Chemisches Ätzen von Metallen, die für herkömmliche Bearbeitungsmethoden zu anspruchsvoll sind

Die OEMs von heute müssen ihre Teile nicht nur schnell, sondern auch kostengünstig herstellen. Neben der hohen Produktionsgeschwindigkeit ist das chemische Ätzen oft die wirtschaftlichste Option für die Herstellung kundenspezifischer Teile mit komplexen Designs und strengen Toleranzen, und im Gegensatz zu anderen Metallherstellungsverfahren steigen die Kosten des Ätzens selten mit der Komplexität des Designs. Dies gibt den Konstrukteuren die Möglichkeit, ihre Kreativität zu nutzen und bei der Gestaltung von Metallteilen innovativ zu sein, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass für komplizierte Details zusätzliche Kosten anfallen.

Das chemische Ätzen bietet die Möglichkeit, Teile mit unterschiedlichen Geometrien gleichzeitig herzustellen

Der Einsatz kostengünstiger und leicht nachzubearbeitender Fotowerkzeuge ermöglicht Designkonfigurationen, die mit anderen Metallbearbeitungsmethoden oft nicht möglich sind. Das chemische Ätzen bietet sogar die Möglichkeit, Teile mit unterschiedlichen Geometrien gleichzeitig auf einem einzigen Blech herzustellen. Die Möglichkeit, mit gemischten grafischen Werkzeugen mehrere Teiletypen in einem Produktionslauf herzustellen, ist einer der größten Kosteneinsparungsvorteile des Verfahrens.

Aber es gibt noch einen weiteren entscheidenden Vorteil des chemischen Ätzens, nämlich die Tatsache, dass führende Unternehmen wie Precision Micro durch ständige Investitionen in Forschung und Entwicklung in der Lage sind, das Verfahren auf fast alle Metalle anzuwenden - selbst auf solche, die bekanntermaßen schwer zu bearbeiten sind.

Chemisches Ätzen von Titan

Titan und seine Legierungen finden in der Luft- und Raumfahrt sowie in der biomedizinischen Industrie breite Anwendung, da sie leicht und stabil sind, eine hervorragende Ermüdungsleistung aufweisen und in aggressiven Umgebungen sehr widerstandsfähig sind. Leider erweisen sich diese günstigen Eigenschaften bei der konventionellen Bearbeitung als Herausforderung.

Titan und seine Legierungen stellen eine Gefahr für das Werkzeug dar und verringern die Lebensdauer des Werkzeugs erheblich.

Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit und ihrer chemischen Reaktivität mit Werkzeugmaterialien (bei erhöhten Temperaturen) stellen Titan und seine Legierungen eine Gefahr für das Werkzeug dar und verringern die Standzeit erheblich. Darüber hinaus führt der relativ niedrige Elastizitätsmodul von Titanlegierungen zu Rückfederung und Rütteln bei der Bearbeitung, was eine schlechte Oberflächenqualität des fertigen Produkts zur Folge hat.

Viele dieser Probleme lassen sich durch chemisches Ätzen lösen, aber selbst das Ätzen von Titan ist schwierig, da das Metall eine schützende Oxidschicht bildet, wenn es der Luft ausgesetzt wird, was bedeutet, dass es nicht mit Standard-Ätzchemikalien geätzt werden kann. Precision Micro hat dieses Problem überwunden und ist daher eines dereinzigen fotochemischen Ätzunternehmen der Welt, das das chemische Ätzen von Titan im Produktionsmaßstab anbieten kann.

Precision Micro ist auf das Ätzen von biokompatiblen Schädel-, Zahn- und Herzschrittmacherbatterien für den Medizintechnikmarkt spezialisiert. Diese komplexen und manchmal ultradünnen Netze profitieren von der Tatsache, dass beim chemischen Ätzen alle Öffnungen und Senkungen gleichzeitig hergestellt werden, wodurch es wirtschaftlicher ist als konkurrierende Laserschneid- und Bearbeitungsprozesse.

Ätzen von Aluminium

Aluminium weist viele der Eigenschaften von Titan auf, insbesondere sein hohes Festigkeits-/Gewichtsverhältnis und seine natürliche Korrosionsbeständigkeit, jedoch zu niedrigeren Kosten. Titan ist zwar fester und korrosionsbeständiger als Aluminium, hat aber eine relativ niedrige Ermüdungsgrenze, weshalb sich Aluminium gut für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt eignet, bei denen die Ermüdungsgrenzen hoch sein müssen.

Eines der größten Probleme bei der konventionellen Bearbeitung von Aluminium ist die so genannte „Aufbauschneide“, d. h. das Verschweißen von Werkstückmaterial mit der Werkzeugschneide und der Verlust der effektiven Geometrie, was zu erhöhten Schnittkräften und Qualitätsproblemen wie Kratzern in der Oberfläche und trübem Finish führt.

Aluminium lässt sich auch nur schwer durch Fotoätzen bearbeiten, da die beim Ätzen freigesetzte Wärmeenergie oft zu einer rauen, körnigen Kante führt.

Precision Micro hat ein eigenes Verfahren zum Ätzen von Aluminium und seinen Legierungen entwickelt, das Kantenprofile erzeugt, die mit denen von Edelstahl vergleichbar sind. Das Unternehmen ist außerdem nach AS 9100 akkreditiert, der Norm für Qualitätsmanagementsysteme, die für die Belieferung der weltweit führenden Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsunternehmen erforderlich ist.

Typische Anwendungen sind leichte Lufteinlassgitter für Hubschrauber und Wärmeübertragungsplatten für Luftentfeuchter und Triebwerke. Letztere erfordern oft mehrere Designs, die kostengünstig durch chemisches Ätzen hergestellt werden können und glatte Kanäle zur Verbesserung des Luftstroms enthalten.

Precision Micro verfügt über mehr als 50 Jahre Erfahrung als Spezialist für fotochemisches Ätzen. Die kontinuierliche Investition in die Forschung und Entwicklung von chemischen Ätzmitteln und Prozessparametern bedeutet, dass heute selbst die anspruchsvollsten Metalle in großen Mengen und mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit bearbeitet werden können.