El grabado fotoquímico es el proceso preferido para piezas metálicas complejas

El fotograbado químico (PCE) se respeta hoy en día como un proceso de fabricación preciso que se utiliza para fabricar componentes metálicos complejos. Implica el uso de técnicas químicas y fotográficas para eliminar selectivamente material de una lámina de metal, dando como resultado el diseño deseado.

El proceso comienza con la limpieza de la lámina de metal para eliminar aceites y contaminantes. Se aplica una herramienta fotográfica, generalmente un vidrio, una película o una imagen digital de alta resolución, a la lámina de metal laminada. Se utiliza luz ultravioleta para exponer el diseño en la película, que lo transfiere a la superficie metálica.

Después de la exposición, se aplica una solución de revelado para eliminar selectivamente el exceso de resistencia de las áreas desprotegidas, dejando atrás el diseño de pieza deseado. Luego, la lámina de metal se somete a un proceso de grabado, donde se aplica una solución química para disolver las áreas desprotegidas del metal. Esto da como resultado la eliminación precisa del material según el diseño, dejando atrás el componente deseado.

Una vez que se completa el proceso de grabado, la pieza terminada se sumerge en una solución decapante para eliminar cualquier resto de resistencia y contaminantes. Luego, las piezas grabadas están listas para su procesamiento posterior, como el doblado, el ensamblaje o las inspecciones finales de control de calidad.

Ventajas del proceso

PCE es un proceso de fabricación sofisticado que ofrece ventajas significativas sobre los métodos tradicionales de fabricación de metales. Permite la producción de diseños complejos con una precisión excepcional y tolerancias estrictas, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones.

Una de las ventajas clave del PCE es su capacidad para preservar las propiedades físicas del metal que se está grabando. A diferencia de los métodos tradicionales de fabricación mecánica, como el estampado o el mecanizado, el PCE no somete el metal a fuerzas mecánicas o calor excesivos. Esto significa que las propiedades inherentes del metal, como la dureza, la ductilidad y la estructura del grano, no se ven afectadas en gran medida. En consecuencia, los componentes grabados finales conservan sus características mecánicas originales, asegurando un rendimiento y funcionalidad óptimos.

El proceso también es muy rentable, especialmente en lo que respecta a los costes de herramientas. PCE utiliza herramientas digitales para transferir la imagen a la superficie metálica. El coste de producir una herramienta diseñada para PCE es relativamente bajo, normalmente alrededor de 2.000 euros. En comparación, los métodos tradicionales de fabricación de metales a menudo implican procesos de fabricación de herramientas costosos y que requieren mucho tiempo, que pueden costar varios miles de dólares y requerir plazos de entrega importantes. Esta ventaja de costes hace que el PCE sea especialmente atractivo para tiradas de producción de pequeña y mediana escala, así como para la creación rápida de prototipos.

Además, PCE permite cambios de diseño rápidos y sencillos durante la etapa de creación de prototipos. Dado que el proceso de creación de herramientas es relativamente sencillo y asequible, se pueden implementar modificaciones en el diseño con una mínima inversión de tiempo y costo. Los diseñadores e ingenieros tienen la flexibilidad de realizar ajustes a las dimensiones o características de la pieza, asegurando que el producto final cumpla con las especificaciones deseadas.

Otra ventaja notable del PCE es su capacidad para producir piezas sin rebabas y con bordes lisos. El proceso elimina el material mediante disolución química, lo que da como resultado bordes limpios y precisos sin la formación de rebabas o áreas rugosas. Este nivel de precisión es especialmente crucial para aplicaciones que requieren detalles complejos, como pantallas finas, componentes de circuitos o dispositivos médicos, donde cualquier imperfección o rebaba podría comprometer el rendimiento o la seguridad.

Además, PCE es compatible con una amplia gama de metales y aleaciones. Las aleaciones de acero inoxidable, aleaciones de acero, latón, cobre, cobre berilio, aluminio, Inconel, alpaca, bronce fósforo y varias aleaciones exóticas se pueden grabar con éxito mediante este proceso. Esta versatilidad permite la producción de componentes para diversas industrias, desde la electrónica y la aeroespacial hasta equipos médicos y telecomunicaciones.

