Co je chemické leptání?
(1) Principy a vlastnosti chemického leptání
Chemické leptání je procesní metoda, která vystavuje součásti vyžadující zpracování chemickému médiu, kde dochází k chemické reakci, která způsobí korozi a rozpuštění materiálu součásti, čímž se získá požadovaný tvar a velikost. Během chemického leptání by měly být části povrchu obrobku, které se nemají zpracovávat, nejprve pokryty povlakem odolným proti korozi-. Potom se obrobek ponoří do leptacího roztoku nebo se leptací roztok nanese na povrch obrobku, přičemž se odstraní přídavek z exponovaných oblastí, aby se dosáhlo cíle zpracování.
Chemické leptání může zpracovávat kovové i nekovové -kovové materiály (jako je sklo, břidlice atd.), není ovlivněno tvrdostí zpracovávaného materiálu a nezpůsobuje fyzické změny. Po zpracování je povrch bez otřepů, nedeformuje se a nevykazuje mechanické zpevnění. Jakýkoli povrch, kterým může leptací roztok proniknout, lze zpracovat, takže je vhodný pro povrchy, které je obtížné mechanicky opracovat. Při zpracování nejsou potřeba žádné svorky. Vzhledem k tomu, že leptací roztok a páry znečišťují životní prostředí a jsou škodlivé pro zařízení a lidské zdraví, musí být během zpracování přijata vhodná ochranná opatření.
Chemické leptání se používá hlavně při výrobě forem ke zpracování vzorů, vzorů a textu na povrchu dutin plastových forem, přičemž nejrozšířenější je fotoleptání.
Fotolept -zahrnuje vyfotografování požadovaného obrazu na fotografický negativ a poté se obraz na negativu prostřednictvím fotochemické reakce duplikuje na pracovní povrch dutiny formy potažený fotocitlivou emulzí (emulzí). Exponovaná vrstva filmu se stává nerozpustnou ve vodě a zvyšuje se její odolnost proti korozi. Neexponovaná vrstva filmu je-rozpustná ve vodě; po promytí vodou k odstranění neexponované filmové vrstvy se část kovu obnaží. Ponořením do leptacího roztoku se získají požadované vzory a vzory.
(2) Proces chemického leptání
Proces leptání-fotky je následující:
Original Drawing -> Photography -> Reverse Mounting of Negative -> Hardening of Film -> De-coating -> Etching ->Ořezávání.
① Originální kresba a fotografiePožadovaná grafika a text se kreslí na papír podle určitého poměru, který tvoří původní kresbu. Poté se pomocí specializovaného fotografického vybavení vyfotografuje původní kresba, aby se zmenšila na potřebnou velikost na fotografický negativ. Příklad fólie vyrobené pro leptání textu na dutinu mýdlové krabičky je znázorněn na obrázku 6-3.
② Fotosenzitivní emulzeExistuje mnoho receptur pro fotosenzitivní emulze, přičemž nejčastěji se používá polyvinylalkoholová (PVA) fotosenzitivní emulze. Princip fungování fotosenzitivní emulze je následující:
Polyvinylalkohol a dichroman amonný mezi sebou chemicky nereagují. Polyvinylalkohol se vyznačuje tím, že je snadno rozpustný ve vodě, je bezbarvý, průhledný a má adhezivní vlastnosti. Po odpaření vody vytvoří tenký film, který však lze odstranit opláchnutím nebo setřením vodou. Dichroman amonný je fotosenzitivní materiál, který se po vystavení světlu, senzibilizaci a vyvolání obtížně rozpouští ve vodě. Spojuje se se směsí polyvinylalkoholu a vytváří tenký film, který je relativně pevně přilnutý k povrchu formy. Neexponované části, které jsou stále převážně z polyvinylalkoholu, lze odstranit opláchnutím vodou a otřením savou vatou. Fotosenzitivní emulzní film přilnutý k povrchu formy má po vytvrzení určitou úroveň odolnosti proti korozi a chrání kov před korozí.
③ Čištění leptaného povrchuPřed aplikací emulze je nutné povrch formy očistit. U malých forem lze olej odstranit zahřátím v 10% roztoku NaOH s následným opláchnutím čistou vodou.
U větších forem se nejprve vyvaří v 10% roztoku NaOH a opláchnou a poté znovu propláchnou vroucí vodou. Po vyčištění by měla být forma před aplikací emulze vypálena v elektrické peci asi na 50 stupňů; jinak se fotosenzitivní emulze může snadno odloupnout. Vyčištěná dutina formy je znázorněna na obrázku 6-4.
