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Fotochemisches Ätzen

Gratfreie Profile und Toleranzen im 10-µm-Bereich

13. November 2017, 14:00 Uhr | Karin Zühlke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Wann ist die Ätztechnik zu empfehlen?

Inwiefern unterscheidet sich die Ätztechnik von anderen Metallbearbeitungstechniken, beispielsweise dem Stanzen oder dem Laserschneiden?

Beim Stanzen werden die Werkzeugkosten erst im sehr hohen Stückzahlbereich ausgeglichen. Wenn es also um hohe Produktionsstückzahlen und Geschwindigkeit geht und die Präzision der Teile eher zweitrangig ist, kann das Stanzverfahren kostengünstiger als die Ätztechnik sein.

Das Laserschneiden wird auch immer beliebter, weil es sehr präzise ist und die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Material durch die Bearbeitung verformt, relativ gering ist. Wenn aber dickere Materialien geschnitten werden sollen, verstopft durch die Materialerhitzung beim Schneiden die Schnittlinie mit Metallschmelze oder -schlacke. Dieses Problem kann nur durch einen weiteren Arbeitsschritt behoben werden, was natürlich zusätzliche Kosten verursacht.

Im Vergleich lassen sich beim fotochemischen Ätzen feinere Details erzielen als zum Beispiel beim Stanzen. Das Material wird dabei kaum bis gar nicht beeinträchtigt oder verformt, und auch die Gefahr von Graten und Mängeln ist praktisch nicht gegeben. Im Gegensatz zum Laserschneiden muss man auch bei dickeren Materialien nicht nacharbeiten. Außerdem produziert das Verfahren absolut plane Teile, was für einige Anwendungen unabdingbar ist, in der Luft- und Raumfahrt zum Beispiel oder in der Medizintechnik.

Wie entscheidet sich, ob das chemische Ätzen überhaupt in Frage kommt?

Zunächst einmal gibt es bestimmte Faktoren, die Einfluss darauf haben, welche Technik man bei der Metallbearbeitung anwendet, beispielsweise die Metallart, die Dicke, die erforderliche Zerspanungsqualität und die nötige Geschwindigkeit des Bearbeitungsverfahrens. Beim Kostenfaktor Material kann Precision Micro als einer der wenigen Spezialisten für fotochemisches Ätzen weltweit auch große Mengen wirtschaftlich rentabel bereitstellen, da wir jährlich mehrere hundert Tonnen Metall erwerben und verarbeiten. Dank der LDI-Technologie haben wir außerdem die Möglichkeit, Teile mit ultrafeinen Merkmalen von weniger als 50 µm zu ätzen. Damit wurde die manuelle Bearbeitung minimiert, und wir können eine noch höhere Kosteneffizienz garantieren.

Was spräche gegen die Ätztechnik?

Die Metalldicke ist ein sehr wichtiger Aspekt für die Kosten des Verfahrens. Je dicker das Material, desto länger dauert das Ätzen. Das Fotoätzen von Teilen mit einer Dicke von mehr als 1,5 mm, die ein Durchätzen erfordern, gilt daher normalerweise als unwirtschaftlich.

Wann also ist die Ätztechnik als Metallbearbeitungsverfahren zu empfehlen?

Das fotochemische Ätzen kann im Prinzip das wirtschaftlichste verfügbare Bearbeitungsverfahren sein, wenn die wichtigsten Kostenfaktoren wie verwendetes Material, Materialdicke, benötigte Toleranzwerte und Stückzahlen entsprechend berücksichtigt werden.