Einführung

Das chemische Ätzen, auch als „industrielles Ätzen“ oder „chemisches Fräsen“ bekannt, ist ein subtraktiver Prozess in der Fertigung. Es beinhaltet das Eintauchen oder Besprühen von Metallen mit temperaturregulierten Chemikalien, um bestimmte Bereiche im Metall zu entfernen, um die gewünschte Form, Dicke und komplizierte Designs oder geometrische Merkmale zu erzeugen.

Mit dem chemischen Ätzen sind Hersteller in der Lage, Metallteile selbst mit den schwierigsten und kompliziertesten Konstruktionen herzustellen und gleichzeitig eine hohe Wiederholbarkeit und gleichbleibende Produktionsqualität zu erzielen.

Wie funktioniert das chemische Ätzen?

Der traditionelle chemische Ätzprozess besteht aus einer Reihe von mehreren Schritten:

• Reinigung: Dieser Schritt beinhaltet die Vorbereitung der zu ätzenden Metalloberfläche durch Entfernen von Fett, Ölen, Rückständen und anderen Verunreinigungen. Die Reinigung ist ein äußerst wichtiger Schritt, da eine kontaminierte Oberfläche zu einer schlechten Haftung des Fotolackfilms führen kann, was wiederum zu Defekten führt. Nach Abschluss dieses Prozesses sollten die Arbeiter das Material niemals mit bloßen Händen handhaben, da der Schweiß und die Öle der menschlichen Haut das Material kontaminieren können.
• Laminierung: Dieser Schritt beinhaltet das Auftragen von Trockenfilm-Fotolack auf die Oberfläche. Fotolack schützt die Bereiche des Metalls, die nicht geätzt werden. Diese Folien werden auf beiden Seiten gleichzeitig durch Walzen oder Laminieren auf das Material unter Verwendung von Druck, Temperatur und manchmal Wasser aufgebracht.
• Belichtung: In diesem Schritt wird das Material zwischen zwei „Masken“ geführt, die das Negativbild des zu erstellenden Bauteils aufweisen. Diese Masken bestehen entweder aus Mylar oder Glas. Danach wird hochintensives, kollimiertes, ultraviolettes Licht aus beiden Richtungen durch die Masken geleuchtet, wodurch der Film an Stellen vernetzt wird, an denen das Licht nicht durch die Maskenbilder blockiert wird.
• Entwickeln: Nach der Belichtung muss das Material entwickelt werden. Dieser Schritt löst den nicht vernetzten Film, der das darunter liegende blanke Metall freilegt, chemisch auf. Das Material, das durch den Film geschützt bleibt, ist letztendlich das fertige Produkt.
• Ätzen: Nach der Entwicklung wird das Metall in Ätzkammern geleitet, wo Ätzmittel gleichzeitig von oben und unten gesprüht wird. Dieser Prozess ätzt oder löst das ungeschützte Metall, um das gewünschte Produkt zu erzielen. Ein Ätzmittelbad erfordert eine sorgfältige Überwachung der Konzentration, Zusammensetzung, Temperatur und Zeit im Ätzmittel.
• Abisolieren: Bei diesem Verfahren wird der Film mit einer anderen chemischen Konzentration vom geätzten Produkt entfernt.
• Spülen und Trocknen: In diesem Stadium ist das Produkt vollständig und die Filme werden entfernt. Es ist eine erhebliche Spülung erforderlich, um alle Rückstände zu entfernen. Dies wird wahrscheinlich unter Verwendung von Umkehrosmosewasser und deionisiertem Wasser durchgeführt.

Materialien, die für das chemische Ätzen geeignet sind

Metalle, die für das chemische Ätzen geeignet sind, umfassen eine breite Palette von Edelstählen, Nickellegierungen, Kupfer, Messing, Berylliumkupfer und Phosphorbronze.

Rolle-zu-Rolle-Ätzen

Im chemischen Ätzprozess wurden zahlreiche Fortschritte erzielt, die eine Rolle-zu-Rolle-Verarbeitung, vertikale Integration, größere Toleranzen und Wiederholbarkeit sowie eine verbesserte Markteinführungszeit ermöglichen. Mit diesen Innovationen ist es nun möglich, Halbätzverfahren für spezielle und schwierigere Anwendungen durchzuführen, einschließlich scharf abgeschrägter Spitzen und Kanten, Kapillarnuten, Handabbrüche und anderer komplizierter Merkmale. Interplex verwendet ein vollständig computergesteuertes Prozessleitsystem, das eine hohe Qualität, Gleichmäßigkeit und Konsistenz der Produkte während der Verarbeitung sowie eine hervorragende Wiederholbarkeit gewährleistet.

Vorteile des Rolle-zu-Rolle-Ätzens

Die Verwendung eines streng kontrollierten Rolle-zu-Rolle-Ätzprozesses ist wichtig, um enge Toleranzen und ein hohes Maß an Wiederholbarkeit in Kombination mit einer hohen Produktionsleistung aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz zu Plattenätzteilen ist das Reel-to-Reel-Ätzen von Natur aus automatisierungsfreundlich und ermöglicht eine reibungslose Integration sekundärer Verarbeitungsschritte. Zum Beispiel können die geätzten Metallteile unter Verwendung verschiedener Arten von automatisierten Geräten leicht geformt, plattiert oder umspritzt werden.

Die wichtigsten Vorteile des Reel-to-Reel-Ätzens sind:

• Die Fähigkeit, sehr enge Toleranzen für kleine Feature-Größen mit einem sehr hohen Grad an Wiederholbarkeit und Konsistenz einzuhalten.
• Erhöhte Wiederholbarkeit und Konsistenz, die die Gesamtkosten der Qualität erheblich senkt, insbesondere bei Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit.
• Gratfreie Präzisionsmetallkomponenten mit ultrafeinen Rastern, komplizierten Formen und 3D-Merkmalsprofilen sind möglich, die mit herkömmlichen Metallstanzprozessen nicht verfügbar sind.
• Chemisch geätzte Teile können in einer Umgebung mit hohem Volumen hergestellt werden, was die Werkzeug- und Produktionskosten senkt und gleichzeitig die Markteinführungszeit verkürzt.
• Rolle-zu-Rolle-Ätzteile können anderen automatisierten Prozessen wie Umformen, Plattieren, Umspritzen und Montage auf einer Rolle unterzogen werden, wodurch die Gesamtfertigungskosten weiter gesenkt werden.

Der Grad der erreichbaren Präzision und Konsistenz bietet ein kontinuierliches chemisch geätztes Metallband und einen Massenproduktionsvorteil als Alternative zum Standard-Platten- oder Blechätzverfahren. Die hervorragende Kontrolle und Flexibilität ermöglicht es dem chemischen Ätzansatz von Rolle zu Rolle, Teile zu entwerfen und zu liefern, die praktisch alle spezifischen Anwendungsanforderungen erfüllen.

Das chemische Ätzen ist eine hervorragende Methode zur Herstellung hochpräziser Metallteile, die komplex und vielschichtig sind. Es ist auch das beste Verfahren für die Erstellung von geraden, scharfen oder profilierten Kanten und runden Löchern.

Als praktikable, zielgerichtete Option gegenüber herkömmlichen Stanz- und anderen Fertigungsverfahren ermöglicht es die Herstellung komplexer und komplizierter Metallteile, die mit anderen Produktionsmethoden nicht erreicht werden können.