrainte est entièrement inversée à chaque cycle.
Tout procédé de fabrication dans lequel le métal est travaillé ou usiné pour donner à une pièce une nouvelle forme. De manière générale, le terme inclut des procédés tels que la conception et l'agencement, le traitement thermique, la manutention des matériaux et le contrôle.
L'acier inoxydable présente une résistance mécanique élevée, une bonne résistance à la chaleur, une excellente usinabilité et une résistance à la corrosion. Quatre grandes catégories ont été développées pour couvrir une gamme de propriétés mécaniques et physiques adaptées à des applications spécifiques. Ces quatre nuances sont : les aciers austénitiques CrNiMn séries 200 et CrNi 300 ; les aciers martensitiques au chrome trempables série 400 ; les aciers ferritiques au chrome non trempables série 400 ; et les alliages chrome-nickel à durcissement structural avec ajout d'éléments pour le traitement de mise en solution et le durcissement par vieillissement.
Lors d'un essai de traction, le rapport entre la charge maximale et la section transversale initiale. Également appelée résistance ultime. À comparer avec la limite d'élasticité.