Strona główna / Procesy
Jak obrabia się, wykańcza i czyści części o jakości próżniowej
Pokrywa komory lub blok gazowy przechodzi osiem kroków po ucięciu materiału, a większość ryzyka terminowego leży po ostatniej wymianie narzędzia. Oto droga, z tym, czego każdy krok wymaga od rysunku.
Droga części próżniowej
Nie każda część potrzebuje każdego kroku. Wspornik po stronie atmosfery kończy się po kontroli. Blok gazowy w kontakcie z medium przechodzi wszystkie osiem, a ostatnie trzy decydują, czy fabryka go przyjmie.
| Krok | Co się dzieje | Co musi powiedzieć rysunek | Gdzie zwykle idzie źle |
|---|---|---|---|
| Wydanie materiału | Płyta lub pręt kupione wg gatunku. Partia wytopu jest zapisywana i podąża za częścią. | Stop, stan, typ certyfikatu i ewentualna lista materiałów ograniczonych. | Certyfikat hurtownika zamiast certyfikatu hutniczego albo inny stan materiału. |
| Zgrubna i odpoczynek | Zdjęcie nadmiaru materiału, potem odpoczynek lub odprężanie cieplne przed cięciami wykańczającymi na dużych płytach. | Wymagania płaskości i schemat baz zgodny ze sposobem użycia części. | Pominięcie kroku odpoczynku. Płyta się rusza, a płaskość ucieka po dostawie. |
| Obróbka wykańczająca | Powierzchnie uszczelniające, rowki na O-ring, otwory i gwinty obrabiane na wymiar końcowy. | Ra dla każdej powierzchni, norma rowka, specyfikacja gwintu, odpowietrzony lub nie. | Jedna wartość Ra w tabliczce rysunkowej, stosowana do każdej powierzchni. |
| Spawanie | TIG lub wiązką elektronów na stali nierdzewnej. W częściach UHV spoina jest wykonywana od strony próżni z pełnym przetopem. | Konstrukcja złącza, norma spawalnicza, szczelność po spawaniu. | Spoiny zewnętrzne zostawiające uwięzioną objętość za złączem. |
| Gratowanie i wstępne czyszczenie | Usunięcie zadziorów, zmycie chłodziwa przed trafieniem części na jakąkolwiek linię wykończeniową. | Załamanie krawędzi, brak silikonu, zatwierdzone chłodziwo, jeśli jest ograniczone. | Zadziory pozostawione na przecięciach krzyżowo wierconych kanałów gazowych. |
| Wykończenie | Anodowanie, nikiel chemiczny, polerowanie elektrolityczne, pasywacja lub piaskowanie kulkowe, zwykle na specjalistycznej linii. | Specyfikacja, klasa, grubość, mapa maskowania, wymiary przed lub po powłoce. | Brak rysunku maskowania, więc gwinty i powierzchnie uszczelniające zostają pokryte. |
| Kontrola | CMM, chropowatość, płaskość i test szczelności, gdy są wskazane. | Które elementy są raportowane i przy jakiej liczności próby. | Raport obejmujący tylko elementy, które warsztat oznaczył jako krytyczne. |
| Czyszczenie precyzyjne i pakowanie | Mycie ultradźwiękowe, płukanie wodą DI, suszenie, potem worek w strefie czystej. | Specyfikacja czyszczenia, materiał worka, przedmuch, położenie etykiety. | Zwykłe pakowanie części, która była czysta po wyjściu z linii. |
Który proces daje który element
Typowe możliwości, czytane jako zakres, w którym warsztaty zwykle pracują, a nie obietnica dla Państwa części. Warsztat wyceniający potwierdza, co utrzymuje na Państwa geometrii i materiale.
| Element | Zwykły proces | Typowe możliwości | Uwaga do rysunku |
|---|---|---|---|
| Duża powierzchnia uszczelniająca na korpusie komory | Frezowanie czołowe dużą głowicą, lekkie przejście wykańczające, część odpięta między przejściami | Płaskość 0.02 to 0.05 mm na 500 mm, Ra 0.4 to 0.8 um | Należy podać, czy płaskość jest sprawdzana swobodnie, czy w zamocowaniu. |
| Rowek na O-ring, prostokątny lub jaskółczy ogon | Frezowanie konturowe, frez kształtowy do jaskółczego ogona | Wymiar rowka wg tabeli producenta uszczelnienia, Ra 0.4 to 0.8 um na styku z uszczelką | Promieniowe ślady narzędzia w poprzek toru uszczelnienia powodują nieszczelności. Należy wymagać śladów obwodowych. |
| Krawędź nożowa CF | Toczenie, potem zabezpieczenie tuż po cięciu | Geometria krawędzi wg wymiarów kołnierza ISO 3669 | Uszkodzenie krawędzi podczas obsługi to częsty powód odrzutu. Zaślepki zakłada się przy maszynie. |
| Otwory gazowe showerhead | Wiercenie stopniowe małych średnic, wiercenie elektroerozyjne najmniejszych otworów | Liczba otworów w setkach lub tysiącach, spójna średnica i czyste wyjścia | Zużycie wierteł w serii zmienia przepływ. Warto zapytać, jak wymieniane są narzędzia. |
| Krzyżowo wiercone kanały gazowe | Wiercenie głębokich otworów, zaślepione lub zaspawane otwory dostępowe | Duże stosunki długości do średnicy, przecięcia ogratowane | Polerowanie elektrolityczne po obróbce działa tylko na powierzchniach, do których dociera elektrolit. |
| Powierzchnia styku z waflem lub uchwytu | Szlifowanie płaszczyzn, docieranie | Płaskość poniżej 0.01 mm na mniejszych częściach | Mierzyć na granitowym wzorcu w kontrolowanej temperaturze. |
Płaskość i Ra dotyczą elementu, który je niesie. Część, w której każda powierzchnia jest utrzymywana wg wartości dla powierzchni uszczelniającej, kosztuje więcej przy każdej sztuce.
