Was ist photochemische Bearbeitung?

Bei der photochemischen Bearbeitung (PCM) werden gravierte Bilder oder gestaltete Ausschnitte mithilfe eines computergestützten Verfahrens erstellt, bei dem dünne Metallbleche Licht und verschiedenen Chemikalien ausgesetzt werden. Industrien können PC-Fräsen auf praktisch jeder Art von Blech anwenden, einschließlich Aluminium, Messing oder Kupfer sowie Nickel und Silber. Photochemische Bearbeitungstechniken können verwendet werden, um empfindliche elektronische Komponenten, medizinische Implantate oder extrem komplizierte Ätzungen herzustellen. Die rudimentäre chemische Ätzung mit Zitronensäure ist Jahrtausende alt.

Ingenieure erstellen das gewünschte Bild typischerweise unter Verwendung einer computergestützten Konstruktionssoftware, die im Allgemeinen als CAD-Zeichnungssoftware bezeichnet wird. Wenn es zum Schneiden bestimmter Teile verwendet wird, replizieren Techniker dieses Muster in Spalten und Reihen, um mehrere Bilder auf einem Bildschirm zu bilden. Der Computer überträgt das Bild auf einen Laminatfilm mit Mylar®-Basis und Silberemulsionsbeschichtung. Vor der photochemischen Bearbeitung wird das gewählte Metall einem gründlichen Reinigungsprozess unterzogen, der die Haftung auf dem fotografischen Film sicherstellt. Nach der Reinigung mit einer verdünnten Lösung wird das Blatt einer Wasserspülung und einem Heißtrocknungsprozess unterzogen.

Bei der Bearbeitung eines kompletten Metallausschnitts laminieren oder sandwichartig die Techniker das Metallstück zwischen zwei Fotowerkzeugfolien. Beim Gravieren oder Ätzen muss nur eine Seite des Metalls mit Folie bedeckt werden. Techniker laminieren das Metall mit einer Trockenwalze oder einem Nasstauchverfahren. Sie verwenden während dieses Prozesses Kameras, um die richtige Ausrichtung von Metall und Film sicherzustellen. Laminat und Fotowerkzeug sind in den Abmessungen identisch aufeinander abgestimmt.

Bei der Walzenmethode wird das Metall durch eine Walze geführt, wo die Maschine das Blech zwischen zwei Laminatstücke einfügt. Die Laminierung erfordert kontaminationsfreie Umgebungen und die Beseitigung möglicher Luftblasen. Beim Nasstauchverfahren wird das Metall in einen flüssigen Film getaucht und das Blech in einem Ofen gebacken, um den Film zu härten. Der photochemische Prozess wird fortgesetzt, indem das laminierte Metall ultraviolettem Licht hoher Intensität ausgesetzt wird, wodurch das Bild auf dem Photowerkzeug gehärtet wird.

Nach der Belichtung setzen Techniker das laminierte Metall einer Entwicklerlösung aus, die alle unentwickelten Laminate entfernt. Über ein Förderband gelangt das laminierte Metall in eine Kammer, die mit Sprühdüsen über und unter dem Förderer ausgekleidet ist. Heiße Ätzsäure besprüht das Metall ein- oder beidseitig, je nach gewünschtem Design. Die Säure löst das nicht laminierte Metall auf, ohne raue Kanten zu hinterlassen oder die Metallqualität zu verändern. Dieser Schritt im photochemischen Bearbeitungsprozess erzeugt das fertige Bild, das auf der CAD-Zeichnung gebildet wird.

Das Teil wird nun mit Wasser gespült und einer Ablöselösung ausgesetzt, die alle Laminatreste entfernt. Das Blatt durchläuft eine letzte Wasserspülung, gefolgt von einer Heißlufttrocknung. Techniker können Mikroskope zur Endkontrolle als Mittel zur Qualitätskontrolle verwenden.