Vielseitige Technologie eröffnet neue Gestaltungsmöglichkeiten

Das bestgehütete Geheimnis?

Nun, das ist vielleicht etwas übertrieben, aber man kann mit Fug und Recht behaupten, dass die Industrie das wahre Potenzial des chemischen Ätzens nicht erkannt hat, das oft als Prototyping-Technologie eingestuft wird, anstatt seinen Nutzen und seine Anpassungsfähigkeit als Massenfertigungsverfahren zu erkennen.

Wie so oft sind es reale Beispiele, die dies belegen, und Precision Micro, Europas führender Vertreter des chemischen Ätzverfahrens, verfügt über eine Reihe von Anwendungen, die seine wichtigsten Eigenschaften veranschaulichen.

Chemisches Ätzen von Geweben

Speziell bei der Herstellung von kundenspezifischen Geweben und Filtern zeichnet sich das chemische Ätzen durch eine Reihe von Verfahrensvorteilen aus.

Vorlaufzeiten

Die Vorlaufzeiten werden drastisch verkürzt, ebenso wie die damit verbundenen Kosten, da das Einrichten der Werkzeuge und die Wiederholungen (die oft erforderlich sind) schnell und relativ einfach sind. Da es sich um ein digitales Verfahren handelt, können die Werkzeuge für das chemische Ätzen problemlos am Bildschirm bearbeitet werden und dauern nur wenige Stunden statt der Tage oder Wochen, die bei herkömmlichen Verfahren zu erwarten wären.

Komplexität

Spezielle Merkmale und Öffnungsformen können in ein einziges Gitter eingearbeitet werden, ohne dass dadurch Kosten entstehen. Unterschiedliche Steggrößen und offene Flächenverhältnisse können zur Steuerung der Durchflussmengen über das Gewebe eingebaut werden. Für Konstrukteure in der gesamten Industrie ist es interessant, dass das chemische Ätzverfahren aufgrund seiner Fähigkeit, winzige und komplizierte Drahtgrößen herzustellen, weitaus größere offene Flächen ermöglicht als alternative Verarbeitungstechnologien.

Im Vergleich zu gewebten Maschen zeichnen sich einteilige geätzte Maschen und Gitter durch ihre gleichmäßige Querschnittsdicke und die genaue Form und Größe der Öffnungen aus. Da sie aus einem einzigen Stück Metall hergestellt werden, sind sie außerdem schlanker, haben eine größere Integrität, sind robust in der Handhabung und weisen bessere elektrische Eigenschaften auf, da kein Risiko eines schlechten Kontakts an der Gewebekreuzung besteht. Für zusätzliche Festigkeit können auch individuelle Ränder hinzugefügt werden.

Materialintegrität

Das Fotoätzen ist ein äußerst reproduzierbares Verfahren, das sich für ein- oder mehrteilige Teile eignet. Die mit diesem Verfahren hergestellten Maschen zeichnen sich durch geringe bis keine Materialverschlechterung (da das Verfahren spannungsfrei ist), Gratfreiheit, Maßhaltigkeit und keine optische Verzerrung aus.

Besondere Merkmale

Da beim Fotoätzen eine Flüssigkeit zum Abtragen von Metall verwendet wird, entstehen keine geraden oder orthogonalen Wände und Kantenprofile. Stattdessen erzeugt das chemische Ätzverfahren einen Abrundungseffekt, der in Verbindung mit der Möglichkeit, die geätzten Profile genau zu kontrollieren, die Schaffung spezieller Merkmale und Funktionen in Maschen ermöglicht, die mit anderen Bearbeitungsverfahren nicht erreicht werden können.

Anwendungen in Echtzeit

Precision Micro verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Herstellung von Geweben und Filtern für eine Vielzahl von OEMs.

Eine dieser Arbeiten wurde im Auftrag eines der führenden europäischen Hersteller von Duschen durchgeführt, bei denen die Kantenprofile der hergestellten Löcher für die Funktionalität des Duschkopfes entscheidend waren.

Die kleine Sprühplatte wurde mit 900 0,148 mm großen Präzisionsöffnungen entworfen, die mit einer Toleranz von +/- 0,02 mm geätzt wurden. Es war erforderlich, dass das Wasser reibungslos durch diese Öffnungen fließt, und es wurde bald festgestellt, dass die Geometrie und Form jeder Öffnung für das erzielte Sprühmuster entscheidend war. Alternative Technologien hatten Schwierigkeiten, eine ausreichend hohe Sprühqualität zu erzeugen, so dass Precision Micro ein Verfahren entwickelte, das eine der vielen inhärenten Eigenschaften des chemischen Ätzprozesses nutzt

Durch Variation der Öffnungsgröße am oberen und unteren Ende des Werkzeugs schuf Precision Micro ein einzigartiges konisches Merkmal, das unglaublich feine, gleichmäßige Sprühmuster mit wenig bis gar keiner Richtungsabweichung erzeugte - das von den Entwicklungsingenieuren des Kunden gewünschte Ergebnis.

Der Duschkopf wird nun in Serie gefertigt, wobei die gleiche chemische Ätztechnik wie bei der Produktentwicklung zum Einsatz kommt.

In einem anderen Fall benötigte ein weltweit führender Hersteller von industriellen Feuermeldeprodukten ein Netz, das in einen Rauchmelder eingebaut werden sollte, um zu verhindern, dass Insekten ins Innere gelangen und einen Fehlalarm auslösen. Entscheidend war hier, dass das verwendete Netz die freie Luftbewegung nicht behindert und gleichzeitig die Insekten fernhält. Ursprünglich hatte der Hersteller dehnbare Maschen verwendet, die - wie sich herausstellte - zu dick waren, um das Eindringen von Insekten in die Geräte zu verhindern, und es gab auch Probleme beim Einsetzen des Bauteils in das Kunststoff-Formteil, das mehrere Fixierungspfeiler hatte. Precision Micro entwickelte ein Netz aus 0,125 mm starkem Edelstahl mit Tausenden von quadratischen Löchern, die durch 0,125 mm breite Stege voneinander getrennt sind und einen maximalen Luftstrom ermöglichen. Die Löcher am Umfang, die über die Säulen passten, waren gezackt, damit sich der Filter in den Kunststoff einkeilen konnte und so sicher an seinem Platz blieb.

Schlussfolgerung

Das chemische Ätzen bietet nicht nur einen Weg zur Herstellung, wenn andere Technologien nicht ausreichen, sondern regt auch - aufgrund seiner inhärenten Eigenschaften und Genauigkeit - zu neuen Produktdesigns an.

Mit der Möglichkeit, komplexe Konstruktionen mit vielen Merkmalen zu erstellen und die Kantenprofile zu variieren, um den Anforderungen spezifischer Anwendungen gerecht zu werden, haben Konstrukteure die Freiheit, Produkte zu entwerfen, die zuvor nicht zuverlässig und kosteneffizient hergestellt werden konnten, was die Produktfunktionalität in allen wichtigen Industriesektoren verbessert.