Chemisches Fräsen wird normalerweise in einer Reihe von fünf Schritten durchgeführt: Reinigen, Maskieren, Ritzen, Ätzen und Demaskieren. Video des chemischen Fräsprozesses Erfahren Sie mehr über das Video

CleaningEdit

Die Reinigung ist der Vorbereitungsprozess, um sicherzustellen, dass die zu ätzende Oberfläche frei von Verunreinigungen ist, die sich negativ auf die Qualität des fertigen Teils auswirken könnten. Eine unsachgemäß gereinigte Oberfläche kann zu einer schlechten Haftung des Maskants führen, wodurch Bereiche falsch geätzt werden, oder zu einer ungleichmäßigen Ätzrate, die zu ungenauen Endabmessungen führen kann. Die Oberfläche muss frei von Ölen, Fetten, Grundierungen, Markierungen und anderen Rückständen aus dem Markierungsprozess, Zunder (Oxidation) und anderen Fremdverunreinigungen gehalten werden. Bei den meisten Metallen kann dieser Schritt durchgeführt werden, indem eine Lösungsmittelsubstanz auf die zu ätzende Oberfläche aufgetragen wird, wobei Fremdverunreinigungen abgewaschen werden. Das Material kann auch in alkalische Reiniger oder spezielle desoxidierende Lösungen eingetaucht werden. In modernen industriellen chemischen Ätzanlagen ist es üblich, dass das Werkstück nach diesem Prozess niemals direkt gehandhabt wird, da Öle aus der menschlichen Haut die Oberfläche leicht kontaminieren können.

MaskingEdit

Maskieren ist der Prozess des Auftragens des Maskierungsmaterials auf die Oberfläche, um sicherzustellen, dass nur die gewünschten Bereiche geätzt werden. Flüssige Maskierungsmittel können durch Tauchmaskierung aufgebracht werden, bei der das Teil in einen offenen Maskierungsmitteltank getaucht und anschließend das Maskierungsmittel getrocknet wird. Maskant kann auch durch Fließbeschichtung aufgebracht werden: Flüssiges Maskant wird über die Oberfläche des Teils geflossen. Bestimmte leitfähige Maskantien können auch durch elektrostatische Abscheidung aufgebracht werden, wobei elektrische Ladungen auf Partikel von Maskant aufgebracht werden, wenn es auf die Oberfläche des Materials gesprüht wird. Die Ladung bewirkt, dass die Partikel von Maskant an der Oberfläche haften.

Maskant typesEdit

Das zu verwendende Maskant wird hauptsächlich durch die Chemikalie bestimmt, die zum Ätzen des Materials verwendet wird, und das Material selbst. Das Maskant muss an der Oberfläche des Materials haften, und es muss auch chemisch inert genug in Bezug auf das Ätzmittel sein, um das Werkstück zu schützen. Die meisten modernen chemischen Mahlverfahren verwenden Maskants mit einer Haftung um 350 g cm-1; Wenn die Haftung zu stark ist, kann der Ritzprozess zu schwierig sein. Ist die Haftung zu gering, kann die Ätzfläche ungenau definiert sein. Die meisten industriellen chemischen Mahlwerke verwenden Maskierungsmittel auf Basis von Neoprenelastomeren oder Isobutylen-Isopren-Copolymeren.

ScribingEdit

Scribing ist das Entfernen von Maskant auf den zu ätzenden Flächen. Für dekorative Anwendungen erfolgt dies häufig von Hand unter Verwendung eines Ritzmessers, einer Ätznadel oder eines ähnlichen Werkzeugs; Moderne industrielle Anwendungen können einen Bediener umfassen, der mit Hilfe einer Schablone ritzt, oder eine numerische Computersteuerung verwenden, um den Prozess zu automatisieren. Für Teile mit mehreren Ätzstufen können komplexe Schablonen mit Farbcodes und ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden.

Ätzen

Ätzen ist das Eintauchen des Teils in das chemische Bad und die Einwirkung der Chemikalie auf das zu fräsende Teil. Die Zeit, die in das chemische Bad eingetaucht wird, bestimmt die Tiefe der resultierenden Ätzung; Diese Zeit wird über die Formel berechnet:

E = s t {\displaystyle E={\frac {s}{t}}}

wobei E die Ätzrate (normalerweise abgekürzt als Ätzrate) ist, s die Tiefe des erforderlichen Schnitts ist, und t ist die totale Eintauchzeit. Die Ätzrate hängt von Faktoren wie der Konzentration und Zusammensetzung des Ätzmittels, dem zu ätzenden Material und den Temperaturbedingungen ab. Aufgrund ihrer Unbeständigkeit wird die Ätzrate häufig unmittelbar vor dem Ätzprozess experimentell bestimmt. Eine kleine Probe des zu schneidenden Materials mit derselben Materialspezifikation, demselben Wärmebehandlungszustand und ungefähr derselben Dicke wird für eine bestimmte Zeit geätzt; Nach dieser Zeit wird die Tiefe der Ätzung gemessen und mit der Zeit zur Berechnung der Ätzrate verwendet. Aluminium wird üblicherweise mit Raten um geätzt 0.178 cm/h und Magnesium etwa 0,46 cm/h.

DemaskingEdit

Beim Demaskieren wird der Teil von Ätzmittel und Maskierungsmittel entfernt. Ätzmittel wird im Allgemeinen mit klarem, kaltem Wasser entfernt. Ein Desoxidationsbad kann auch in dem üblichen Fall erforderlich sein, dass der Ätzprozess einen Oxidfilm auf der Oberfläche des Materials hinterlässt. Verschiedene Methoden können verwendet werden, um das Maskant zu entfernen, am gebräuchlichsten ist die Handentfernung mit Kratzwerkzeugen. Dies ist häufig zeitaufwendig und mühsam, und für groß angelegte Prozesse kann automatisiert werden.