Ведущие производители травления металла

Технология травления может без особых изменений использоваться во многих отраслях промышленности: от производства микроэлектромеханических систем до компонентов аэрокосмической отрасли, от печатных схем до производства корпусов ракет. Однако эта развивающаяся технология широко использовалась с древних времен.

Разработанный в первую очередь из эстетических соображений, метод травления использует сильные кислоты для травления мягких металлов, таких как медь и цинк, а позже стал использоваться для травления твердых металлов, таких как сталь. Часто доспехи, ружья, пластины и чашки гравируются, чтобы добавить эстетический элемент.

Офорт использовался в полиграфической промышленности Германии в 16 веке и оказал большое влияние на современную жизнь. При способе печати металлическую пластину покрывают слоем кислотостойкого материала (обычно воска). Затем художник использует острую иглу для травления, чтобы соскоблить воск, обнажая металл и создавая впечатление. После тщательного соскабливания пластину пропитывают кислотой или травителем. Кислота растворяет открытые части металла, образуя пластину с утопленными линиями и надписью. Затем на металлические пластины наносят краску и используют для печати в больших масштабах. Этот процесс привел к производству оттисков, положив начало печатной революции и продвинув Европу к промышленной революции.
В то же время процесс травления металла был разработан как альтернатива гравировке металла, которая в то время была предпочтительным методом создания металлических узоров. Вскоре химическое травление стали использовать для гравировки баллистической информации на артиллерии и пушках, поскольку травленые пластины оказались очень прочными. Следуя этой тенденции, люди начали фрезеровать и травить приспособления, кинжалы и лопаты.

Следующая веха в травлении металлов была достигнута в 18 веке, когда швейцарский ботаник Джон Сенебье заметил, что некоторые растительные смолы затвердевают под воздействием света и становятся нерастворимыми в скипидаре. Эта информация привела к развитию современного фотохимического травления. Однако почти столетие этот метод использовался только в фотографии. Кислотостойкая смола наносится на металл в жидком виде, а затем подвергается воздействию света, чтобы очертить затененные области. С помощью этого метода можно получить отпечаток на металлической пластине.

Современное коммерческое использование фотохимической обработки началось в 1927 году. Шведская компания Aktiebolaget Separator разработала этот метод производства краевых фильтров. Этот метод запатентован, и технология используется для вырезания зазора в фильтрах. Этот метод получил распространение в начале Второй мировой войны, и люди начали травить твердые металлы во время механической обработки. С помощью фотохимического травления можно травить металл с обеих сторон, оно широко применяется для создания деталей из фольг. Позже технология травления была разработана для поддержки микрообработки, что заложило основу революции в области информационных технологий.

При травлении металла можно получить разрезы различной глубины, причем глубина определяется тем, как долго материал остается в канавке. Скорость травления определяется отношением глубины резания ко времени пребывания в канавке.

Скорость травления определяют многие факторы, такие как материал, который вы планируете травить, температура, состав и концентрация травителя. Поскольку существует множество факторов, которые могут повлиять на травление, обычной практикой является проведение пробного запуска, который включает в себя воздействие на материал химикатов и контроль выходных характеристик. В зависимости от эффективности процесса химические реакции и испытания повторяются до тех пор, пока не будут достигнуты желаемая глубина и скорость.

Травление металла — очень универсальный процесс; практически любой металл можно обрабатывать с помощью химического фрезерования, фотогравировки или механического травления, включая алюминий, латунь, медь, бериллиевую медь, никель, нейзильбер, углеродистую сталь и нержавеющую сталь.

Коррозионные химикаты или травители, используемые производителями при химической фрезеровке, химической обработке, фотогравировке и т. д., включают: хлорид железа (лучше всего подходит для меди или цинка), нитрат железа, азотную кислоту (лучше всего для цинка или стали), сульфат меди, соляную кислоту и лимонная кислота, нитроксил(HNO)фосфат.

