应用领域
按应用领域划分的微型加工零件
大部分微型零件加工RFQ来自六个应用领域。每个领域都有各自的材料、各自的关键特征和各自的文件要求。找到您所在的领域,核对典型数值,然后发送图纸。这里的所有数字都是典型值,不是保证。
概览:零件、材料和工艺路线
微型零件通常如何按应用领域划分。各工艺名称在微型零件加工工艺页面中有说明。
| 应用领域 | 典型零件 | 常用材料 | 常用工艺路线 | 关键特征 |
|---|---|---|---|---|
| 医疗器械微型零件 | 套管、钳口镶块、内窥镜前端、骨螺钉、导向销 | 316L、Ti-6Al-4V ELI、17-4PH、PEEK | 走心机车削、5轴微铣削 | 无毛刺边缘、孔的同轴度、批次可追溯性 |
| 牙科部件 | 基台螺钉、种植体替代体、基台毛坯、附件 | Ti Grade 4、Ti-6Al-4V ELI、CoCr | 带动力刀具的走心机车削 | 内六角或梅花驱动、M1.4至M2螺纹、座面角度 |
| 连接器针与接触件 | 针、开槽插座、压接接触件、弹簧针柱塞 | C36000黄铜、C17300 BeCu、C51000磷青铜、C14500 | 走心机车削,然后电镀 | 针径、槽宽、镀层厚度 |
| 手表与仪器零件 | 螺钉、齿轴、轴、表冠、表壳管、小齿轮 | 316L、904L、CuZn39Pb3黄铜、碳素小齿轮钢、Ti Grade 5 | 走心机车削、滚齿、抛光 | 轴颈直径、螺纹配合、外观表面 |
| 光学与光子支架 | 镜座、光纤插芯座、压环、小型运动学零件 | 6061-T6、303和416不锈钢、Invar 36、Ti Grade 5 | 走心机车削、5轴微铣削 | 孔与外径的同轴度、座面垂直度、压环螺纹 |
| MEMS与半导体测试夹具 | 探针和弹簧针座、测试插座本体、芯片载具、对准定位座 | PEEK、PEI(Ultem)、PAI(Torlon)、ESD级塑料、可加工玻璃陶瓷 | 微铣削、微孔钻削 | 孔阵位置、塑料中的孔径、平面度 |
医疗器械微型零件
微创器械、内窥镜和骨科系统需要小巧、洁净且可追溯的零件。典型零件包括带侧窗的套管前端、抓钳的钳口镶块、微型螺钉、导向销和传感器壳体。默认材料是316L不锈钢和Ti-6Al-4V ELI,器械零件需要淬硬时则使用17-4PH或465不锈钢。
最常导致零件不合格的特征不是尺寸,而是边缘。套管窗口内几微米的毛刺可能划伤组织或掉落颗粒。请在图纸上写明边缘状态(例如"20倍下无毛刺,倒角最大0.02 mm")并商定检验方式。细长零件在走心机上加工;多个面上带窗口或平面的零件,则增加动力刀具或使用5轴铣床。微创手术器械微型部件指南有更详细的介绍。
牙科部件
基台螺钉、种植体替代体和附件是典型的走心机加工件:带有约M1.4至M2螺纹、锥形或平面座面的车削主体,以及在同一台机床上拉削或铣削的内六角或梅花驱动。钛Grade 4和Ti-6Al-4V ELI占主导。
座面角度和驱动形状决定零件是否与种植体系统配合,因此它们的要求最严。这个尺寸下的螺纹检测使用细牙螺纹量规或光学测量;量产前请商定用哪种。钛的彩色阳极氧化常用于区分尺寸,且不会增加有意义的厚度。
连接器针与接触件
在冲压件达不到精度、电流或插拔次数的场合会使用机加工接触件:高可靠性圆形连接器、测试探针和弹簧针。易切削黄铜C36000车削成本最低;需要接触件具有弹性时使用铍铜C17300或磷青铜C51000;重视导电性时使用碲铜C14500。
开槽插座先车削、开槽,然后收口到设定直径,BeCu在加工后进行时效硬化,使触指保持弹力。电镀是零件的一部分:镍底镀层上镀金是常用的配合面处理,压接端则用锡或银。镀层规格应写在图纸上,使其包含在报价中。请参阅微型连接器针和插座以及铍铜与磷青铜的比较。
手表与仪器零件
用于手表和精密仪器的螺钉、齿轴、轴、表冠、表壳管和小齿轮。夹板和桥板用黄铜,小齿轮用淬硬碳素钢,表壳零件用316L或904L,轻量表壳用钛。轴颈直径控制在几微米以内,通常在车削后通过滚压或抛光完成,同时还能使表面硬化并变光滑。
外观零件需要书面标准:哪些表面可见、做什么表面处理、用多大倍率检验。没有这些,两家加工厂会报出两份不同的工作。更多内容见手表零件指南。
光学与光子支架
