Was ist chemische Bearbeitung? - Arbeiten und Verfahren

Was ist chemische Bearbeitung?

Chemische Bearbeitung ist die saubere Entfernung von Metall von vorher beschriebenen Bereichen, ohne die Integrität oder Eigenschaften des Metalls durch einen photochemischen Prozess zu verändern. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Herstellung kleiner dünner Metallteile mit komplexem Design ohne Verbrennungen oder Spannungen an den Teilen verwendet.

Chemische Bearbeitung ist die saubere Entfernung von Metall von vorher beschriebenen Bereichen, ohne die Integrität oder Eigenschaften des Metalls durch einen photochemischen Prozess zu verändern. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Herstellung kleiner dünner Metallteile mit komplexem Design ohne Verbrennungen oder Spannungen an den Teilen verwendet.

Der Prozess beginnt mit der Reinigung des Metalls von Schmutz und Ölen. Ein Photoresist wird aufgetragen und gebacken, um eine gleichmäßige Auftragung zu gewährleisten. Das Kunstwerk wird dann über das vorbereitete Metallblech gelegt und ultraviolettem Licht ausgesetzt, was zu der gewünschten Auflösung und den gewünschten Ätzspezifikationen führt.

Das Bildmaterial wird entfernt und der Resist kann entwickelt oder entfernt werden. An diesem Punkt ist das Metall zum Ätzen bereit, indem das Blech in eine chemische Lösung getaucht wird, die das gesamte Material auflöst, das nicht integraler Bestandteil des Teils ist. Nachdem das Ätzen abgeschlossen ist, wird der Resist entfernt und die Metallteile werden gereinigt, inspiziert und verpackt.

Chemischer Bearbeitungsprozess

Nachfolgend sind verschiedene Prozesse der chemischen Bearbeitung aufgeführt:

1. Reinigung

Im Reinigungsprozess werden die Werkstücke gereinigt, um Öl, Fett, Staub oder andere Substanzen vom Werkstück zu entfernen, damit die Weiterverarbeitung ordnungsgemäß abgeschlossen werden kann.

Reinigungen sind notwendig, um eine ordnungsgemäße Haftung des Abdeckmaterials am Werkstück sicherzustellen. Beim maskierenden Debugging tritt streunendes Ätzen auf.

Je nach Werkstoff und erforderlicher Bearbeitungstiefe werden verschiedene Arten von Reinigungsprozessen wie Dampfdegradation, alkalisches Ätzen usw. sowie Maskierungsmittel durchgeführt. Die Reinigung von porösem Werkstückmaterial ist schwierig.

Es gibt hauptsächlich zwei Reinigungsmethoden, mechanische und chemische Methoden. Die chemische Methode ist weit verbreitet, da sie viel weniger Schaden anrichtet als die mechanische Methode.

Wenn die Maske dicker und dünner und chemisch gereinigt ist, werden die dünneren oder gereinigten Teile der Maske veredelt. Erhitzen während des Reinigungsprozesses ist hilfreich.

2. Maskieren

Die Maskierung erfolgt mithilfe von Maskierung. Diese Masken sind von Natur aus inert und reagieren nicht mit den im Bearbeitungsprozess verwendeten Chemikalien. Die zu verwendende Maske sollte eine einfache Streifenmaske sein.

Bei diesem Maskierungsverfahren werden die nicht bearbeiteten Teile des Werkstücks mit einer Maske maskiert, so dass das bearbeitete Teil der im Bearbeitungsprozess verwendeten Chemikalie ausgesetzt ist. Aber wenn der Maskierungsprozess durchgeführt wird, wird das gesamte Werkstück maskiert.

Masken werden auf eine der drei folgenden Methoden angewendet:

• Cut-and-Peel-Methode.
• Screen-Methode.
• Photoresist-Methode.

