อะไรนะ เครื่องฝังโลหะ จริงๆแล้วทำ
เครื่องฝังโลหะ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าแท่นกดยึด จะห่อหุ้มชิ้นงานโลหะ เซรามิก หรือคอมโพสิตไว้ภายในบล็อกเรซินทรงกระบอก เพื่อให้สามารถบด ขัดเงา และตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยไม่ทำให้แตกเป็นชิ้น โค้งมนที่ขอบ หรือขยับระหว่างการจับ คำศัพท์ "การฝัง" หรือ "การฝัง" มาจากขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยาโดยตรง นั่นคือ ชิ้นวัสดุขนาดเล็กที่มักมีรูปร่างไม่ปกติถูกวางลงในแม่พิมพ์ ล้อมรอบด้วยสารประกอบยึดติด จากนั้นให้ความร้อนและความดัน (หรือปล่อยทิ้งไว้ให้บ่มที่อุณหภูมิห้อง) จนกระทั่งกลายเป็นก้อนแข็งและสม่ำเสมอ โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. 30 มม. 32 มม. หรือ 40 มม.
ขั้นตอนนี้อยู่ระหว่างการตัดตัวอย่างและการเจียร/ขัดเงาในลำดับการเตรียมโลหะวิทยามาตรฐาน และมีความสำคัญมากกว่าที่ช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่จะคิดในตอนแรก ตัวอย่างที่ติดตั้งไม่ดีทำให้เกิดการปัดเศษของขอบซึ่งจะซ่อนชั้นการแยกคาร์บอน ความหนาของชั้นเคลือบ และความลึกของการแข็งตัวของผิว ซึ่งตรงกับคุณสมบัติที่การทดสอบความแข็งหรือการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคมีไว้เพื่อเปิดเผย
การติดตั้งแบบร้อนกับการติดตั้งแบบเย็น: การเลือกวิธีการที่เหมาะสม
เครื่องฝังส่วนใหญ่ในตลาดเป็นแบบติดตั้งร้อน (การติดตั้งแบบบีบอัด) เนื่องจากวิธีนี้เร็วกว่าและให้การยึดที่หนาแน่นและสม่ำเสมอมากกว่าสำหรับงานในห้องปฏิบัติการตามปกติ ในทางตรงกันข้าม การติดตั้งแบบเย็นจะใช้เรซินเหลวสองส่วนที่เทลงในแม่พิมพ์แบบเปิดที่อุณหภูมิห้อง และสงวนไว้สำหรับตัวอย่างที่ไม่สามารถทนต่อความร้อนหรือความดันได้
| ปัจจัย | การติดตั้งแบบร้อน | การติดตั้งเย็น |
|---|---|---|
| รอบเวลาปกติ | 8 ถึง 15 นาที | 20 นาทีถึงหลายชั่วโมง |
| อุณหภูมิกระบวนการ | 150°ซ ถึง 180°ซ | สภาพแวดล้อม (ไม่ใช้ความร้อน) |
| แรงกดดันที่ใช้ | 20 ถึง 30 เมกะปาสคาล | ไม่มี |
| การเก็บรักษาขอบ | ดีถึงดีเยี่ยม | ดีเยี่ยมด้วยระบบสุญญากาศ |
| เหมาะที่สุดสำหรับ | ตัวอย่างโลหะ เซรามิก และคอมโพสิตเป็นประจำ | ตัวอย่างที่ไวต่อความร้อน มีรูพรุน หรือแตกง่าย |
ภายในวงจรการติดตั้งแบบร้อน
วงจรเครื่องฝังแบบมาตรฐานดำเนินการผ่านสามขั้นตอนที่ได้รับการควบคุม และการทำความเข้าใจแต่ละขั้นตอนช่วยอธิบายว่าทำไมคุณภาพการติดตั้งจึงแตกต่างกันมากระหว่างผู้ปฏิบัติงานและเครื่องจักร:
- การทำความร้อนและการบีบอัด: ห้องแม่พิมพ์จะร้อนจนถึงจุดอ่อนตัวของเรซิน ในขณะที่ตัวจ่ายไฮดรอลิกหรือนิวแมติกใช้แรงดันคงที่ เพื่อบังคับให้เรซินหลอมเหลวไปรอบๆ ทุกรูปทรงของชิ้นงานทดสอบ
- การคงอยู่: อุณหภูมิและความดันจะคงอยู่เป็นเวลาหลายนาทีเพื่อให้เรซินสามารถเชื่อมโยงข้ามและแข็งตัวได้เต็มที่ ซึ่งเป็นตัวกำหนดความแข็งขั้นสุดท้ายและพฤติกรรมการหดตัว
- การทำความเย็นภายใต้แรงดัน: แม่พิมพ์จะเย็นลงในขณะที่ยังคงรักษาความดันไว้ เพื่อป้องกันไม่ให้เรซินหลุดออกจากขอบของชิ้นงานขณะที่หดตัว การข้ามขั้นตอนนี้เป็นสาเหตุเดียวที่ทำให้เกิดช่องว่างที่ขอบที่พบบ่อยที่สุด
เครื่องจักรที่มีวงจรทำความร้อน/น้ำหล่อเย็นอิสระมักจะทำรอบได้เร็วกว่าระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากในห้องปฏิบัติการที่ประมวลผลตัวอย่างหลายสิบตัวอย่างต่อกะ
การเลือกเรซินสำหรับการติดตั้ง
เครื่องฝังนั้นมีเพียงครึ่งหนึ่งของสมการเท่านั้น ตัวเลือกเรซินให้ผลลัพธ์สุดท้ายพอๆ กับการตั้งค่าเครื่องจักร
- เรซินฟีนอล (เบกาไลท์) เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตัวอย่างที่เป็นเหล็กและไม่ใช่เหล็กเป็นประจำ — ต้นทุนต่ำ ความแข็งดี แต่เปราะบนส่วนที่บางหรือเปราะบาง
