Chemische Bearbeitung und photochemisches Stanzen

CHEMICAL MACHINING (CM) Technik basiert auf der Tatsache, dass einige Chemikalien Metalle angreifen und ätzen. Dadurch werden kleine Materialschichten von Oberflächen entfernt. Wir verwenden Reagenzien und Ätzmittel wie Säuren und Laugen, um Material von Oberflächen zu entfernen. Die Härte des Materials spielt beim Ätzen keine Rolle. AGS-TECH Inc. verwendet häufig die chemische Bearbeitung zum Gravieren von Metallen, zum Herstellen von Leiterplatten und zum Entgraten von produzierten Teilen. Die chemische Bearbeitung eignet sich gut für den flachen Abtrag von bis zu 12 mm auf großen flachen oder gekrümmten Oberflächen und CHEMICAL BLANKING von dünnen Blechen. Das Verfahren der chemischen Bearbeitung (CM) beinhaltet niedrige Werkzeug- und Ausrüstungskosten und ist gegenüber anderen ADVANCED MACHINING PROCESSES für niedrige Produktionsläufe vorteilhaft. Typische Abtragsraten bzw. Schnittgeschwindigkeiten in der chemischen Bearbeitung liegen bei 0,025 – 0,1 mm/min.

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Unter Verwendung von CHEMISCHEM FRÄSEN produzieren wir flache Kavitäten in Blechen, Platten, Schmiedeteilen und Strangpressteilen, entweder um Designanforderungen zu erfüllen oder um das Gewicht von Teilen zu reduzieren. Die chemische Mahltechnik kann bei einer Vielzahl von Metallen eingesetzt werden. In unseren Fertigungsprozessen setzen wir entfernbare Maskierungsschichten ein, um den selektiven Angriff durch das chemische Reagens auf verschiedene Bereiche der Werkstückoberflächen zu kontrollieren. In der mikroelektronischen Industrie wird das chemische Fräsen häufig verwendet, um Miniaturvorrichtungen auf Chips herzustellen, und die Technik wird als WET ETCHING bezeichnet. Einige Oberflächenschäden können durch chemisches Mahlen aufgrund von bevorzugtem Ätzen und intergranularem Angriff durch die beteiligten Chemikalien entstehen. Dies kann zu einer Verschlechterung der Oberflächen und zum Aufrauhen führen. Man muss vorsichtig sein, bevor man sich entscheidet, Metallgussteile, geschweißte und gelötete Strukturen chemisch zu fräsen, da ein ungleichmäßiger Materialabtrag auftreten kann, weil das Füllmetall oder das Strukturmaterial bevorzugt bearbeitet werden kann. Bei Metallgussteilen können aufgrund von Porosität und Ungleichmäßigkeit der Struktur ungleichmäßige Oberflächen erhalten werden.

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CHEMICAL BLANKING: Wir verwenden diese Methode, um Merkmale zu erzeugen, die durch die Dicke des Materials dringen, wobei das Material durch chemische Auflösung entfernt wird. Dieses Verfahren ist eine Alternative zur Stanztechnik, die wir in der Blechherstellung verwenden. Auch beim gratfreien Ätzen von Leiterplatten (PCB) setzen wir das chemische Blanking ein.

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PHOTOCHEMICAL BLANKING & PHOTOCHEMICAL MACHINING (PCM): Photochemisches Blanking ist auch als PHOTOETCHING or or or_cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5 bekannt. Mittels fotografischer Techniken wird Material von flachen dünnen Blechen abgetragen und komplexe gratfreie, spannungsfreie Formen ausgestanzt. Mittels photochemischem Stanzen fertigen wir feine und dünne Metallsiebe, Leiterplatten, Elektromotorbleche, Präzisionsflachfedern. Die fotochemische Stanztechnik bietet uns den Vorteil, kleine Teile und zerbrechliche Teile herzustellen, ohne dass schwierige und teure Stanzwerkzeuge hergestellt werden müssen, die in der traditionellen Blechherstellung verwendet werden. Photochemisches Blanking erfordert qualifiziertes Personal, aber die Werkzeugkosten sind gering, der Prozess lässt sich leicht automatisieren und die Durchführbarkeit für mittlere bis große Produktionsmengen ist hoch. Wie bei jedem Herstellungsverfahren gibt es einige Nachteile: Umweltbedenken aufgrund von Chemikalien und Sicherheitsbedenken aufgrund der Verwendung von flüchtigen Flüssigkeiten.

