Mikä on kemiallinen etsaus?
(1) Kemiallisen syövytyksen periaatteet ja ominaisuudet
Kemiallinen syövytys on prosessimenetelmä, jossa prosessoitavat osat altistetaan kemialliselle väliaineelle, jossa tapahtuu kemiallinen reaktio, joka aiheuttaa osan materiaalin syöpymisen ja liukenemisen, jolloin saadaan tarvittava muoto ja koko. Kemiallisen syövytyksen aikana työkappaleen pinnan ne osat, joita ei tule käsitellä, tulee ensin peittää korroosionkestävällä-pinnoitteella. Sitten työkappale upotetaan etsausliuokseen tai etsausliuos levitetään työkappaleen pinnalle poistaen päästövaran altistuneilta alueilta käsittelytavoitteen saavuttamiseksi.
Kemiallisella etsauksella voidaan käsitellä sekä metallisia että ei-{0}}metallisia materiaaleja (kuten lasia, liuskekiveä jne.), käsiteltävän materiaalin kovuus ei vaikuta siihen, eikä se aiheuta fyysisiä muutoksia. Käsittelyn jälkeen pinnassa ei ole jäysteitä, se ei väänny, eikä siinä ole työstökovettumista. Kaikki pinnat, joihin etsausliuos voi tunkeutua, voidaan käsitellä, joten se sopii pinnoille, joita on vaikea työstää mekaanisesti. Käsittelyn aikana ei tarvita puristimia. Koska etsausliuos ja höyry saastuttavat ympäristöä ja ovat haitallisia laitteille ja ihmisten terveydelle, käsittelyn aikana on ryhdyttävä asianmukaisiin suojatoimenpiteisiin.
Kemiallista etsausta käytetään pääasiassa muottien valmistuksessa muovisten muottien pinnalla olevien kuvioiden, kuvioiden ja tekstin käsittelyyn. Valokuva{0}}etsaus on yleisimmin käytetty.
Valokuva-etsaus sisältää vaaditun kuvan valokuvaamisen valokuvanegatiiville, minkä jälkeen negatiivissa oleva kuva kopioidaan valoherkällä emulsiolla (emulsiolla) päällystetyn muottipesän työpinnalle fotokemiallisen reaktion avulla. Paljastettu kalvokerros muuttuu veteen liukenemattomaksi ja sen korroosionkestävyys paranee. Valottamaton filmikerros on vesiliukoinen; sen jälkeen, kun se on pesty vedellä valottamattoman filmikerroksen poistamiseksi, osa metallista paljastuu. Syövytysratkaisuun upottamalla saadaan tarvittavat kuviot ja mallit.
(2) Kemiallinen etsausprosessi
Valokuva{0}}etsausprosessi on seuraava:
Original Drawing -> Photography -> Reverse Mounting of Negative -> Hardening of Film -> De-coating -> Etching ->Trimmaus.
① Alkuperäinen piirustus ja valokuvausTarvittava grafiikka ja teksti piirretään paperille tietyssä suhteessa, joka muodostaa alkuperäisen piirustuksen. Sen jälkeen alkuperäinen piirustus valokuvataan valokuvausalan erikoisvälineillä sen pienentämiseksi valokuvanegatiiviin vaadittuun kokoon. Esimerkki kalvosta, joka on tehty tekstin syövyttämistä varten saippualaatikon onteloon, on esitetty kuvassa 6-3.
② Valoherkkä emulsioValoherkkiä emulsioita varten on monia kaavoja, joista yleisimmin käytetty polyvinyylialkoholi (PVA) valoherkkä emulsio. Valoherkän emulsion toimintaperiaate on seuraava:
Polyvinyylialkoholi ja ammoniumdikromaatti eivät joudu kemialliseen reaktioon toistensa kanssa. Polyvinyylialkoholille on ominaista se, että se liukenee helposti veteen, on väritön, läpinäkyvä ja sillä on tarttuvia ominaisuuksia. Veden haihtumisen jälkeen se muodostaa ohuen kalvon, mutta se voidaan poistaa huuhtelemalla tai pyyhkimällä vedellä. Ammoniumdikromaatti on valoherkkä materiaali, joka valolle altistumisen, herkistymisen ja kehittymisen jälkeen tulee vaikeaksi liukenemaan veteen. Se yhdistyy polyvinyylialkoholiseokseen muodostaen ohuen kalvon, joka on suhteellisen lujasti kiinni muotin pintaan. Valtottamattomat osat, jotka ovat edelleen pääosin polyvinyylialkoholia, voidaan poistaa huuhtelemalla vedellä ja pyyhkimällä imukykyisellä puuvillalla. Muotin pintaan kiinnittyneellä valoherkällä emulsiokalvolla on kovettumisen jälkeen tietty korroosionkestävyys, joka suojaa metallia korroosiolta.
③ Etsatun pinnan puhdistusMuotin pinta on puhdistettava ennen emulsion levittämistä. Pienistä muoteista öljy voidaan poistaa kuumentamalla niitä 10-prosenttisessa NaOH-liuoksessa ja huuhtelemalla sen jälkeen puhtaalla vedellä.
Suuremmat muotit keitetään ensin 10-prosenttisessa NaOH-liuoksessa ja huuhdellaan ja huuhdellaan sitten uudelleen kiehuvalla vedellä. Puhdistuksen jälkeen muotti tulee paistaa sähköuunissa noin 50 asteeseen ennen emulsion levittämistä; muuten valoherkkä emulsio voi irrota helposti. Puhdistettu muottipesä näkyy kuvassa 6-4.