Opcje wykończenia i ich wpływ na część
Każda zmienia wymiary, chemię powierzchni albo jedno i drugie. Należy podać specyfikację, klasę i grubość, a nie tylko nazwę procesu.
- Anodowanie twarde Type IIIMIL-A-8625 Type III. Typowa grubość 25 do 50 um, około połowa narasta na zewnątrz, a połowa wchodzi w metal. Stosowane na powierzchniach narażonych na plazmę i ścieranie 6061 i 5083. Metoda uszczelniania to wymóg: gorąca woda DI, brak uszczelnienia lub uszczelnienie solą metalu zachowują się w komorze inaczej, a wiele specyfikacji komór procesowych wyklucza uszczelnienie solą metalu.
- Anodowanie siarkowe Type IIMIL-A-8625 Type II, zwykle 5 do 25 um. Ochrona przed korozją i kolor dla elementów po stronie atmosfery. Nie jest barierą dla plazmy.
- Nikiel chemicznyAMS 2404 lub ASTM B733. Równa grubość wewnątrz otworów i kieszeni, zwykle 5 do 25 um. Średnia zawartość fosforu (5 do 9 procent) dla odporności na ścieranie, wysoka (10 procent i więcej) dla odporności na korozję. Wiele specyfikacji procesowych nie dopuszcza niklu na powierzchniach w kontakcie z plazmą i gazem z powodu zanieczyszczenia metalem, więc częściej występuje na mechanizmach, ramach i częściach po stronie atmosfery.
- Polerowanie elektrolityczneAnodowe usunięcie rozmazanej warstwy powierzchniowej ze stali nierdzewnej. Obniża Ra i podnosi zawartość chromu na powierzchni. ASTM B912 obejmuje pasywację przez polerowanie elektrolityczne. Dla 316L w kontakcie z gazem w układach gazowych zwykle wskazuje się Ra 0.25 um lub lepiej, z kontrolą powierzchni w duchu SEMI F19.
- PasywacjaASTM A967 lub AMS 2700, kwas azotowy lub cytrynowy. Usuwa wolne żelazo ze stali nierdzewnej bez zmiany wymiarów. Często wskazywana razem z polerowaniem elektrolitycznym.
- Piaskowanie kulkoweJednolite matowe wykończenie albo przygotowanie powierzchni pod powłokę natryskiwaną cieplnie. Rodzaj ścierniwa i granulację należy podać na rysunku, tak samo jak czyszczenie po nim, bo luźne ścierniwo jest źródłem cząstek.
- Powłoki natryskiwane cieplnieItria lub tlenek glinu na częściach do trawienia, struktura natryskiwana łukowo na osłonach PVD. Wykonywane przez wytwórców powłok. Warsztat obróbczy przygotowuje powierzchnię, maskuje i zabezpiecza krawędzie, do których powłoka nie może sięgnąć.
Więcej o powłokach: powłoki odporne na plazmę na częściach do trawienia i polerowanie elektrolityczne 316L dla części gazowych. Tło procesu anodowego: anodizing.
Czyszczenie precyzyjne to proces, nie uprzejmość
Typowa sekwencja dla części trafiających do próżni. Specyfikacja czyszczenia kupującego zastępuje ją, jeśli istnieje, i powinna być na rysunku, żeby została wyceniona.
Odtłuszczanie
Chłodziwo i oleje z obsługi usuwane rozpuszczalnikiem lub odtłuszczaczem alkalicznym.
Mycie ultradźwiękowe
Kąpiel w alkalicznym detergencie, część zamocowana tak, aby otwory ślepe odpływały, a kawitacja docierała do powierzchni wewnętrznych.
Płukanie wodą DI
Płukanie kaskadowe lub natryskowe wodą dejonizowaną. Rezystywność ostatniego płukania to liczba warta pytania.
Suszenie
Filtrowany azot lub czyste suche powietrze, potem piec tam, gdzie woda może ukryć się w gwintach lub kanałach.