3. Schreiben

Nach dem Maskierungsprozess wird eine Maskierung durchgeführt, um den zu mechanisierenden Bereich des Werkstücks zu entfernen, damit an diesem Teil des Werkstücks eine chemische Reaktion stattfinden kann. Nach dem Ritzprozess werden nur die zu mechanisierenden Bereiche der chemischen Bearbeitung ausgesetzt.

4. Radierung

Nach dem Filtern des Werkstücks wird es in einen Behälter getaucht, der eine Chemikalie enthält, die eine chemische Reaktion mit dem Werkstück eingeht.

Wenn das Werkstück in die Chemikalie eingetaucht wird, unterliegt der maskierte Bereich keiner chemischen Reaktion, und der nicht maskierte Bereich erfährt eine chemische Reaktion mit der Chemikalie und dem nicht maskierten Materialbereich des Werkstücks. Ich werde mich davon entfernen.

Der Ätzprozess wird üblicherweise bei erhöhter Temperatur durchgeführt. Während des Prozesses dürfen keine Gasblasen eingeschlossen werden, um eine ungleichmäßige Bearbeitung zu vermeiden.

5. Demaskierung

Nach dem Ätzprozess werden im nicht mechanisierten Bereich des Werkstücks die Masken entfernt und im nicht mechanisierten Bereich des Werkstücks auch die Oxidschicht entfernt.

6. Waschen

Nach dem Entmaskierungsprozess wird das Werkstück gründlich unter Süßwasser gespült, um jegliche Substanzen etc. vollständig von der Werkstückoberfläche zu entfernen.

Abgesehen von all diesen Schritten wird optional ein Schritt verwendet, der Ätzmittel zum Heizen und Kühlen:– Je nach Temperatur wird die Temperatur des Kellners im Behälter mit einem Heiz- oder Kühlstab gehalten.

Arten von chemischen Bearbeitungsprozessen

Das Verfahren kann auf eine Vielzahl von Operationen wie Fräsen, Stanzen und Gravieren angewendet werden. Die verschiedenen chemischen Bearbeitungsverfahren lassen sich wie folgt einteilen:

• Chemisches Mahlen
• Chemische Ausblendung
• Chemische Gravur

Chemische Bearbeitung für einige Spezialzwecke kann auch durch Verwendung von reaktiven Gasen, z. B. Chlorstrahlen, im Bearbeitungsbereich erreicht werden. Dies wird als gasförmige chemische Bearbeitung oder Bearbeitung mit heißem Chlor bezeichnet und kann zum Debuggen von Metallteilen verwendet werden.

1. Chemisches Mahlen

Chemisches Fräsen oder industrielles Ätzen ist der subtraktive Herstellungsprozess, bei dem Bäder mit temperaturregulierten Ätzchemikalien verwendet werden, um Material zu entfernen und ein Objekt mit der gewünschten Form zu erzeugen.

Andere Namen für chemisches Ätzen umfassen Fotoätzen, chemisches Ätzen, fotochemisches Ätzen und fotochemische Bearbeitung. Es wird hauptsächlich auf Metallen verwendet, obwohl andere Materialien immer wichtiger werden. Es wurde aus Rüstungsverzierungs- und Druckätzverfahren entwickelt, die während der Renaissance als Alternative zum Gravieren auf Metall entwickelt wurden.

Das Verfahren besteht im Wesentlichen darin, die Schnittbereiche in einer ätzenden Chemikalie zu baden, die als Ätzmittel bekannt ist, die mit dem Material in dem zu schneidenden Bereich reagiert und bewirkt, dass das feste Material aufgelöst wird; Inerte Substanzen, die als Maskierungsmittel bekannt sind, werden verwendet, um bestimmte Bereiche des Materials als Resists zu schützen.

Anwendungen

Das Ätzen hat Anwendungen in der Leiterplatten- und Halbleiterherstellungsindustrie. Es wird auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet, um flache Materialschichten von großen Flugzeugkomponenten, Raketenhautplatten und extrudierten Teilen für Flugzeugzellen zu entfernen.

