PCE fördert Designmöglichkeiten
Heute ist allgemein bekannt, dass das fotochemische Ätzen (PCE) eine präzise und kosteneffiziente Methode zur Herstellung komplexer Bauteile mit filigranen Geometrien, engen Toleranzen und hochgradig reproduzierbaren Ergebnissen für große Serienproduktionen ist. Weniger bekannt ist jedoch, wie sich diese Technologie weiterentwickelt – und was diese Entwicklung für die Erweiterung der Designfreiheit bedeutet.
Die micrometal GmbH steht an der Spitze der PCE-Entwicklung und unterstützt die Industrie dabei, immer komplexere und filigranere Bauteile und Komponenten zu realisieren.
Jochen Kern, Head of Sales & Marketing bei micrometal GmbH, sagt: „Als Impulsgeber für Designfreiheit sind die Präzision und Wiederholgenauigkeit von PCE ein entscheidender Ausgangspunkt. Bei micrometal haben wir ein bereits präzises Verfahren weiter verfeinert und zum präzisesten PCE-Prozess der Welt entwickelt. Unser Ätzprozess unterscheidet sich deutlich von konventionellen PCE-Verfahren. Wir verwenden ein spezielles flüssiges Resistsystem, um ultradünne Fotolackschichten zu erzeugen, die eine höhere Präzision im chemischen Ätzprozess ermöglichen. Dadurch können wir extrem kleine Strukturen und wiederholbare Toleranzen im einstelligen Mikrometerbereich erreichen. Herkömmliche PCE-Verfahren nutzen vergleichsweise dicke Trockenresists, was die maximale Bauteilpräzision und die erreichbaren Toleranzen einschränkt. In der Produktion setzen wir zudem Glas-Fotomasken mit einer Auflösung von 100.000 dpi ein, die eine deutlich bessere Reproduktion und Auflösung bieten als Film-Fotowerkzeuge, die in konventionellen chemischen Ätzprozessen verwendet werden.“
Der Einsatz digitaler Werkzeuge ist eines der zentralen Merkmale von PCE, das Designingenieuren neue Möglichkeiten eröffnet. Da keine kostenintensiven Werkzeuge benötigt werden und die Werkzeugvorlaufzeiten kurz sind, lassen sich Designänderungen einfach umsetzen. Diese Flexibilität ermöglicht es Konstrukteuren, über den Tellerrand hinauszudenken und neue Designkonzepte zu testen, die mit traditionellen Fertigungsverfahren zu teuer oder zu zeitaufwendig wären.
Diese Agilität wird durch das einzigartige PCE-Verfahren von micrometal weiter verstärkt, das Maßtoleranzen von bis zu +/-0,005 mm, minimale Strukturgrößen von 25 Mikrometern, einen minimalen Lochdurchmesser von 80 % der Materialdicke sowie wiederholbare Toleranzen im einstelligen Mikrometerbereich ermöglicht. Im Vergleich dazu erreicht herkömmliches chemisches Ätzen lediglich minimale Strukturgrößen von etwa 100 Mikrometern, und der kleinste Lochdurchmesser liegt im Verhältnis zur Materialdicke bei einem Faktor von 1–2. Es wird somit deutlich, wie das PCE-Verfahren von micrometal zahlreiche bislang unmögliche Designmöglichkeiten eröffnet.
Kern fährt fort: „Mit ultrapräziser Fertigung geht bei micrometals PCE-Verfahren eine nahezu unbegrenzte geometrische Komplexität einher. Im Gegensatz zu traditionellen Fertigungsverfahren führt höhere Komplexität nicht zu mehr Zeit- oder Kostenaufwand. So können Sie innerhalb weniger Tage mehrere Varianten eines extrem komplexen Bauteils entwerfen und prototypisieren. Darüber hinaus weist das Verfahren selbst einzigartige Eigenschaften auf – wie beispielsweise die Ätzkante („etch cusp“) – die die Umsetzung ansonsten schwer realisierbarer Produktmerkmale wie scharfer Kanten und konischer Öffnungen erleichtern. Durch das Verständnis der physikalischen Eigenschaften des zu ätzenden Materials und des Prozesses können Designer Komponenten entwickeln, die nicht nur funktional effizienter sind, sondern – wo sinnvoll – auch ästhetisch ansprechender. Dies gelingt am besten in enger Zusammenarbeit mit einem Spezialisten für fotochemisches Ätzen, der beim Design for PCE (DfPCE) unterstützt.“
PCE spielt eine wichtige Rolle bei der Förderung von Designfreiheit. Es bietet zahlreiche Vorteile gegenüber traditionellen Fertigungsverfahren, darunter geringere Kosten, höhere Präzision und Genauigkeit, kürzere Durchlaufzeiten sowie die Möglichkeit, komplexe Formen mit minimalem Aufwand zu realisieren. Wenn Sie sich für das PCE-Verfahren von micrometal bei Ihrem nächsten Projekt entscheiden, erschließen Sie sich eine Welt von Möglichkeiten, die mit konventionellen Technologien – und selbst mit älteren PCE-Verfahren – bislang unerreichbar waren.
