Što je kemijsko jetkanje?
(1) Principi i karakteristike kemijskog jetkanja
Kemijsko jetkanje je procesna metoda koja izlaže dijelove koje je potrebno obraditi kemijskom mediju, gdje dolazi do kemijske reakcije, uzrokujući koroziju i otapanje materijala dijela, čime se dobiva traženi oblik i veličina. Tijekom kemijskog jetkanja, dijelove površine izratka koji se ne obrađuju prvo treba prekriti premazom -otpornim na koroziju. Zatim se radni komad uroni u otopinu za jetkanje ili se otopina za jetkanje nanosi na površinu obratka, uklanjajući dodatke s izloženih područja kako bi se postigao cilj obrade.
Kemijsko jetkanje može obraditi i metalne i nemetalne (kao što su staklo, škriljevac itd.), na njega ne utječe tvrdoća materijala koji se obrađuje i ne uzrokuje fizičke promjene. Nakon obrade površina je bez neravnina, ne deformira se i ne pokazuje otvrdnuće. Bilo koja površina kroz koju otopina za jetkanje može prodrijeti može se obraditi, što je čini prikladnom za površine koje je teško mehanički obraditi. Tijekom obrade nisu potrebne stezaljke. Budući da otopina za jetkanje i para zagađuju okoliš i štetni su za opremu i ljudsko zdravlje, tijekom obrade moraju se poduzeti odgovarajuće zaštitne mjere.
Kemijsko jetkanje se uglavnom koristi u proizvodnji kalupa za obradu uzoraka, dizajna i teksta na površini plastičnih šupljina kalupa, a foto{0}}jetkanje se najčešće koristi.
Foto{0}}jetkanje uključuje fotografiranje tražene slike na fotografskom negativu, a zatim se fotokemijskom reakcijom slika na negativu duplicira na radnu površinu šupljine kalupa obloženu fotoosjetljivom emulzijom (emulzijom). Izloženi sloj filma postaje netopljiv u vodi i njegova otpornost na koroziju je povećana. Neeksponirani sloj filma je-topiv u vodi; nakon ispiranja vodom radi uklanjanja neeksponiranog sloja filma, dio metala je izložen. Uranjanjem u otopinu za jetkanje dobivaju se potrebni obrasci i dizajni.
(2) Proces kemijskog jetkanja
Proces foto{0}}jetkanja je sljedeći:
Original Drawing -> Photography -> Reverse Mounting of Negative -> Hardening of Film -> De-coating -> Etching ->Podrezivanje.
① Izvorni crtež i fotografijaPotrebna grafika i tekst iscrtavaju se na papiru prema određenom omjeru koji čini izvorni crtež. Zatim se pomoću specijalizirane fotografske opreme originalni crtež fotografira kako bi se smanjio na potrebnu veličinu na fotografskom negativu. Primjer filma napravljenog za graviranje teksta na šupljini kutije za sapun prikazan je na slici 6-3.
② Fotoosjetljiva emulzijaPostoje mnoge formule za fotoosjetljive emulzije, a najčešće se koristi fotoosjetljiva emulzija polivinil alkohola (PVA). Princip rada fotoosjetljive emulzije je sljedeći:
Polivinil alkohol i amonijev dikromat ne stupaju u međusobnu kemijsku reakciju. Polivinil alkohol karakterizira lako topljivost u vodi, bezbojan, proziran i ima adhezivna svojstva. Nakon što voda ispari, stvara tanki film, ali se može ukloniti ispiranjem ili brisanjem vodom. Amonijev dikromat je fotoosjetljiv materijal koji se nakon izlaganja svjetlosti, senzibilizacije i razvoja teško otapa u vodi. Kombinira se sa smjesom polivinilnog alkohola i formira tanki film koji je relativno čvrsto pričvršćen na površinu kalupa. Neizloženi dijelovi, koji su još uvijek pretežno polivinil alkohol, mogu se ukloniti ispiranjem vodom i brisanjem upijajućom vatom. Fotoosjetljivi emulzijski film zalijepljen na površinu kalupa, nakon stvrdnjavanja, posjeduje određenu razinu otpornosti na koroziju, štiteći metal od korozije.
③ Čišćenje ugravirane površinePovršina kalupa mora se očistiti prije nanošenja emulzije. Za male kalupe ulje se može ukloniti zagrijavanjem u 10% otopini NaOH, nakon čega slijedi ispiranje čistom vodom.
Kod većih kalupa najprije se prokuhaju u 10%-tnoj otopini NaOH i isperu, a zatim ponovno isperu kipućom vodom. Nakon čišćenja, kalup treba ispeći u električnoj peći na oko 50 stupnjeva prije nanošenja emulzije; inače bi se fotoosjetljiva emulzija mogla lako oljuštiti. Očišćena šupljina kalupa prikazana je na slici 6-4.
