Fotochemisches Ätzen von Aluminium

Wenn die Materialeigenschaften während der Blechbearbeitung erhalten bleiben sollen

| Redakteur: Dorothee Quitter

Der Erhalt der Materialeigenschaften ist charakteristisch für das chemische Ätzen.
Der Erhalt der Materialeigenschaften ist charakteristisch für das chemische Ätzen. (Bild: jamesbastable.co.uk)

Precision Micro bietet seit einigen Jahren das fotochemische Ätzen von Aluminium an. Das Verfahren erzeugt grat- und spannungsfreie Präzisionsteile, die wiederholgenau herstellbar sind und keine durch Wärme beeinträchtigten Bereiche aufweisen.

Aluminium und Aluminiumlegierungen sind für zahlreiche industrielle Anwendungen, die feste, aber leichte Materialien erfordern, häufig das Metall der Wahl. Aluminium zeichnet sich nicht nur durch ein hervorragendes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht aus, es ist außerdem korrosionsbeständig und somit ideal für den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen geeignet.

Andere attraktive Eigenschaften von Aluminium – einschließlich Verformbarkeit, Dehnbarkeit und hohe Leitfähigkeit – sind allerdings gleichzeitig die Achillesferse dieses Materials, wenn es um die Bearbeitung geht. Aufgrund der Duktilität von Aluminium kann es bei der Bearbeitung zu einer Materialverhärtung und -verfärbung der bearbeiteten Bereiche durch haftungsbedingte Reibung kommen, speziell bei Stanz-Prozessen. Durch die Wärmereflektivität ist auch das Laserschneiden nicht ideal zur Bearbeitung. Auch für die Ätztechnik ist Aluminium ein herausforderndes Material, da während des Bearbeitungsprozesses Wärmeenergie freigesetzt wird, wodurch eine raue, körnige Kante entstehen kann.

Wie erfolgt das fotochemische Ätzen von Aluminium?

Aluminium ist in der Bearbeitung äußerst anspruchsvoll. Das Metall setzt Wärmeenergie frei (exotherme Reaktion), wenn es mit chemischen Ätzstoffen in Kontakt kommt. Deshalb zerstört herkömmliches Ätzen teilweise den auf die Aluminiumoberfläche aufgetragenen Fotolack, der verhindern soll, dass bestimmte Bereiche des Metalls bearbeitet werden. Das beeinträchtigt das Ätzverfahren und es entstehen sub-optimale Produkte. Nimmt man die bekannte Tatsache hinzu, dass Aluminium korrosionsbeständig ist (und dass das Ätzen ein korrosiver Prozess ist), liegen die Schwierigkeiten auf der Hand.

Strenge Prozessüberwachung ist der Schlüssel zum erfolgreichen chemischen Ätzen. Die Expertise von Precision Micro beim Ätzen von Aluminium liegt darin begründet, dass das Unternehmen besonders auf die chemischen Eigenschaften der Ätzstoffe, die Temperaturkontrolle und die Säuberung und Vorbereitung des Metalls achtet. All diese Faktoren sind miteinander verknüpft. Schon einer von ihnen kann sich negativ auf die anderen auswirken, deshalb basiert der Erfolg auf der umfangreichen Erfahrung, die das Unternehmen über viele Jahre und bei zahlreichen Projekten hat sammeln können.

Zur präzisen chemischen Bearbeitung einzelner Bereiche werden Fotolack und Ätzflüssigkeit verwendet. Das Ergebnis sind grat- und spannungsfreie Komponenten, die sich durch saubere Profile auszeichnen und keine durch Wärme beeinträchtigten Bereiche aufweisen. Die Eigenschaften des Materials bleiben dabei erhalten. Außerdem wird bei der Ätztechnik digitales Werkzeug verwendet, das kostengünstig ist und die einfache Nachproduktion von Teilen ermöglicht. Damit ist das chemische Ätzen eine günstige, hochpräzise und schnelle Produktionsalternative zu herkömmlichen Verfahren der Blechbearbeitung wie Stempeln, Pressen, Stanzen und Laser- oder Wasserstrahlschneiden. Daher eignet sich Ätzen ideal für Anwendungen unter extremen Umgebungsbedingungen, wie in der Luft- und Raumfahrt, wo die Materialeigenschaften von Aluminium von großem Vorteil sind.

Luftansauggitter, Heizplatten und Armaturenbretter

Precision Micro hat chemisches Ätzen von Aluminium bereits bei vielen erfolgreichen Projekten angewandt. Als AS 9100 und IATF 16949 zertifizierter chemischer Ätzspezialist konzentriert sich das Unternehmen auf das Ätzen von Aluminiumbauteilen für die Automobilindustrie und den Bereich Luft- und Raumfahrt, wo das Material wegen seines geringeren Gewichts höhere Kraftstoffeffizienz und niedrigere CO2-Emissionen ermöglicht.

Ein marktführender Hersteller von Hubschraubern arbeitet seit mehr als 20 Jahren mit Precision Micro zusammen und wird von dem Ätzexperten mit Luftansauggittern aus Aluminium beliefert. Im Gegensatz zu herkömmlicher Metallbearbeitung, die Spannungen in das Gitter einführt, sorgt das chemische Ätzen dafür, dass die Materialeigenschaften während der Herstellung erhalten bleiben.

Ein wichtiger OEM im Bereich Luft- und Raumfahrt profitiert bei der Herstellung von Kabinenluftentfeuchtern für Verkehrsflugzeuge ebenfalls vom chemischen Ätzen. Die beim Zusammenbau verwendeten Heizplatten erfordern die anschließende Stapelung mehrerer komplexer Designs, was sich mit Ätzen kosteneffizient lösen lässt. Der Prozess wurde dem Stempeln vorgezogen, denn dafür wären viele teure Werkzeuge aus Stahl nötig und der erforderliche Querschnitt der Profile, der für die Wärmeeigenschaften der Profile essenziell ist, wäre damit nicht zu erreichen gewesen.

Zahlreiche Automobil-OEMs verwenden chemisches Ätzen für die Bearbeitung von Aluminiumteilen in der Fahrzeuginnenausstattung wie Skalen von Messgeräten, Armaturenbretter und Instrumentenabdeckungen, die mit hochauflösenden Logos, Oberflächentexturen und Profilen hergestellt werden. (qui)

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