Если вы пытаетесь выяснить, какой метод травления металла лучше для вас или подходит ли вам травление металла, есть несколько вещей, которые вы можете рассмотреть, чтобы получить четкий ответ. В большинстве случаев вам необходимо учитывать ваши характеристики и то, соответствуют ли они функциональности травления металла. Какой уровень точности проектирования вы ищете? Каковы ваши отраслевые требования? Насколько глубокий или тонкий вам нужен разрез?

Однако лучший способ получить четкий ответ — поговорить с подходящим производителем. Как правильно выбрать производителя? Правильный производитель требует больше навыков. Они также должны быть готовы и способны создать продукт вашей мечты. Им нужно заботиться о вашем бюджете, сроках и общих желаниях. Чтобы найти производителя, подходящего именно вам, начните с просмотра компаний, перечисленных выше. Познакомьтесь с ними, задавая свои вопросы.

Независимо от того, какую технологию вы выберете, процесс травления металла имеет множество преимуществ по сравнению с другими процессами обработки. От трафаретов и металлических штампов до полупроводников, травление металла имеет бесчисленное множество применений.

Во-первых, травление металла применимо к самым разным материалам: от твердых металлов до мягких пластиков. Во-вторых, он не вызывает деформации или внутренних напряжений. Он также не оставляет отходов или мусора, таких как заусенцы. Из-за этого травленые металлические детали практически не требуют вторичной обработки или отделки.

Кроме того, травление металла не влияет на все свойства материала, например, на твердость. Еще одним большим преимуществом травления металла является то, что его можно выполнить быстро и точно. Кроме того, при необходимости производители могут быстро и легко изменить конструкцию. Наконец, травление металла не требует твердых инструментов.

Первый этап – это очистка, которая происходит на этапе подготовки. На этом этапе следует убедиться, что поверхность, подлежащая травлению, очищена от загрязнений. Если загрязнения остаются, они могут изменить реакцию и вызвать нестабильное травление. На металлических поверхностях вы используете растворители, которые обычно включают деоксигенирующие и щелочные растворы. Типичные загрязнения включают жир, грунтовку, остатки после этапа маркировки и масло.

Обычно в промышленных условиях маскирующие материалы или агенты включают сополимеры изобутилена и изопрена и неопреновые эластомеры, которые по своей природе инертны и не теряют структурной целостности во время химических реакций. На этапе маскировки эти полимеры наносятся на поверхность по заданному рисунку для создания желаемого рисунка. Маскирование может быть выполнено путем нанесения покрытия погружением или нанесения покрытия обливом. При маскировке погружением деталь погружают в маскирующий агент, тогда как при маскировке потоком деталь наносят путем растекания раствора по поверхности.

На этом этапе фактически выполняется травление металла детали. Когда металлические детали погружаются в коррозионно-активные материалы, например, в хлорид железа, происходит химическая реакция. Деталь остается в пазу в течение определенного периода времени, чтобы достичь определенной ширины. Существует ряд факторов, определяющих ширину, о которых говорилось выше.

Этот этап еще называют демаскированием, то есть удалением с поверхности продуктов реакции и маскирующих веществ для выявления желаемых узоров и рисунков. Чтобы удалить травитель с детали, необходимо выполнить определенные процедуры. Обычно холодная вода используется для определенных травителей и специализированных процессов, таких как ванны для раскисления. Ванны для раскисления удаляют оксиды, оставшиеся в результате химических реакций. Опять же, маскирующие агенты можно удалить различными методами, однако маскирующие агенты обычно удаляются вручную с помощью скребка;

Чтобы добиться идеального выреза и рисунка в процессе травления, производители могут использовать любое количество машин.

Например, они используют фрезерные и шлифовальные станки для достижения определенных эффектов травления на металле, особенно на более крупных листах, используемых для архитектурного декора или мебели.

Они также используют токарные станки или станки с ЧПУ с тонкими наконечниками для обработки различных материалов и размеров, включая прямые или изогнутые поверхности.

Для некоторых небольших процессов и более сложных декоративных целей до сих пор используют резное оборудование. Обычно это ограничивается ювелирными изделиями, оружием, безделушками и некоторыми музыкальными инструментами.

