Kostengünstige Präzisionsmetallfertigung

Benchmarking fotochemisches Ätzen

Das Fotoätzen erzeugt spannungsfreie, flache Bauteile durch selektives Ätzen durch eine Fotolackmaske und hat im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren wie dem Stanzen viele Vorteile.

Dazu gehören die Fähigkeit, Teile ohne Verschlechterung der Materialeigenschaften herzustellen, die Tatsache, dass der Komplexität der Teile fast keine Grenzen gesetzt sind, und die Möglichkeit, eine große Bandbreite von Metallen und Legierungen zu verarbeiten.

Herkömmliche Bearbeitungstechnologien haben mehrere Nachteile, wie z. B. die Zersetzung des zu bearbeitenden Materials durch hohe Schlagbeanspruchung beim Prägen oder Stanzen oder die starke Hitzeeinwirkung beim Laserschneiden. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal liegt jedoch im Bereich der Werkzeugausstattung.

Die Werkzeuge für die Fotoätzung werden digital hergestellt. Das bedeutet, dass große Mengen von Produkten ohne Werkzeugverschleiß reproduziert werden können, so dass das erste und das millionste produzierte Teil exakt gleich sind.

Da es sich bei den Werkzeugen für das Fotoätzen um virtuelle Werkzeuge handelt, können diese extrem schnell und kostengünstig angepasst und geändert werden, was sie ideal für alle Arten von Prototypen bis hin zu Großserien macht. Dies ermöglicht auch eine Designoptimierung ohne finanzielle Einbußen und trägt zu einer risikoarmen Einstiegsstrategie bei.

Die Durchlaufzeit bei der Verwendung von Fotowerkzeugen ist etwa 90 % kürzer als bei gestanzten Teilen, da das Stanzen erhebliche Investitionen in die Herstellung von Formen erfordert, die nicht nur kostspielig sind, sondern auch 6-10 Monate dauern können - im Vergleich zu einigen Stunden beim Ätzen.

Die Wirtschaftlichkeit und Anpassungsfähigkeit des Werkzeugs für die Fotoätzung ist ein wichtiger Anreiz für die Gestaltungsfreiheit und die Möglichkeit, geometrisch komplizierte Produkte herzustellen. Da die Kosten für die Herstellung von Prototypen so niedrig sind, gibt es keine Einstiegshürde, so dass komplexe Entwürfe innerhalb von Tagen und Entwurfsiterationen innerhalb von Stunden hergestellt werden können.

Die Herstellung von scheinbar Unmöglichem

Das Fotoätzen fördert auf diese Weise die Innovation und beseitigt die Beschränkungen für Konstrukteure, da es die Herstellung von Teilen ermöglicht, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren als unmöglich gelten. In der Tat ist das Fotoätzen heute bei vielen industriellen Anwendungen aufgrund der geometrischen Komplexität und der Forderung nach extrem genauen Toleranzen und Präzision nicht nur ein potenziell wünschenswertes Herstellungsverfahren, sondern sogar die einzige Technologie, mit der bestimmte Produkte hergestellt werden können.

Beim Stanzen führt die Komplexität der Teile oft zu höheren Kosten, unabhängig davon, ob es sich um niedrige, mittlere oder hohe Stückzahlen handelt. Die Komplexität eines Produkts bedeutet die Notwendigkeit eines komplexen Werkzeugs, und komplexe Werkzeuge bedeuten höhere Kosten, ein höheres Potenzial für Werkzeugfehler und längere Vorlaufzeiten bis zur zufriedenstellenden Fertigstellung. Das Fotoätzen ist unabhängig von der Komplexität des Werkzeugs, und die Komplexität der Geometrie eines Teils macht keinen Unterschied bei den Kosten oder der Durchlaufzeit und damit bei der Komplexität des digitalen Werkzeugs.

Mit dem Fotoätzverfahren lassen sich auch feinere Details herstellen als mit dem Stanzverfahren, und das alles bei minimaler oder gar keiner Beeinträchtigung und Verformung des bearbeiteten Metalls und mit geringer bis gar keiner Wahrscheinlichkeit von Graten oder Defekten. Die Fehlerquote ist ebenfalls sehr gering, und anders als beim Stanzen ist jedes hergestellte Teil absolut plan, was bei einigen Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.