PCE de próxima generación

Micrometal Etching Group ha evolucionado la ya precisa tecnología PCE y ha optimizado el proceso para que hoy ofrezca niveles de precisión y tolerancia imposibles de alcanzar utilizando el PCE tradicional o cualquier otra tecnología más tradicional.

Hay muchas etapas en el proceso PCE, y micrometal se ha centrado en un par de ellas en particular para perfeccionar la tecnología y satisfacer los requisitos cada vez más exigentes de los clientes de toda la industria. El proceso PCE de micrometal es muy diferente de los procesos PCE convencionales. Excepcionalmente, la empresa utiliza un sistema de resistencia líquida especial para obtener capas fotorresistentes ultrafinas (2-8 micrones), lo que permite un mayor grado de precisión en el proceso de grabado químico. Permite lograr tamaños de características extremadamente pequeños de 25 micrones, un diámetro de orificio mínimo del 80 % del espesor del material y tolerancias de micrones de un solo dígito de forma repetible. Además, junto con el sistema de exposición optimizado de la empresa, puede evitar los problemas de paralaje típicamente asociados con el PCE.

El PCE tradicional utiliza una película seca relativamente gruesa que compromete la máxima precisión de las piezas y las tolerancias disponibles, y solo es capaz de lograr tamaños de características de 100 micras y un diámetro de orificio mínimo de 100-200% del espesor del material. El proceso PCE de micrometal Etching Group permite que tomen forma contornos ultraprecisos y, como tal, la empresa puede producir piezas metálicas con características únicas y un nivel de complejidad incomparable. Por esta razón, micrometal considera que su proceso PCE es una tecnología habilitadora, que produce piezas y componentes metálicos hasta ahora imposibles y, por lo tanto, impulsa la innovación industrial para los clientes.

Además de nuestro uso de resistencia húmeda en lugar de resistencia seca, mientras que la mayoría de los proveedores de servicios de PCE utilizan herramientas fotográficas digitales creadas en películas, el micrometal utiliza herramientas fotográficas creadas sobre vidrio, que satisfacen las numerosas aplicaciones que requieren una precisión extrema. Las herramientas fotográficas de vidrio pueden alcanzar tolerancias en el rango de 1 a 2 micrones y eliminan los problemas de distorsión debido a factores ambientales como la humedad, que son un problema constante cuando se utilizan herramientas de película. A modo de ejemplo, en un área de grabado de 700 mm, el micrometal puede alcanzar consistentemente tolerancias de 5 a 10 micrones, mientras que las empresas de PCE que utilizan herramientas basadas en películas solo pueden reclamar tolerancias de 50 a 60 micrones.

El PCE de micrometal tiene muchos atributos que realmente pueden estimular la innovación y ampliar los límites de lo que se percibe como posible con la inclusión de características desafiantes, mejoras, complejidad y eficiencia del producto, y es importante que los ingenieros de diseño aprovechen al máximo su potencial. El éxito óptimo implica la colaboración desde las primeras etapas con un especialista en PCE. Es necesario forjar una asociación, no una relación cliente/subcontratista, si se quiere aprovechar el verdadero potencial del PCE de micrometal, por lo que la empresa invita a los clientes a presentar solicitudes para revisión para discutir cómo el PCE puede ayudar en los programas de desarrollo de productos.

Resumen

El PCE tradicional es una técnica de fabricación versátil y eficiente que se utiliza en industrias que exigen componentes metálicos complejos y de alta calidad. Sus aplicaciones abarcan electrónica, aeroespacial, equipos médicos, telecomunicaciones, automoción y más. La capacidad del proceso para lograr diseños precisos, tolerancias estrictas y su compatibilidad con diversos metales lo convierten en una solución esencial para las industrias que buscan procesos de fabricación confiables y rentables. La tecnología PCE de próxima generación de micrometal traspasa los límites de esta tecnología que ya es precisa y ágil, y está permitiendo la innovación en una amplia gama de fabricación de componentes metálicos de precisión.

Escrito por Jochen Kern, director de ventas y marketing de micrometal GmbH