Широко доступные гравировальные станки довольно просты в использовании и способны гравировать различные поверхности, такие как металл, стекло или пластик. Гравировальное оборудование состоит из трех частей: стилуса или маркировочного инструмента, контроллера и поверхности. Алмазы часто используются в качестве стилусов, особенно для машин, которым необходимо гравировать на более твердых материалах и металлах.

Обычно используемые методы травления металла включают лазерное травление, электроэрозионную обработку, химическое фрезерование (химическую обработку), кислотное травление (фотохимическое травление), механическое фрезерование, мокрое травление и сухое травление. Наряду с этими методами травления металла производители могут штамповать, лазерную гравировку или гидроабразивную резку металлической детали. Все эти методы быстрее и точнее, чем ручная гравировка.

• Лазерное травление: позволяет создавать очень тонкие, чистые линии на поверхностях без необходимости вторичной обработки.
• Электроэрозионная обработка (EDM): еще один метод травления металла, позволяющий добиться жестких допусков. В ходе процесса металлическая деталь подвергается воздействию потоков коррозионного электромагнитного разряда. Любые образовавшиеся дефекты, заусенцы или следы можно сгладить и отполировать после травления металла.
• Химическое фрезерование/химическая обработка: производители начинают процесс химического фрезерования, также известный как химическая обработка или фотохимическая обработка, с того, что берут кусок металлического листа и покрывают его маскирующим составом. Инертный маскирующий состав защищает или маскирует покрытый материал от травителя. Производители тщательно выбирают то, что покрывают, чтобы добиться желаемой формы и разреза. Как только это будет сделано, они промывают металл травителем по своему выбору. Травитель химически вступает в реакцию с обнаженным материалом и разрезает его путем растворения.
• Кислотное травление: очень похоже на химическое фрезерование. Производители используют этот метод для создания канавок, изображений, линий и поверхностей с отверстиями. При травлении кислотой можно добиться точных линий и определенной глубины. Они начинают процесс с очистки листового металла, который планируют травить, от всех масел и химикатов. Сначала они удаляют органические вещества с помощью чистящих средств, таких как щелочные, а затем удаляют химические остатки с помощью кислотного очистителя. Примечание: ни одно из этих чистящих средств не должно быть слишком сильным, иначе полированная поверхность металла будет поцарапана. Далее на всю поверхность наносят маскирующий состав. В этом случае обычно используют маскировочные материалы, такие как ленты, краски, эластомеры (резина) или пластики. Они вырезают на маске рисунок той же формы, что и металл, который нужно разрезать, затем удаляют маску с участков, которые будут травить. После этого они наносят химическое вещество или «реагент». Наконец, после того, как кислота достигла желаемого травления, производители удаляют реагент и оставшийся маскант с металлической детали, чтобы раскрыть окончательную конструкцию. Продолжительность времени, в течение которого химическое вещество реагирует с металлической деталью, зависит от желаемой глубины канавок и силы кислоты.
• Фотохимическая обработка: Чтобы начать процесс фотохимической обработки, производители печатают изделие желаемой формы на фотопленке. Затем выбирают металлический материал, режут его по размеру, покрывают фоторезистом, помещают между двумя листами пленки и запечатывают их вместе в вакууме. После этого они подвергают пластину воздействию ультрафиолета, который вызывает затвердевание фоторезиста. Когда все готово, производители смывают лишний фоторезист, оставляя только те участки, которые планируют протравить. После этого добавляют травитель, который быстро разъедает оголенный металл. После того, как изделие достаточно протравлено, они нейтрализуют травитель и смывают его, оставляя после себя готовую деталь.
• Механическое фрезерование: распространенный метод травления металла, в котором используется токарный станок или станок с ЧПУ с тонкими наконечниками, которые способны обрабатывать различные материалы и размеры, включая прямые или изогнутые поверхности. Компьютер этих машин контролирует направление, давление и скорость лазера или резака, в результате чего получается точное изображение или дизайн с чистыми, тонкими линиями. Этот метод позволяет достичь точных и стабильных результатов, но первоначальные затраты на инструменты высоки, а обслуживание машин требует квалифицированного персонала.