20th July 2017
Die Vorteile des Fotoätzens als effizientes und hoch präzises Metallbearbeitungsverfahren sind mittlerweile hinlänglich bekannt. Die Ätztechnik ist ein vielseitiges, ausgefeiltes Verfahren zur Metallbearbeitung, mit dem komplexe und detailreiche Teile ohne Grate, belastungsbedingte Veränderungen und durch Wärme beeinträchtigte Bereiche gefertigt werden können. Die Eigenschaften des Materials bleiben beim fotochemischen Ätzen erhalten. Fotochemisches Ätzen kommt in verschiedenen Hightech-Märkten zum Einsatz, in denen kosteneffiziente, präzise und reproduzierbare Fertigungsprozesse von entscheidender Bedeutung sind.
Ätztechnik bietet jedoch viel mehr, als man auf den ersten Blick vermuten würde. Ein häufig unterschätzter Aspekt ist, dass die Art des Prozesses so angepasst werden kann, dass viele verschiedene, vorhersehbare Profileigenschaften realisiert werden können, die die Leistung und Funktionalität von Produkten verbessern können. Beispiele dafür sind scharfe Schnittkanten für Medizinprodukte oder Fluidikkanäle zur Bauteilkühlung.
Precision Micro hat mit zahlreichen OEM zusammengearbeitet, um mit geätzten Profilmerkmalen das Design von Produkten zu optimieren. Fotoätzen wird in großem Umfang bei der Produktion von Gewebe und Filtern eingesetzt. Ein prominentes Beispiel: Das umfangreiche Know-how von Precision Micro auf diesem Gebiet kam im Auftrag des führenden europäischen Brausenherstellers zum Einsatz. Die Kantenprofile der gefertigten Löcher waren von entscheidender Bedeutung für die Funktionalität des Duschkopfs.
Für die Anwendung dieses Herstellers wurde eine Ätzung mit „rauerer“ Oberfläche anstelle einer komplett glatten Ätzoberfläche benötigt, um das hochwertige Sprühverhalten zu erzeugen, für das diese Marke international bekannt ist.
Bei dem konkreten Duschkopf konnte einfach zwischen vier Sprühmustern geschaltet werden. Der kleine Sprühteller wurde mit 900 x 0,148 mm großen Präzisionsöffnungen mit einer Toleranz von +/- 0,02 mm ausgeführt. Das Wasser musste ungestört durch diese Öffnungen fließen und es war schnell klar, dass die Geometrie und Form jeder Öffnung entscheidend für das erzielte Sprühmuster waren.
Bei alternativen Fertigungstechniken – und sogar herkömmlichem fotochemischen Ätzen – erwies es sich als problematisch, eine ausreichend hohe Sprühqualität zu erzielen. Vor diesem Hintergrund entwickelte Precision Micro einen Prozess, um konsistente Ätzprofile in den Öffnungen zu produzieren, mit denen unglaublich feine und gleichmäßige Sprühmuster mit kaum oder gar keiner direktionalen Verzerrung erzeugt werden konnten.
Und es gibt weitere gute Beispiele, wie geätzte Profile zum Zuge kommen, um die Funktionalität von Produkten zu optimieren. Precision Micro arbeitete beispielsweise mit einem Medizinunternehmen zusammen, das für den Einsatz in der Augenchirurgie ein Instrument aus einem sehr harten Material benötigte. Mit herkömmlichen Methoden konnte kein ausreichend präzises Profil erzeugt werden.
Bei dem ausgewählten Material handelte es sich um medizinischen Edelstahl. Precision Micro wandte fotochemische Ätzmethoden an, nicht nur um das exakte Profil des Messers zu erzeugen, sondern auch, um in einem einzigen Ätzverfahren eine ultrafeine, scharfe Kante zu produzieren. Mithilfe dieses Produktionsverfahrens konnten aus einem einzigen Blech zahlreiche Messer gefertigt werden; das individuelle Schärfen entfiel und dasselbe Fotowerkzeug konnte verwendet werden, um die Muster zu erstellen und die Anforderungen an die benötigte Stückzahl zu erfüllen.
Diese Liste lässt sich weiter fortsetzen. Precision Micro arbeitete mit einem Hersteller von Rakeln für den Siebdruck im Zusammenhang mit Oberflächenmontage. Dabei wurde in der Endbearbeitung das Elektropolieren genutzt, um die Seitenwände der Öffnungen zu glätten, was für besseren Farbauftrag sorgte. Bei der Herstellung von Knochensägen wird auf so genannte „tiefe Kanten“ gesetzt, um hochwertigere Schnittkanten zu erzeugen.
Ätzkanäle in fluidtechnischen Geräten für Anwendungen wie Benzinpumpen, Mikropumpen, Mikromischer, Reaktoren, Reformer, Wärmetauscher und Mikroplatten profitieren ebenfalls von der Fähigkeit, Ätzprofile genau zu kontrollieren.
Ätzen ist ein bevorzugtes Fertigungsverfahren bei solchen Hochpräzisionsanwendungen, da Metall physisch entfernt wird – im Gegensatz zu anderen Verfahren wie Stanzen, bei denen das Metall bewegt wird. Außerdem können solche Kanäle zwar mit dem Laserstrahlabtragverfahren bearbeitet werden, sie sind jedoch tendenziell rau; die Bearbeitung ist in der Regel sehr schwierig und daher nicht wirtschaftlich.
Die Effizienz mikrofluidtechnischer Geräte hängt davon ab, dass hohe Mikropräzision in den Kanälen erreicht wird, die den Flüssigkeits- oder Gasstrom steuern und gewährleisten. Precision Micro kann selbst bei vernetzten und komplexen gekrümmten Mischgeräten die Plattentopografie und Kanalgeometrie so steuern, dass der Flüssigkeitsstrom optimiert wird.
Precision Micro verfügt über die notwendigen Kapazitäten und das Know-how, um unabhängig von der Art der Anwendung mit seinen Kunden zusammenzuarbeiten und die nötigen Ressourcen einzusetzen, um Verfahren individuell abzustimmen, um beispielsweise geätzte Kanalprofile für besondere Anwendungsfälle zu erzeugen. Das steht auch in Einklang mit dem Selbstverständnis des Unternehmens, das nicht nur Auftragsfertiger, sondern strategischer Partner bei der Produktentwicklung sein will. Precision Micro ist bestrebt, schon früh in der Entwicklungsphase mit den Kunden zusammenzuarbeiten, um die Voraussetzungen für otimales Design und effiziente Herstellung von Prototypen oder Serienfertigung zu schaffen.