Ätzen wird weit verbreitet verwendet, um integrierte Schaltkreise und mikroelektromechanische Systeme herzustellen. Zusätzlich zu den standardmäßigen Techniken auf Flüssigkeitsbasis verwendet die Halbleiterindustrie üblicherweise das Plasmaätzen.

2. Chemische Ausblendung

Chemische Drucktücher, chemisches Stanzen, Fotoherstellung, Fotovibration oder Fotoätzen sind Variationen des chemischen Fräsens. Dabei werden die Materialien an vielen Stellen durch chemische Einwirkung restlos entfernt.

Dieses Verfahren wird hauptsächlich bei deren Blechen und Folien angewendet. Nahezu alle Metalle können mit diesem Verfahren bearbeitet werden; Es wird jedoch nicht zum Verdünnen von Materialien über 2 mm empfohlen.

Das Werkstück wird durch Säure oder Lauge gereinigt, reduziert und selektiert. Das gereinigte Metall wird getrocknet und das Fotolackmaterial durch Tauchen, Wirbelbeschichten oder Sprühen auf das Werkstück aufgebracht. Es wird dann getrocknet und ausgehärtet. Photographische Materialien wurden verwendet, um abbaubeständige Bilder in Photoresistmaterialien zu erzeugen.

Diese Art von Maske ist empfindlich gegenüber Licht einer bestimmten Frequenz, UV-Licht im Allgemeinen, und nicht gegenüber Raumlicht. Diese Oberfläche wird nun wie beim Entwickeln von Zeichnungen durch ein Negativ, nämlich eine fotografische Platte des gewünschten Designs, belichtet. Nach der Belichtung wird das Bild entwickelt. Unerwartete Teile brechen während des Entwicklungsprozesses auseinander und zeigen blankes Metall.

Das verwendete Metall wird in einer Maschine aufbewahrt, die mit chemischen Substanzen besprüht oder der Aufschlämmung zugesetzt wird. Die Ätzlösung kann Flusssäure (für Titan) oder eine von vielen anderen Chemikalien sein. Nach 1 bis 15 Minuten ist das unerwünschte Metall aufgenommen und die fertige Portion ist bereit, die Asche sofort zu entfernen.

3. Chemische Gravur

Gedruckte Leiterplatten, andere Gravurvorgänge und Zuschnitte komplexer Designs können mit Photoresist-Maskierungsmitteln chemisch ausgestanzt werden.

• Sehr dünne Metalle (0,005 mm) lassen sich gut graben.
• Hohe Genauigkeit der Ordnungen von +0,015 mm kann aufrechterhalten werden.
• Hohe Produktionsraten können mit einer automatisierten Fototechnik erreicht werden.

Anwendung der chemischen Bearbeitung

• CHM wurde in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, bei denen die Tiefe der Metallentfernung auf wenige Mikrometer entscheidend ist und die Toleranzen eng sind.
• Die dabei erzielte Oberflächengüte liegt im Bereich von 0,5 bis 2 Mikron.
• Außerdem entfernt es Metall von einem Teil der gesamten Oberfläche von geformten oder unregelmäßig geformten Teilen wie Schmiedestücken, Gussteilen, Strangpressteilen oder geformtem Schmiedematerial.
• Eine der Hauptanwendungen der chemischen Bearbeitung ist die Herstellung von gratfreien, komplizierten Stanzteilen.

Vor- und Nachteile der chemischen Bearbeitung

• Die Vorteile sind, dass dieses Verfahren das Werkstück nicht verzerrt, keine Grate erzeugt und problemlos auf den am schwierigsten zu bearbeitenden Materialien angewendet werden kann.
• Der Prozess ist jedoch langsam und wird daher normalerweise nicht zur Herstellung großer Mengen oder zur Bearbeitung von Material mit einer Dicke von mehr als 2 mm verwendet.
• Einige kleine Teile werden 10 bis 100 Stück auf einmal auf einer einzigen Platte hergestellt, was die Produktion beschleunigt.