Bessere Produktion von Filtern und Sieben mit photochemischem Ätzen

Filter und Siebe sind auf den ersten Blick einfache Komponenten, die aber in vielen industriellen Anwendungen eine wichtige Rolle spielen. Um bei Filtersystemen eine höhere Leistung und Zuverlässigkeit zu erreichen, ist es wichtig, alternative Herstellungsverfahren zu untersuchen, die die Konstruktion verbessern und gleichzeitig Kosten und Vorlaufzeiten verringern können. Ein solches Verfahren ist das chemische Ätzen, das bei der Herstellung kundenspezifischer Filter und Siebe aus den verschiedensten Metallen eine Reihe von Vorteilen bietet.

Was sind Filter und Siebe und was tun sie?

Filter und Siebe trennen Feststoffe von Flüssigkeiten oder Partikel verschiedener Größen. Sie werden in vielen verschiedenen Industrien eingesetzt, z.B.:

• Automobilindustrie: Filter entfernen Verunreinigungen aus Motoren, Hydrauliksystemen und Maschinen und verlängern so ihre Lebensdauer
• Pharmazeutik und Biotechnologie: Filter beseitigen Mikroorganismen und Partikel aus Luft, Flüssigkeiten und Gasen und sorgen so für sterile Verhältnisse
• Verarbeitung von Chemikalien: Siebe sind wichtig zur Sortierung verschiedener Partikelgrößen, zur Trennung und zur Qualitätskontrolle bei der Produktion von Chemikalien und Pharmazeutika

Stanzen von Filtern und Sieben

Stanzen ist ein weit verbreiteter Prozess zur Herstellung kundenspezifischer Filter und Siebe aus Metallblechen. Hierbei wird Metallblech mit einer Stanze geschnitten und in die gewünschte Form gebracht.

Dieses Verfahren hat bei der Herstellung von Filtern aus Metall mehrere Vorteile, z.B. seine Fähigkeit, große Mengen effizient zu produzieren, konsistent genaue Porengrößen zu erreichen und eine höhere Festigkeit und Haltbarkeit im Vergleich zu gewebten Ausführungen.

Wie alle Prozesse unterliegt aber auch das Stanzen gewissen Einschränkungen. Es ist nicht besonders flexibel und komplexe oder spezielle Formen lassen sich nur schwer herstellen. Die Optionen zur kundenspezifischen Anpassung sind beschränkt und die anfänglichen Werkzeugkosten können hoch sein, was besonders bei kleinen oder mittleren Produktionsserien oder Sonderanfertigungen ein Nachteil ist. Empfindliche und spröde Werkstoffe sind zum Stanzen häufig ungeeignet und das Verfahren hinterlässt Grate und Verformungen, die die Qualität und Funktionalität der Teile beeinträchtigen.

Die Vorteile des chemischen Ätzens von Filtern und Sieben

Das chemische Ätzen, auch als chemisches Fräsen oder photochemische Bearbeitung bekannt, ist ein subtraktiver Prozess, der mit chemischen Reaktionen selektiv Material aus dem Metallblech entfernt. Im Gegensatz zum herkömmlichen Stanzen oder gewebten Sieben erfordert das chemische Ätzen keine kostspieligen Werkzeuge oder Formen und reduziert so die Einrichtungskosten ganz erheblich.

Einteilige Filter

Einer der wichtigsten Vorteile des chemischen Ätzens ist seine Fähigkeit, komplexe einteilige Werkstücke mit feinsten Strukturen herzustellen. Indem alle Lochmuster, unabhängig von ihrer Größe oder Anzahl, gleichzeitig hergestellt werden, liefert dieses Verfahren komplexe Muster, Siebstrukturen und Filterkonfigurationen, die sich mit herkömmlichen Verfahren nur schwierig oder nur zu hohen Kosten produzieren lassen.

Bessere Filterung

Chemisch geätzte Metallsiebe haben konsistente Porengrößen, oft mit einer Genauigkeit von +/- 0,020 mm. Dieser Genauigkeitsgrad sorgt für einen gleichmäßigen und präzisen Trennungsvorgang und die damit ausgestatteten Maschinen arbeiten effizienter und zuverlässiger. Außerdem sind geätzte Filter haltbarer als die gewebten Ausführungen, da sie ihre Form und Struktur auch unter erschwerten Bedingungen beibehalten. Diese höhere Haltbarkeit führt zu einer längeren Lebensdauer, es ist kein häufiger Austausch erforderlich, und das spart Zeit und Geld.

Flexible Materialauswahl

Chemisches Ätzen kann bei den unterschiedlichsten Materialdicken von 0,01 mm bis 2,5 mm eingesetzt werden. Im Gegensatz zum Stanzen erzeugt dieses Verfahren keine Grate oder punktuelle Belastungen und wird durch die Härte des Materials nicht beeinträchtigt. So löst es große Herausforderungen bei der Herstellung von Filtern und Sieben.

Typische Werkstoffe beim chemischen Ätzen sind Edelstahl für Filterplatten und dünne Metallfilter, z.B. für Kraftstofffilter, Nickel für Filterscheiben und spezielle Metallsiebe, Kupfer für präzise Metallfilter und kundenspezifische Siebe sowie Aluminium für leichte Lufteinlassfilter in der Luft- und Raumfahrt.

Zusammenfassung

Chemisches Ätzen ist ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren, das sich durch eine hervorragende Qualität der Filterung und hohe Flexibilität bei der Werkstoffauswahl auszeichnet. Im Gegensatz zum herkömmlichen Stanzen liefert es auch komplexe Formen ohne unerwünschte Nebeneffekte sowie den Kosten- und Zeitaufwand für die Anfertigung der Werkzeuge.