4 viktiga steg för att övervinna materialytdefekter

Vad gör"defektfri" riktigt elak?

Ett grundläggande problem uppstår när en teknisk ritning anger"Inga defekter","inga rester","ingen olja, fett och partiklar" ;,"inga smulor","inga repor" eller på annat sätt indikerar att ett materialytefel är oacceptabelt. Ritningar är ofta markerade med funktioner som"inga ritningslinjer","ingen mejsling" och"inga längsgående formlinjer".

Problemet med dessa förfrågningar är, när du tittar på delens yta, vad betyder detta egentligen?

Om du tittar noga på någon yta kommer du att hitta defekter. (Har du någonsin tittat på din hud i en vanlig spegel och sedan tittat på din hud i ett 10x förstoringsglas? Detta gäller även det mest exakta metallarbetet.

Skillnader på mikronivå

Ur mikroskopisk synvinkel kan ytan ha linjer som inte är synliga vid 10x förstoring, men ser ut som stora dalar när de undersöks under 50x förstoring. Ytan på skärröret kan se enhetlig ut vid 10 x förstoring, men defekter i kornarrangemanget kommer att avslöjas med svepelektronmikroskopi (SEM) vid 500 x förstoring.

Vid mycket hög förstoring har nästan alla material ytproblem. Men när en yta måste vara"defektfri", misslyckas ritningar ofta med att specificera hur noggrant ytan på en del ska inspekteras eller, ännu viktigare, hur noggrant den ska inspekteras av kunden.

Så, hur kan man övervinna problemet med materialytedefekter? Tillämpa dessa fyra steg!

1. Bestäm förstoringen

För att säkerställa att delar inspekteras till lämplig detaljnivå är det viktigt att bestämma förstoringen av materialytan som behöver kontrolleras. Förstoring är förhållandet mellan ett objekt's skenbara storlek (eller dess storlek i en bild) och dess faktiska storlek, uttryckt som 5x, 10x, 20x, 50x, etc.

Genom att ange förstoringsgraden på ritningen får du och din leverantör en överenskommen nivå som kan användas för att mäta om materialets's yta uppfyller dina behov.

Men vad ska man tänka på när man anger förstoring?

När man väljer förstoringsnivå är det också viktigt att den är meningsfull för slutanvändningen. Eftersom en närmare inspektion ökar kostnaden måste du se till att du inte överkonstruerar delar och kräver ytfinish som överstiger dina krav, vilket kan överstiga din budget.

Till exempel kan det vara överdrivet att kontrollera delen med 100 förstoring om små spår i röret eller stången inte påverkar delens prestanda. Men om du tillverkar kullager som kommer att användas i kritiska flygplansdelar kan höga förstoringsnivåer krävas för att säkerställa funktionalitet och uppfylla säkerhetskrav.

Tänk på ljuskällans vinkel

Tänk på att ljuskällans vinkel även påverkar utseendet på materialytan på mikroskopisk nivå.

Ljusvinkeln kan orsaka skuggor och reflektioner som kan öka eller minska den upplevda storleken på ritningslinjer, sprickor, spår, bucklor och andra ytfinishdefekter. Vinkeln kan också ändra utseendet eller dölja förekomsten av missfärgning.

Ljusmikroskop kan förlita sig på en mängd olika ljuskällor, såsom cirkulära lampor, inbäddad fiberoptik, parallella lysrör och till och med bakgrundsbelysta lampor - som alla kastar olika skuggor.

3. Identifiera ljusets färgtemperatur

En annan variabel är ljusets färgtemperatur, vilket är ett mer holistiskt sätt att se på ljuskällan snarare än att bara identifiera om mikroskopet använder LED, lysrör eller glödlampor.

Denna egenskap hos synligt ljus representeras av kelvin (K). Temperaturer över 5 000 K kallas kalla färger (blå-vit) och lägre temperaturer (2 700-3 000 K) kallas varma färger (gul-vit till röd).

Skillnaden i färgtemperatur kommer att påverka utseendet på delarnas yta. Detta kan leda till inkonsekvenser i:

Hur kan två personer se på samma del i olika ljus, hur kan de se och beskriva materialytan

I ett delat foto eller video, utseendet på en yta vars uttryckliga syfte är att bekräfta hur delen"bör se ut"

Tänk på närvaron av ljus

En annan variabel att ta hänsyn till är dock att det inte finns något ljus alls - eller, mer specifikt, inget ljus som i fallet med SEM.

All mikroskopi innebär att man tittar på föremål och/eller områden på deras yta som inte är synliga för blotta ögat. Ljusmikroskop använder diffraktion, reflektion eller brytning av synliga ljusstrålar för att skapa bilder.

SEM undersöker dock ett prov genom att skanna det med en fokuserad elektronstråle som reflekteras från provets's topografi för att producera en tredimensionell bild av objektet och/eller ytan. Med andra ord, för det mänskliga ögat observerar SEM delar i totalt och totalt mörker!

Detta innebär inga förvirrande skuggeffekter.

Är SEM lämplig för din applikation?

Eftersom våglängden för elektroner är mycket mindre än för synligt ljus, kan SEM producera mycket större detaljer med en mycket högre upplösning än den som produceras av ett optiskt mikroskop. Dessutom har SEM ett större bränndjup och därför mer detaljerad 3D-bild.

SEM har dock stora nackdelar, inklusive elektronkällan, linsen och provet måste alla vara i ett vakuum. SEM är också mycket dyrt, komplext och svårt att använda för vardagliga applikationer.

Dessutom, eftersom SEM skiljer sig fundamentalt från vanliga mikroskopimetoder, kan SEM inte jämföras med vad ögat ser med mer typiska ljusmikroskopimetoder. Således, även om detaljnivån som genereras av SEM är häpnadsväckande, är den oförenlig med typiska resurser i en fabrik eller butik.

Detta innebär att krav på SEM-nivå"defektfri" är orealistiskt, åtminstone för tillfället.

Att tänka på det nu hjälper till att säkerställa kvalitet senare

Den goda nyheten är att du alltid kan och bör ange förstoringsnivåer för delytor med mer typiska mikroskopimetoder.

Vanliga ljusmikroskop kan mäta allt från 5x till 50x, och det finns andra mer avancerade alternativ. Till exempel har Metal Cut Corporation ett optiskt mikroskop som kan förstoras upp till 200 gånger, och vår videoinspektionsutrustning kan visa en högre detaljnivå.

Viktigast av allt, överväg materialytor, förstoring och hur de relaterar till slutanvändningskrav tidigt i tillverkningsprocessen - till exempel när du gör ritningar eller kompletterar RFQS. Detta hjälper dig inte bara att undvika problem, utan hjälper dig också att säkerställa att dina delar klarar inspektionen och uppfyller dina behov.

Vänligen kontakta oss på zhang@pride-cnc.com