④ Nanošenje emulzijeEmulzija se može nanositi raspršivanjem pod crvenim svjetlom u tamnoj komori. Područja plijesni koja zahtijevaju fotoosjetljivo snimanje treba više puta prskati, s intervalom između slojeva ovisno o sobnoj temperaturi-kraćim za više temperature i dužim za niže temperature. Mora se paziti da se osigura ravnomjeran premaz. Šupljina kalupa nakon nanošenja emulzije prikazana je na slici 6-5.
⑤ Pričvršćivanje fotografskog negativaPripremljeni fotografski negativ ravno položiti na površinu za graviranje, poravnati površinu, komadom stakla pritisnuti negativ okomito na podlogu i pričvrstiti ga prozirnom ljepljivom trakom. Za zaobljena ili zakrivljena područja, bijeli vazelin se može koristiti za lijepljenje negativa. Dizajn šupljine kalupa trebao bi uzeti u obzir pogodnost prethodnog pričvršćivanja filma; ako je potrebno, šupljina se može oblikovati kao umetnuta struktura. Šupljina kalupa nakon pričvršćivanja filma prikazana je na slici 6-6.
⑥ EkspozicijaPodručje obratka koje je premazano i na koje je pričvršćen negativ izlaže se izvoru ultraljubičastog svjetla (kao što je živina lampa) kako bi se fotoosjetljivi emulzijski film na površini obratka senzibilizirao prema slici. Tijekom ovog procesa, položaj izvora svjetla treba prilagoditi kako bi se osigurala ravnomjerna ekspozicija fotoosjetljivog područja. Trajanje izloženosti određuje se na temelju praktičnog iskustva.
⑦ Razvijanje i ispiranjeIzloženi obradak se uroni u vruću vodu na 40 do 50 stupnjeva oko 30 sekundi, dopuštajući da se neizloženi dio emulzijskog filma otopi u vodi. Nakon uklanjanja, alkalna ljubičasta boja ispusti se na površinu i ravnomjerno rasporedi za razvijanje. Nakon što se pojavi jasan uzorak, ispere se čistom vodom, a neizloženi dijelovi se obrišu upijajućom vatom. Na kraju se suši vrućim zrakom, kao što je prikazano na slici 6-7.
⑧ Stvrdnjavanje i popravak filmaRazvijena šupljina kalupa stavlja se u električnu pećnicu za sušenje na konstantnoj temperaturi na 150 do 200 stupnjeva i peče 5 do 20 minuta za poboljšanje čvrstoće prianjanja i otpornosti filma na koroziju. Ako na površini kaviteta ostane emulzijski film koji nije potpuno uklonjen, može se podrezati vrhom noža. Područja filma koja nedostaju treba popraviti pomoću tiskarske tinte.
⑨ Zaštita ne-ugraviranih područjaPodručja koja ne zahtijevaju jetkanje trebaju biti zaštićena filmom, kao što je prikazano na slici 6-8.
⑩ GraviranjeZa različite materijale treba odabrati različita rješenja za jetkanje. Za šupljine čeličnih kalupa obično se koristi vodena otopina željeznog klorida i može se nanositi uranjanjem ili prskanjem. Ako se odgovarajuća količina praška bakrenog sulfata doda u vodenu otopinu željezovog klorida da se dobije pasta, a zatim nanese na površinu šupljine (debljina premaza od 0,2 do 0,4 mm), bočno prodiranje se može smanjiti. Kako bi se spriječilo podrezivanje (bočno jetkanje), zaštitno sredstvo se također može dodati u sredstvo za jetkanje ili se prah smole može četkati i ugraditi u bočne stijenke izloženog uzorka. Temperatura jetkanja je 50 do 60 stupnjeva. Ovisno o gustoći i dubini uzoraka i dizajna, jetkanje se općenito treba izvesti 1 do 3 puta, s tipičnom dubinom jetkanja od 0,3 mm.
⑪ Skidanje-premaza i završna obradaUrezana šupljina kalupa se čisti otapalom za lak i industrijskim alkoholom. Plastelin se može koristiti za uzimanje otiska teksta kako bi se provjerio učinak jetkanja, kao što je prikazano na slici 6-9. Sva oštećena područja lokalno se retuširaju i potom podvrgavaju sekundarnom jetkanju ili mehaničkom popravku. Nakon završenog jetkanja, fotoosjetljivu emulziju koja se zalijepila na površinu treba isprati otopinom NaOH kako bi se sagorio zaštitni sloj, a zatim nekoliko puta isprati vodom. Zatim se suši ventilatorom i premaže uljnim filmom čime je cijeli proces završen. Tekst na gotovom dijelu šupljine kalupa prikazan je na slici 6-10. Videozapis obrade proizvodnog mjesta može se pronaći u mapi "Case Videos" u datoteci "Drying Text.mp4" u biblioteci resursa kineskog sveučilišta MOOC "Mold Manufacturing Technology" (Broj tečaja: 0802SUST006).
