Erreichen von Toleranzen durch Prozessoptimierung: Erfahren Sie hier mehr dazu in unserem „Latest News“.
Das fotochemische Ätzen (PCE) gilt heute branchenübergreifend als Goldstandard, wenn es um geometrisch komplexe, funktionsreiche, hochpräzise und innovative Metallteile und -komponenten geht.
OEMs sollten sich jedoch bewusst sein, dass es unterschiedliche Qualitätsstufen von PCE gibt. Daher stellt sich die Frage: „Wenn Sie sich bereits für PCE entschieden haben, warum dann nicht für die beste Variante?“ Mit „der besten“ ist das Verfahren gemeint, das die höchsten Toleranzen auch bei großen Stückzahlen komplexer Bauteile reproduzierbar erreichen kann.
Genau darauf hat sich die micrometal GmbH (einschließlich Etchform und HP Etch) seit vielen Jahren spezialisiert. Das Unternehmen hat einzigartige und proprietäre Weiterentwicklungen des PCE-Prozesses geschaffen, die Wettbewerber in Bezug auf Kontrolle, Genauigkeit, Wiederholbarkeit, Geschwindigkeit und Kosten übertreffen – und gleichzeitig Bauteile ohne spannungsbedingte Materialveränderungen oder Gratbildung erzeugen.
Das klassische PCE-Verfahren kommt nicht nur hervorragend mit komplexen Geometrien zurecht, sondern bietet Konstrukteuren auch eine enorme Flexibilität. Durch den Einsatz digitaler Film- oder Glaswerkzeuge können Designs bis kurz vor Produktionsbeginn angepasst werden. Diese Werkzeuge sind deutlich kostengünstiger und schneller herzustellen und zu ändern als herkömmliche Stahlwerkzeuge, wodurch sich das Verfahren ideal für Prototypen sowie für kleine, mittlere und große Serien eignet.
Da die Werkzeugstruktur mittels Kontaktbelichtung auf das Metall übertragen wird, tritt kein Werkzeugverschleiß auf – das erste gefertigte Teil ist somit identisch mit dem letzten. Zudem ist PCE unabhängig von der Werkzeugkomplexität: Weder Kosten noch Durchlaufzeit werden durch die geometrische Komplexität des Bauteils beeinflusst.
All dies erklärt, warum sich das klassische PCE als bevorzugtes Verfahren für komplexe Metallbauteile etabliert hat. Doch wie wurde das Verfahren weiterentwickelt?
Ein entscheidender Ansatzpunkt liegt in der Optimierung einzelner Prozessschritte. So verwendet micrometal ein spezielles flüssiges Resistsystem anstelle des herkömmlichen dicken Trockenresists. Dadurch entstehen ultradünne Fotolackschichten (2–8 Mikrometer), die eine deutlich höhere Präzision im Ätzprozess ermöglichen. So lassen sich extrem feine Strukturen von 25 Mikrometern, minimale Lochdurchmesser von 80 % der Materialdicke sowie wiederholbare Toleranzen im einstelligen Mikrometerbereich realisieren. In Kombination mit einem optimierten Belichtungssystem werden zudem Parallaxenprobleme vermieden, die bei herkömmlichem PCE häufig auftreten.
Dickschichtige Trockenresists hingegen begrenzen die erreichbare Präzision und ermöglichen lediglich Strukturgrößen von etwa 100 Mikrometern sowie minimale Lochdurchmesser von 100–200 % der Materialdicke.
Darüber hinaus setzt micrometal auf Fotowerkzeuge aus Glas statt auf konventionelle Filmwerkzeuge. Dadurch können Anwendungen realisiert werden, die höchste Präzision erfordern und mit herkömmlichem PCE nicht erreichbar sind. Glaswerkzeuge ermöglichen Toleranzen im Bereich von 1–2 Mikrometern und vermeiden Verzerrungen durch Umwelteinflüsse wie Luftfeuchtigkeit, die bei Filmwerkzeugen häufig auftreten.
Zum Beispiel können über eine Ätzfläche von 700 mm hinweg konstant Toleranzen von 5–10 Mikrometern erreicht werden, während PCE-Anbieter mit Filmwerkzeugen lediglich Toleranzen von 50–60 Mikrometern erzielen. Aus diesem Grund ist micrometal ein bevorzugter Partner für komplexe, oft sicherheitskritische Präzisionsmetallteile in zahlreichen Hightech-Branchen.
Den vollständigen fotochemischen Ätzprozess können Sie hier einsehen.
