Le fraisage chimique est normalement effectué en une série de cinq étapes: nettoyage, masquage, traçage, gravure et démasquage. Vidéo du processus de broyage chimique En savoir plus sur la vidéo
NettoyagEdit
Le nettoyage est le processus préparatoire pour s’assurer que la surface à graver est exempte de contaminants qui pourraient avoir un impact négatif sur la qualité de la pièce finie. Une surface mal nettoyée pourrait entraîner une mauvaise adhérence du masquant, entraînant une gravure erronée des zones, ou une vitesse de gravure non uniforme pouvant entraîner des dimensions finales inexactes. La surface doit être exempte d’huiles, de graisses, de revêtements d’apprêt, de marquages et d’autres résidus du processus de marquage, de tartre (oxydation) et de tout autre contaminant étranger. Pour la plupart des métaux, cette étape peut être réalisée en appliquant une substance solvant sur la surface à graver, en éliminant les contaminants étrangers. Le matériau peut également être immergé dans des nettoyants alcalins ou des solutions de désoxydation spécialisées. Il est courant dans les installations de gravure chimique industrielles modernes que la pièce ne soit jamais manipulée directement après ce processus, car les huiles de la peau humaine pourraient facilement contaminer la surface.
MaskingEdit
Le masquage consiste à appliquer le matériau masquant sur la surface pour s’assurer que seules les zones souhaitées sont gravées. Les maskants liquides peuvent être appliqués par dip-masking, dans lequel la pièce est plongée dans un réservoir ouvert de maskant puis le maskant séché. Le Maskant peut également être appliqué par flow coating: du maskant liquide est coulé sur la surface de la pièce. Certains maskants conducteurs peuvent également être appliqués par dépôt électrostatique, où des charges électriques sont appliquées sur des particules de maskant lorsqu’elles sont pulvérisées sur la surface du matériau. La charge fait adhérer les particules de maskant à la surface.
Types de maskantmodifier
Le maskant à utiliser est déterminé principalement par le produit chimique utilisé pour graver le matériau et le matériau lui-même. L’agent masquant doit adhérer à la surface du matériau, et il doit également être suffisamment inerte chimiquement par rapport à l’agent de gravure pour protéger la pièce. La plupart des procédés de broyage chimique modernes utilisent des maskants avec une adhérence d’environ 350 g cm-1; si l’adhérence est trop forte, le processus de traçage peut être trop difficile à réaliser. Si l’adhérence est trop faible, la zone de gravure peut être définie de manière imprécise. La plupart des usines de broyage chimique industrielles utilisent des maskants à base d’élastomères néoprène ou de copolymères isobutylène-isoprène.
ScribingEdit
Le scribage consiste à enlever le masquant sur les zones à graver. Pour les applications décoratives, cela se fait souvent à la main à l’aide d’un couteau à tracer, d’une aiguille à graver ou d’un outil similaire; les applications industrielles modernes peuvent impliquer un opérateur à tracer à l’aide d’un gabarit ou utiliser une commande numérique par ordinateur pour automatiser le processus. Pour les pièces comportant plusieurs étapes de gravure, des modèles complexes utilisant des codes de couleur et des dispositifs similaires peuvent être utilisés.
Gravure
La gravure est l’immersion de la pièce dans le bain chimique, et l’action du produit chimique sur la pièce à fraiser. Le temps passé immergé dans le bain chimique détermine la profondeur de la gravure résultante ; ce temps est calculé par la formule:
E= s t {\displaystyle E = {\frac{s}{t}}}
où E est le taux de gravure (généralement abrégé en taux de gravure), s est le taux de gravure profondeur de coupe requise, et t est le temps d’immersion total. La vitesse de gravure varie en fonction de facteurs tels que la concentration et la composition de l’agent de gravure, le matériau à graver et les conditions de température. En raison de sa nature inconstante, la vitesse de gravure est souvent déterminée expérimentalement immédiatement avant le processus de gravure. Un petit échantillon du matériau à couper, de la même spécification de matériau, de la même condition de traitement thermique et à peu près de la même épaisseur est gravé pendant un certain temps; après ce temps, la profondeur de la gravure est mesurée et utilisée avec le temps pour calculer la vitesse de gravure. L’aluminium est généralement gravé à des taux d’environ 0.178 cm / h, et le magnésium environ 0,46 cm / h.
DemaskingEdit
Le démasquage est le processus de nettoyage de la partie de l’agent de gravure et du maskant. L’eau-forte est généralement éliminée avec un lavage à l’eau claire et froide. Un bain de désoxydation peut également être nécessaire dans le cas courant où le procédé de gravure a laissé un film d’oxyde à la surface du matériau. Diverses méthodes peuvent être utilisées pour retirer le masquant, la plus courante étant l’enlèvement manuel à l’aide d’outils de grattage. Ceci est souvent long et laborieux, et pour les processus à grande échelle peuvent être automatisés.