- ไดอัลลิล พทาเลท (DAP) เรซินมีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีกว่าและเป็นที่ต้องการเมื่อตัวอย่างจะต้องถูกกัดกร่อนอย่างรุนแรง
- เรซินนำไฟฟ้า (เติมคาร์บอนหรือทองแดง) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับตัวอย่างที่มุ่งหน้าไปยังการวิเคราะห์ SEM เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเคลือบสื่อกระแสไฟฟ้าแยกต่างหาก
- สารประกอบยึดติดอีพ็อกซี่ หดตัวน้อยกว่าฟีนอลและเป็นตัวเลือกมาตรฐานเมื่อการรักษาขอบสำหรับการวัดความหนาของการเคลือบเป็นสิ่งสำคัญ
ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญเพื่อเปรียบเทียบก่อนซื้อ
เมื่อประเมินเครื่องฝังสำหรับห้องปฏิบัติการ QA หรือสภาพแวดล้อมการผลิต ข้อกำหนดเฉพาะสี่ประการจะแยกอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้ออกจากหน่วยที่ทำให้เกิดปัญหาคอขวดอย่างสม่ำเสมอ:
| ข้อมูลจำเพาะ | ทำไมมันถึงสำคัญ |
|---|---|
| ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางของแม่พิมพ์ | ต้องตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางมาตรฐานที่อุปกรณ์ขัดเงาและทดสอบความแข็งของคุณใช้อยู่แล้ว (โดยทั่วไปคือ 25 ถึง 40 มม.) |
| แรงดันขาออกสูงสุด | แรงดันที่ไม่เพียงพอจะทำให้เกิดช่องว่างรอบๆ ชิ้นงานที่แข็งและไม่สม่ำเสมอ เช่น หน้าตัดของการเชื่อมหรือพื้นผิวที่แตกหัก |
| ประเภทระบบทำความเย็น | ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำลดรอบเวลาลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบพาสซีฟ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อปริมาณงานตัวอย่างรายวัน |
| หน่วยความจำวงจรที่ตั้งโปรแกรมได้ | สูตรที่เก็บไว้สำหรับเรซินชนิดต่างๆ จะป้องกันไม่ให้ผู้ปฏิบัติงานเกิดการเปลี่ยนแปลงในคุณภาพการติดตั้งที่เสร็จสมบูรณ์ |
ข้อบกพร่องในการติดตั้งทั่วไปและสาเหตุ
ข้อร้องเรียนส่วนใหญ่เกี่ยวกับเอาท์พุตของเครื่องอินเลย์มักเกิดจากปัญหาเล็กๆ น้อยๆ ที่เกิดซ้ำมากกว่าตัวอุปกรณ์เอง:
- ช่องว่างที่ขอบหรือการดึงออก: มักเกิดจากการปล่อยแรงดันก่อนที่เรซินจะเย็นตัวลงเต็มที่ หรือจากการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกันระหว่างชิ้นงานทดสอบและเรซิน
- ความพรุนภายในตัวยึด: โดยทั่วไปเป็นผลมาจากแรงดันหรือเรซินไม่เพียงพอที่ไม่ได้อุ่น/ทำให้แห้งก่อนบรรจุ
- การเคลื่อนไหวของชิ้นงานระหว่างการขึ้นรูป: เกิดขึ้นเมื่อตัวอย่างไม่อยู่ตรงกลางหรือทำให้เสถียรในแม่พิมพ์ก่อนที่วงจรจะเริ่มขึ้น โดยเฉพาะกับชิ้นส่วนที่บางหรือโค้งมน
- การย้อมสีพื้นผิวหรือการเปลี่ยนสีของเรซิน: มักเชื่อมโยงกับความร้อนสูงเกินอุณหภูมิการแข็งตัวที่แนะนำของผู้ผลิตเรซิน
คำถามที่พบบ่อย
เครื่องฝังแบบเดียวกับแท่นพิมพ์หรือไม่?
ใช่. "เครื่องฝัง" "เครื่องอัดแบบฝัง" และ "แท่นยึด" อธิบายถึงอุปกรณ์ประเภทเดียวกันที่ใช้ในการเตรียมตัวอย่างทางโลหะวิทยา คำศัพท์เฉพาะจะแตกต่างกันไปตามภูมิภาคและซัพพลายเออร์เป็นหลัก
สามารถติดตั้งตัวอย่างขนาดใดได้บ้าง
ขนาดของชิ้นงานถูกจำกัดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของโพรงแม่พิมพ์และความลึกที่เลือกบนเครื่อง ห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่จะกำหนดขนาดแม่พิมพ์หนึ่งหรือสองขนาดให้เป็นมาตรฐานเพื่อให้อุปกรณ์ขัดเงาขั้นปลายมีความสม่ำเสมอ
เครื่องจักรเดียวกันสามารถรันทั้งรอบฟีนอลและอีพอกซีเรซินได้หรือไม่
เครื่องฝังที่ทันสมัยส่วนใหญ่รองรับโปรแกรมที่จัดเก็บไว้หลายโปรแกรม ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถสลับระหว่างประเภทเรซินโดยเลือกอุณหภูมิ ความดัน และเวลากดที่ตั้งไว้ล่วงหน้าที่แตกต่างกัน แทนที่จะกำหนดค่าเครื่องใหม่ด้วยตนเอง