④ Aplikace emulzeEmulzi lze aplikovat nástřikem pod červeným světlem v temné komoře. Oblasti plísně vyžadující fotosenzitivní zobrazení by měly být stříkány opakovaně, přičemž intervaly mezi nátěry v závislosti na teplotě v místnosti-krátší pro vyšší teploty a delší pro nižší teploty. Je třeba dbát na rovnoměrný nátěr. Dutina formy po aplikaci emulze je znázorněna na obrázku 6-5.
⑤ Připojení fotografického negativuPřipravený fotografický negativ položte naplocho na leptanou plochu, zarovnejte povrch, negativ přitlačte kouskem skla tak, aby byl kolmý k povrchu, a negativ zajistěte průhlednou lepicí páskou. Pro zaoblené nebo zakřivené plochy lze k přilepení negativu použít bílou vazelínu. Konstrukce dutiny formy by měla předem zvážit pohodlí připevnění fólie; v případě potřeby může být dutina navržena jako vložka. Dutina formy po připevnění fólie je znázorněna na obrázku 6-6.
⑥ ExpoziceOblast obrobku, která byla potažena a měl připojený negativ, je vystavena zdroji ultrafialového světla (jako je rtuťová lampa), aby se podle obrázku zcitlivil fotosenzitivní emulzní film na povrchu obrobku. Během tohoto procesu by měla být poloha světelného zdroje upravena tak, aby byla zajištěna rovnoměrná expozice fotocitlivé oblasti. Délka expozice je stanovena na základě praktických zkušeností.
⑦ Vývoj a oplachováníExponovaný obrobek se ponoří do horké vody o teplotě 40 až 50 stupňů po dobu asi 30 sekund, což umožní neexponované části filmu emulze rozpustit se ve vodě. Po odstranění se na povrch nakape alkalické fialové barvivo a rovnoměrně se rozprostře pro vyvolání. Jakmile se objeví jasný vzor, opláchne se čistou vodou a neexponované části se setřou savou bavlnou. Nakonec se suší horkým vzduchem, jak je znázorněno na obrázku 6-7.
⑧ Vytvrzení a opravy filmuVyvinutá dutina formy se vloží do elektrické sušicí pece s konstantní teplotou při 150 až 200 stupních a peče se 5 až 20 minut pro zlepšení přilnavosti a odolnosti filmu proti korozi. Pokud na povrchu kavity zůstal nějaký emulzní film, který nebyl zcela odstraněn, lze jej oříznout špičkou nože. Chybějící oblasti filmu by měly být opraveny pomocí tiskové barvy.
⑨ Ochrana -neleptaných oblastíOblasti, které nevyžadují leptání, by měly být chráněny fólií, jak je znázorněno na obrázku 6-8.
⑩ LeptáníPro různé materiály by měla být vybrána různá řešení leptání. Pro dutiny ocelových forem se běžně používá vodný roztok chloridu železitého a může být aplikován ponořením nebo stříkáním. Pokud se do vodného roztoku chloridu železitého přidá vhodné množství prášku síranu měďnatého, aby se vytvořila pasta, a poté se nanese na povrch dutiny (tloušťka povlaku 0,2 až 0,4 mm), může být snížena boční penetrace. Aby se zabránilo podříznutí (bočnímu leptání), může být do leptacího prostředku přidán ochranný prostředek nebo může být kalafunový prášek kartáčován a zapuštěn do bočních stěn exponovaného vzoru. Teplota leptání je 50 až 60 stupňů. V závislosti na hustotě a hloubce vzorů a vzorů je obecně potřeba leptání provést 1 až 3krát, s typickou hloubkou leptání 0,3 mm.
⑪ Odstraňování{0}}nátěru a dokončovací práceVyleptaná dutina formy se vytře dočista rozpouštědlem na lak a průmyslovým alkoholem. Plastelínu lze použít k sejmutí otisku textu ke kontrole efektu leptání, jak je znázorněno na obrázku 6-9. Případná vadná místa jsou lokálně retušována a následně podrobena sekundárnímu leptání nebo mechanické opravě. Po dokončení leptání je třeba fotocitlivou emulzi přilnutou k povrchu omýt roztokem NaOH, aby se spálila ochranná vrstva, a poté několikrát opláchnout vodou. Následně se suší ventilátorem a potahuje olejovým filmem, čímž je celý proces dokončen. Text na úseku dutiny hotové formy je znázorněn na obrázku 6-10. Video o zpracování produkčního místa lze nalézt ve složce „Case Videos“ pod souborem „Drying Text.mp4“ v knihovně zdrojů MOOC „Mold Manufacturing Technology“ čínské univerzity (Číslo kurzu: 0802SUST006).