④ Emulsion levittäminenEmulsio voidaan levittää ruiskuttamalla punaisen valon alla pimeässä. Valoherkkää kuvantamista vaativat muotin alueet tulee ruiskuttaa toistuvasti, jolloin kerrosten välinen aika riippuu huoneenlämpötilasta-lyhyempi korkeammissa lämpötiloissa ja pidempi alhaisemmissa lämpötiloissa. On huolehdittava tasaisen pinnoitteen varmistamisesta. Muotin ontelo emulsion jälkeen on esitetty kuvassa 6-5.
⑤ Valokuvanegatiivin kiinnittäminenAseta valmistettu valokuvanegatiivi tasaisesti syövytettävälle pinnalle, tasoita pinta, paina negatiivi alas lasipalalla niin, että se on kohtisuorassa pintaan nähden ja kiinnitä negatiivi läpinäkyvällä teipillä. Pyöristeillä tai kaarevilla alueilla negatiivin kiinnittämiseen voidaan käyttää valkoista vaseliinia. Muotin ontelon suunnittelussa tulee ottaa huomioon kalvon etukäteen kiinnittäminen; Tarvittaessa onkalo voidaan suunnitella inserttirakenteeksi. Muottipesä kalvon kiinnittämisen jälkeen on esitetty kuvassa 6-6.
⑥ ValotusPinnoitettu työkappaleen alue, johon negatiivi on kiinnitetty, altistetaan ultraviolettivalon lähteelle (kuten elohopealampulle), jotta työkappaleen pinnalla oleva valoherkkä emulsiokalvo herkistyy kuvan mukaisesti. Tämän prosessin aikana valonlähteen asentoa tulee säätää valoherkän alueen tasaisen valotuksen varmistamiseksi. Altistuksen kesto määräytyy käytännön kokemuksen perusteella.
⑦ Kehitys ja huuhteluValottunut työkappale upotetaan kuumaan 40-50 asteen veteen noin 30 sekunniksi, jolloin emulsiokalvon valottamaton osa liukenee veteen. Poistamisen jälkeen pinnalle tiputetaan alkalista violettia väriainetta ja levitetään tasaisesti kehitystä varten. Kun kirkas kuvio tulee näkyviin, se huuhdellaan puhtaalla vedellä ja valottamattomat osat pyyhitään pois imukykyisellä puuvillakankaalla. Lopuksi se kuivataan kuumalla ilmalla kuvan 6-7 mukaisesti.
⑧ Kalvon kovetus ja korjausKehitetty muottipesä asetetaan sähköiseen vakiolämpöiseen kuivausuuniin 150-200 asteeseen ja paistetaan 5-5 20 minuuttia kalvon tartunta- ja korroosionkestävyyden parantamiseksi. Jos ontelon pinnalle on jäänyt emulsiokalvoa, jota ei ole kokonaan poistettu, se voidaan leikata puhtaaksi veitsen kärjellä. Puuttuvat filmialueet tulee korjata painomusteella.
⑨ Ei--etsattujen alueiden suojaaminenAlueet, jotka eivät vaadi syövytystä, tulee suojata kalvolla, kuten kuvassa 6-8.
⑩ EtsausEri materiaaleille tulee valita eri etsausratkaisut. Teräsmuottien onteloissa käytetään yleisesti rautakloridin vesiliuosta, ja se voidaan levittää upottamalla tai ruiskuttamalla. Jos sopiva määrä kuparisulfaattijauhetta lisätään rautakloridin vesiliuokseen tahnan muodostamiseksi ja levitetään sitten ontelon pinnalle (pinnoitteen paksuus 0,2 - 0,4 mm), sivuläpäisyä voidaan vähentää. Alileikkauksen (sivusyövytys) estämiseksi etsausaineeseen voidaan lisätä myös suoja-ainetta tai hartsijauhetta ja upottaa se paljastetun kuvion sivuseiniin. Syövytyslämpötila on 50-60 astetta. Kuvioiden ja kuvioiden tiheydestä ja syvyydestä riippuen etsaus on yleensä suoritettava 1–3 kertaa, tyypillisen etsaussyvyyden ollessa 0,3 mm.
⑪ Pinnoitteen-poisto ja viimeistelySyövytetty muottipesä pyyhitään puhtaaksi lakkaliuottimella ja teollisuusalkoholilla. Muovailuvahaa voidaan käyttää ottamaan tekstistä jäljennös etsausvaikutuksen tarkistamiseksi, kuten kuvassa 6-9. Kaikki vialliset alueet muokataan paikallisesti ja alistetaan sitten toissijaiselle etsaukselle tai mekaaniselle korjaukselle. Syövytyksen päätyttyä pintaan kiinnittynyt valoherkkä emulsio tulee pestä pois NaOH-liuoksella suojakerroksen polttamiseksi, minkä jälkeen huuhdellaan useita kertoja vedellä. Sitten se kuivataan tuulettimella ja päällystetään öljykalvolla, jolloin koko prosessi saatetaan päätökseen. Valmiin muottipesän teksti näkyy kuvassa 6-10. Tuotantopaikan käsittelyvideo löytyy "Case Videos" -kansiosta "Drying Text.mp4"-tiedoston alla Kiinan yliopiston MOOC "Mold Manufacturing Technology" -resurssikirjastossa (kurssinumero: 0802SUST006).