Wygrzewanie, jeśli wskazane
Wygrzewanie próżniowe lub w powietrzu, aby usunąć wodę i lekkie związki organiczne przed pakowaniem. Tylko gdy rysunek tego wymaga.
Podwójny worek i etykieta
Worek wewnętrzny zamykany w strefie czystej, zewnętrzny do transportu, etykieta tylko na worku zewnętrznym.
Zasady stojące za tym: czystość i wykończenie powierzchni części próżniowych.
Testy wbudowane w drogę części
Warto żądać tych, które zostaną przeczytane. Każdy to osobna pozycja kosztowa.
- Test szczelności helemTest spektrometrem mas z helem jako gazem znacznikowym, metodą natrysku, kołpaka lub worka. Elementy UHV zwykle specyfikuje się w okolicy 1 x 10-9 mbar L/s lub ciaśniej. ISO 20485 opisuje metody z gazem znacznikowym. Zobacz testy szczelności helem części komór.
- Raport CMMPełny lub częściowy raport wymiarowy względem wersji rysunku. Należy wskazać elementy i liczność próby. Zobacz raporty CMM i płaskości.
- Chropowatość powierzchniPomiar profilometrem na powierzchniach z wymaganiem Ra, z podaną długością odcięcia, gdy ma znaczenie.
- RGA lub odgazowanieAnaliza gazów resztkowych po wygrzewaniu, zwykle na elementach UHV lub pierwszej sztuce. Wykonuje warsztat lub zewnętrzne laboratorium.
- Test cząstek lub wycieraniaLiczenie cząstek w cieczy lub test wycierania po czyszczeniu, gdy rysunek wskazuje poziom czystości.
Uwagi konstrukcyjne obniżające cenę
- Odpowietrz ślepe otwory gwintowane lub wskaż śruby odpowietrzone. Uwięziona objętość za śrubą to wirtualna nieszczelność. Zobacz śruby odpowietrzone i elementy złączne do próżni.
- Podawaj Ra tylko tam, gdzie wymaga tego funkcja. Ra 0.8 um uzyskuje się prosto z noża, Ra 0.4 um i lepsze wymaga przejścia wykańczającego i czasu kontroli.
- Spoiny należy projektować jako wykonywane od strony próżni z pełnym przetopem i zostawić naddatek na obróbkę po spawaniu, gdy liczy się odkształcenie.
- Kanały wewnętrzne powinny być dostępne dla mediów czyszczących i polerujących elektrolitycznie. Kanał, do którego elektrolit nie dociera, zachowuje powierzchnię po obróbce.
Pytania o drogę procesu
Czy tolerancje podawać przed, czy po anodowaniu?
Należy napisać, o które chodzi. Anodowanie twarde Type III powiększa każdą powierzchnię o mniej więcej połowę grubości powłoki, więc otwór traci około całej grubości na średnicy. Dla pasowań większość rysunków wymiaruje po powłoce i podaje grubość powłoki, aby warsztat obrabiał na minus. Gwinty i powierzchnie uszczelniające zwykle są maskowane.
Czy polerowanie elektrolityczne to to samo co pasywacja?
Nie. Pasywacja wg ASTM A967 to obróbka chemiczna, która usuwa wolne żelazo i nie zmienia wymiarów. Polerowanie elektrolityczne usuwa metal, obniża Ra i także pasywuje powierzchnię, co obejmuje ASTM B912. Stal 316L w kontakcie z gazem zwykle jest polerowana elektrolitycznie, stal nierdzewna konstrukcyjna zwykle tylko pasywowana.
Czy jeden warsztat może wykonać wszystkie te kroki?
Obróbka, gratowanie, kontrola i czyszczenie są zwykle własne. Anodowanie, powlekanie, polerowanie elektrolityczne i natryskiwanie cieplne zwykle wykonują wyspecjalizowane linie, od których warsztat kupuje. Warto zapytać, które kroki są procesami zewnętrznymi i kto je prowadzi. Ta odpowiedź wyjaśnia większość terminu realizacji.
Jaką szczelność wpisać na rysunku?
Taką, jakiej potrzebuje układ, z jednostkami, metodą testu (natrysk, kołpak lub worek), gazem znacznikowym i informacją, czy dotyczy elementu czy zespołu. Bez metody warsztat nie wyceni testu, a dwa warsztaty przetestują na dwa różne sposoby.
Rysunek z naniesioną drogą procesu
Prosimy wskazać wykończenie, czyszczenie i testy w RFQ. Dopasujemy do 3 warsztatów, których łańcuch wykończenia pasuje, i odpowiemy w ciągu 24 godzin roboczych.
- MateriałyGatunki, oznaczenia i certyfikaty dla części próżniowych.
- ZastosowaniaCzęści wg modułu urządzenia, od trawienia do EFEM.
- Kwalifikacja warsztatuO co zapytać przed pierwszym zamówieniem.