Fragen Sie den Stempelexperten: Wie prägen Metallformer das Unprägbare?

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F: Wir haben von einem unserer größten Kunden eine Angebotsanfrage für ein großvolumiges, dünnes Edelstahlteil erhalten, aber die Merkmalsgrößen sind für unser Komfortniveau zu klein zum Stempeln. Wir haben Angst vor den zerbrechlichen Stempeln und winzigen Matrizenhohlräumen, die in unseren Werkzeugen benötigt werden, und vor Bruch, kostspieliger Wartung und übermäßigen Ausfallzeiten, die mit Sicherheit auftreten werden. Haben Sie einen Rat für uns, bevor wir diese „unmögliche“ Gelegenheit ausschlagen?

A: Wenn Sie mit einem scheinbaren Albtraum beim Komponentendesign konfrontiert werden, könnten Sie über fotochemisches Ätzen, auch fotochemische Bearbeitung genannt, nachdenken. Das fotochemische Ätzen von Platten ist eine kostengünstige Möglichkeit, eine mittlere Menge an Teilen zur Bewertung vor dem Bau eines Produktionswerkzeugs herzustellen.

Das Schöne an diesem Prozess ist, dass feine Merkmale sehr routinemäßig sind und kleine oder große komplexe Teile problemlos hergestellt werden können. Die Werkzeugkosten betragen nur einen Bruchteil der Kosten für Hartwerkzeuge, und Konstruktionsänderungen können schnell vorgenommen werden. Da die Werkzeuge auf optischer Ebene basieren, führt die Komplexität der Teile nicht zu höheren Werkzeugkosten wie beim herkömmlichen Stanzen.

Darüber hinaus ist der Prozess grat- und spannungsfrei, sodass kein zusätzlicher Verzug entsteht. Eine Vielzahl winziger Löcher und Merkmale können auf einmal erstellt werden, ohne dass ein Satz nach dem anderen gestanzt werden muss. Gehärtetes Material kann geätzt werden – eine Herausforderung für Hartwerkzeuge.

Mögliche Strukturgrößen und Toleranzen hängen weitgehend von der Dicke des Rohmaterialmaterials ab. Der Einfachheit halber können Verhältnisse für den vorläufigen Entwurf verwendet werden. Die Lochdurchmesser können das 1,2-fache der Dicke oder mehr betragen. Der Abstand zwischen Features kann das 1,0-fache der Dicke oder mehr betragen. Die Toleranz einiger Merkmale kann je nach Merkmalsgröße und Materialstärke bis zu ± 5 µm betragen. Durch das Ätzen eines Merkmals von nur einer Seite können eine messerscharfe Kante, Fließkanäle, eine halbgeätzte Verbindung zur manuellen Teileentfernung oder Text zur dauerhaften Teileidentifizierung erzeugt werden.

Chemisch geätztes Metall wird mit Techniken bearbeitet, die denen der Leiterplattenherstellung ähneln. Beide Oberflächen des Metalls werden mit Fotolack beschichtet und zwischen zwei gemusterten Film- oder Glasstücken platziert (je nach erforderlicher Genauigkeit). Das Metall wird UV-Licht ausgesetzt, und wenn das Material entwickelt wird, wird unbelichteter Lack entfernt, um blanke Metallbereiche zu erzeugen, die durch Ätzen entfernt werden. Nach dem Ätzen wird der verbleibende Resist entfernt und das fertige Teil gereinigt und getrocknet.

Dieses Verfahren kommt besonders gut zur Geltung, wenn kontinuierlich oder von Rolle zu Rolle geätzt wird. Bei dieser Methode werden dieselben Schritte wie beim Ätzen von Platten verwendet, es können jedoch kontinuierliche Materialrollen verarbeitet werden, genau wie bei einem Folgestanzwerkzeug. Es können mehrere Stränge auf einmal produziert und dann auf Spulen aufgewickelt werden. Diese Rollen können dann für Folgevorgänge wie Plattieren, Formen, Formen oder Schweißen verwendet werden. Dies ist eine wirtschaftliche Methode für die Massenproduktion komplexer Metallteile und eignet sich besonders für die problemlose Montage der nachgelagerten Verarbeitung und Automatisierung.

Photochemisches Ätzen kann für häufige Anwendungen eingesetzt werden, die mit anderen Herstellungsmethoden nicht ohne weiteres möglich sind:

Diese Fertigungstechnologie ist nicht auf die Anwendungsindustrie beschränkt. Hersteller in der Automobil-, Medizin-, Elektronik-, Luft- und Raumfahrt- und Verbrauchergeräteindustrie nutzen diese Technik häufig zu ihrem Vorteil.

Vielen Dank an Domenic Federici, Manager für Geschäftsentwicklung bei Interplex Etch Logic in Attleboro, Massachusetts, für seine Unterstützung bei dieser Antwort.