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Die photochemische Bearbeitung, auch bekannt als PHOTOCHEMICAL MILLING, ist der Prozess der Herstellung von Blechkomponenten unter Verwendung eines Photoresists und Ätzmitteln, um ausgewählte Bereiche korrosiv zu bearbeiten. Mittels Fotoätzen fertigen wir wirtschaftlich hochkomplexe Teile mit feinen Details. Das fotochemische Fräsverfahren ist für uns eine wirtschaftliche Alternative zum Stanzen, Stanzen, Lasern und Wasserstrahlschneiden für dünnwandige Präzisionsteile. Das photochemische Fräsverfahren ist nützlich für das Prototyping und ermöglicht einfache und schnelle Änderungen bei Designänderungen. Es ist eine ideale Technik für Forschung und Entwicklung. Phototooling ist schnell und kostengünstig herzustellen. Die meisten Fototools kosten weniger als 500 US-Dollar und können innerhalb von zwei Tagen hergestellt werden. Maßtoleranzen werden ohne Grate, ohne Spannung und scharfe Kanten gut eingehalten. Wir können innerhalb weniger Stunden nach Erhalt Ihrer Zeichnung mit der Fertigung eines Teils beginnen. Wir können PCM auf den meisten handelsüblichen Metallen und Legierungen verwenden, darunter Aluminium, Messing, Beryllium-Kupfer, Kupfer, Molybdän, Inconel, Mangan, Nickel, Silber, Stahl, Edelstahl, Zink und Titan mit Dicken von 0,0005 bis 0,080 Zoll ( 0,013 bis 2,0 mm). Phototools werden nur dem Licht ausgesetzt und verschleißen daher nicht. Aufgrund der Kosten für Hartwerkzeuge zum Stanzen und Feinschneiden ist ein erhebliches Volumen erforderlich, um die Kosten zu rechtfertigen, was bei PCM nicht der Fall ist. Wir beginnen den PCM-Prozess, indem wir die Form des Teils auf einen optisch klaren und formstabilen Fotofilm drucken. Das Fotowerkzeug besteht aus zwei Blättern dieses Films, die Negativbilder der Teile zeigen, was bedeutet, dass der Bereich, der zu den Teilen wird, klar und alle zu ätzenden Bereiche schwarz sind. Wir registrieren die beiden Bleche optisch und mechanisch, um die obere und untere Hälfte des Werkzeugs zu bilden. Wir schneiden die Bleche zu, reinigen sie und laminieren sie anschließend beidseitig mit einem UV-empfindlichen Fotolack. Wir platzieren das beschichtete Metall zwischen den beiden Platten des Fotowerkzeugs und ein Vakuum wird angelegt, um einen engen Kontakt zwischen den Fotowerkzeugen und der Metallplatte sicherzustellen. Anschließend setzen wir die Platte UV-Licht aus, wodurch die Resistbereiche in den durchsichtigen Abschnitten des Films gehärtet werden können. Nach der Belichtung waschen wir den unbelichteten Resist der Platte weg und lassen die zu ätzenden Bereiche ungeschützt. Unsere Ätzlinien verfügen über Förderräder mit angetriebenen Rädern, um die Platten und Sprühdüsen über und unter den Platten zu bewegen. Das Ätzmittel ist typischerweise eine wässrige Säurelösung wie Eisenchlorid, die erhitzt und unter Druck auf beide Seiten der Platte geleitet wird. Das Ätzmittel reagiert mit dem ungeschützten Metall und korrodiert es weg. Nach dem Neutralisieren und Spülen entfernen wir den restlichen Resist und die Teilefolie wird gereinigt und getrocknet. Zu den Anwendungen der photochemischen Bearbeitung gehören feine Siebe und Maschen, Öffnungen, Masken, Batteriegitter, Sensoren, Federn, Druckmembranen, flexible Heizelemente, HF- und Mikrowellenschaltkreise und -komponenten, Halbleiter-Leadframes, Motor- und Transformatorlaminate, Metalldichtungen und -versiegelungen, Abschirmungen und Halterungen, elektrische Kontakte, EMI/RFI-Abschirmungen, Unterlegscheiben. Einige Teile, wie beispielsweise Halbleiter-Leadframes, sind sehr komplex und zerbrechlich, sodass sie trotz Millionenstückzahlen nur durch Fotoätzen hergestellt werden können. Die mit dem chemischen Ätzverfahren erreichbare Genauigkeit bietet uns je nach Materialart und -dicke Toleranzen ab +/-0,010 mm. Merkmale können mit einer Genauigkeit von etwa +-5 Mikron positioniert werden. Bei PCM ist es am wirtschaftlichsten, die größtmögliche Blechgröße zu planen, die mit der Größe und den Maßtoleranzen des Teils übereinstimmt. Je mehr Teile pro Blech produziert werden, desto geringer sind die Lohnstückkosten pro Teil. Die Materialstärke wirkt sich auf die Kosten aus und ist proportional zur Dauer des Durchätzens. Die meisten Legierungen ätzen mit Raten zwischen 0,0005–0,001 Zoll (0,013–0,025 mm) Tiefe pro Minute und Seite. Im Allgemeinen betragen die Teilekosten für Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumwerkstücke mit einer Dicke von bis zu 0,020 Zoll (0,51 mm) etwa 0,15 bis 0,20 USD pro Quadratzoll. Je komplexer die Geometrie des Teils wird, desto größer ist der wirtschaftliche Vorteil der photochemischen Bearbeitung gegenüber sequentiellen Verfahren wie CNC-Stanzen, Laser- oder Wasserstrahlschneiden und Funkenerosion.

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