镜座、光纤插芯座、压环和小型运动学零件用来固定玻璃,所以关键要求是孔相对外径的同轴度,以及镜座面相对轴线的垂直度。在走心机或带副主轴的车床上一次装夹车削两者,可以保持它们之间的关系。
材料取决于热设计。铝6061-T6重量轻、容易发黑;303或416不锈钢更硬挺;钛的热膨胀系数更接近许多玻璃;Invar 36几乎不随温度变化,但加工很慢。黑色阳极氧化或化学发黑可以减少杂散光。
MEMS与半导体测试夹具
探针座、测试插座本体、芯片载具和对准定位座多为塑料:PEEK、PEI、PAI及其ESD级变体,需要耐热或绝缘时有时也用可加工玻璃陶瓷。典型零件是一块带有数百个孔的板,孔径约⌀0.2 mm起,间距很细,每个孔相对基准的位置比任何单个尺寸都更重要。
塑料会变形。加工厂对坯料退火、粗加工、让零件静置,并在温度稳定的房间里精加工,但报价的公差等级仍比金属松。请说明每个孔要配合的探针或销,这样加工厂就能用实物进行检查。公差参考列出了典型的孔径和深度。
这些应用背后的材料
上述牌号的标准代号。请要求提供注明图纸所引用标准的材料证书。背景知识:Invar,beryllium copper。
| 材料 | 标准代号 | 备注 |
|---|---|---|
| 316L不锈钢 | UNS S31603, EN 1.4404 | 植入级棒料符合ASTM F138。钝化按ASTM A967或F86。 |
| Ti-6Al-4V ELI | UNS R56401, ASTM F136 | 植入及牙科级。间隙元素含量低于标准Grade 5。 |
| 钛 Grade 4 | UNS R50700, ASTM F67 | 工业纯钛,常用于牙科种植体本体。 |
| 铍铜 | C17300(含铅)、C17200 | 弹簧接触件。加工后时效硬化。磨削粉尘对健康有害;加工厂需有防护措施。 |
| 磷青铜 | C51000, EN CuSn5 | 不想使用BeCu时的接触件和弹簧。 |
| 易切削黄铜 | C36000, EN CW614N (CuZn39Pb3) | 走心机车削最快。铅含量在RoHS豁免范围内受限。 |
| Invar 36 | UNS K93600, EN 1.3912 | 热膨胀系数约1.2 ppm/K,用于不得随温度移动的支架。切削时发黏。 |
| PEEK和PAI | 未填充、玻纤或碳纤填充 | 夹具和绝缘件。公差比金属松;精加工前先退火。 |
RFQ中应补充什么
只有图纸,得到的只是加工的价格。这些文件能让您得到所需零件的真实价格,也能让我们匹配到已经按这种方式工作的加工厂。
| 应用领域 | 应包括 |
|---|---|
| 医疗与牙科 | 带炉号的EN 10204 3.1材料证书、首件检验、清洗和钝化规范、批次可追溯性、使零件互不接触的包装。 |
| 连接器 | 基材及状态、含规定测量点厚度的镀层规范、如需要则提供可焊性或接触电阻测试、卷盘或散装包装。 |
| 手表零件 | 标明A面的外观标准、表面处理(抛光、缎面、PVD)、小齿轮钢的硬度、检验所用的放大倍率。 |
| 光学 | 同轴度的基准方案、黑色阳极氧化或发黑规范、零件用于真空时的洁净度和放气限值。 |
| MEMS夹具 | 材料牌号和ESD要求、相对指定基准的孔位置公差、必须配合的探针或销的类型。 |
应用领域FAQ
各类特征的典型数值:公差与材料。
哪个应用领域对公差要求最严?
通常是光学和手表零件,个别特征的轴颈直径和孔同轴度控制在几微米。医疗零件更常由边缘状态和可追溯性决定要求,而不是图纸上最小的那个数字。各类特征的典型数值见公差参考页面。
植入物零件需要具备医疗质量体系的加工厂吗?
对于用于受监管器械的量产零件,大多数买方都要求。请在RFQ中写明这一要求。我们只匹配声明满足该要求的加工厂,您也应在下单前向加工厂索取证书。对于试制和器械零件,许多买方也接受没有该体系的加工厂。
连接器接触件可以由加工厂电镀吗?
有些加工厂自己电镀,大多数使用他们管理的电镀外协厂。无论哪种方式,请把镀层规范和厚度写在图纸上,使报价包含这一项。镍底镀金是常见的接触面处理;镍底层可阻止铜扩散进入金层。
为什么塑料夹具的孔报价公差比金属松?
PEEK、PEI和PAI随温度的膨胀比金属大,会吸收一些水分,并在加工后松弛。机床上测量合格的孔,一天后可能移动几微米。加工厂会对坯料退火并分阶段精加工,但报价的公差等级仍比铝或不锈钢松一级。