Mi az a kémiai maratás?
(1) A kémiai maratás elvei és jellemzői
A kémiai maratás egy olyan eljárás, amely során a megmunkálást igénylő alkatrészeket kémiai közegnek teszik ki, ahol kémiai reakció megy végbe, aminek következtében az alkatrész anyaga korrodálódik és feloldódik, ezáltal megkapja a kívánt formát és méretet. A kémiai maratás során a munkadarab felületének azokat a részeit, amelyeket nem kell megmunkálni, először le kell vonni egy korrózióálló{1}}bevonattal. Ezután a munkadarabot a maratóoldatba merítik, vagy a maratóoldatot felviszik a munkadarab felületére, eltávolítva a ráhagyást a kitett területekről a feldolgozási cél elérése érdekében.
A kémiai maratással fémes és nem{0}}fémes (például üveg, pala stb.) anyagokat is meg lehet dolgozni, nem befolyásolja a feldolgozott anyag keménysége, és nem okoz fizikai változásokat. A feldolgozás után a felület sorjamentes, nem deformálódik, és nem mutat munkakeményedést. Bármilyen felület, amelyen a maratóoldat át tud hatolni, megmunkálható, így mechanikusan nehezen megmunkálható felületekre is alkalmas. A feldolgozás során nincs szükség bilincsekre. Mivel a maratóoldat és a gőz szennyezi a környezetet és káros a berendezésekre és az emberi egészségre, a feldolgozás során megfelelő védőintézkedéseket kell tenni.
A kémiai maratást főként a szerszámgyártásban használják a műanyag formaüregek felületén lévő minták, minták és szövegek feldolgozására, a fotó{0}}maratás a legszélesebb körben.
A fotó-maratás során a kívánt képet fotónegatívra fényképezik, majd a negatívon lévő képet fényérzékeny emulzióval (emulzióval) bevont formaüreg munkafelületére másolják fotokémiai reakcióval. Az exponált filmréteg vízben oldhatatlanná válik, és megnő a korrózióállósága. A nem exponált filmréteg vízben-oldható; vízzel történő mosás után a nem látható filmréteg eltávolítása érdekében a fém egy része szabaddá válik. A maratási megoldásba való elmerülés révén megkapjuk a szükséges mintákat és mintákat.
(2) Kémiai maratási eljárás
A fotó{0}}maratásának folyamata a következő:
Original Drawing -> Photography -> Reverse Mounting of Negative -> Hardening of Film -> De-coating -> Etching ->Trimmelés.
① Eredeti rajz és fényképezésA papírra meghatározott arányban felrajzolják a szükséges grafikát és szöveget, amely az eredeti rajzot alkotja. Ezután speciális fényképészeti berendezéssel lefényképezik az eredeti rajzot, hogy a fotónegatívon a kívánt méretre kicsinyítsék. A 6-3. ábrán látható egy példa a szappandoboz üregére szöveg maratására készült filmre.
② Fényérzékeny emulzióA fényérzékeny emulziókhoz számos képlet létezik, ezek közül a polivinil-alkohol (PVA) fényérzékeny emulzió a leggyakrabban használt. A fényérzékeny emulzió működési elve a következő:
A polivinil-alkohol és az ammónium-dikromát nem lép kémiai reakcióba egymással. A polivinil-alkohol jellemzője, hogy vízben könnyen oldódik, színtelen, átlátszó és tapadó tulajdonságokkal rendelkezik. A víz elpárolgása után vékony filmréteget képez, de öblítéssel vagy vízzel eltávolítható. Az ammónium-dikromát fényérzékeny anyag, amely fénysugárzás, szenzibilizáció és fejlődés után nehezen oldódik vízben. A polivinil-alkohol keverékkel egyesülve vékony filmet képez, amely viszonylag szilárdan tapad a forma felületéhez. A még túlnyomórészt polivinil-alkoholból készült, nem látható részek vízzel öblíthetők és nedvszívó vattával törölhetők. Az öntőforma felületére tapadt fényérzékeny emulziós film kikeményedés után bizonyos szintű korrózióállósággal rendelkezik, megvédi a fémet a korróziótól.
③ A maratott felület tisztításaAz emulzió felhordása előtt a forma felületét meg kell tisztítani. Kisebb formáknál az olajat 10%-os NaOH-oldatban való melegítéssel, majd tiszta vízzel történő öblítéssel távolíthatjuk el.
Nagyobb formák esetén először 10%-os NaOH-oldatban megfőzzük és leöblítjük, majd ismét forrásban lévő vízzel leöblítjük. Tisztítás után a formát elektromos kemencében kb. 50 fokra kell sütni az emulzió felhordása előtt; különben a fényérzékeny emulzió könnyen leválhat. A megtisztított formaüreg a 6-4. ábrán látható.
④ Az emulzió felviteleAz emulziót sötétkamrában, piros fény alatt szórással lehet felvinni. A penész fényérzékeny képalkotást igénylő területeit többször kell permetezni, úgy, hogy a felvitelek közötti intervallum a szobahőmérséklettől függően -rövidebb legyen magasabb hőmérséklet esetén, és hosszabb legyen alacsonyabb hőmérséklet esetén. Ügyelni kell az egyenletes bevonat biztosítására. Az emulziós felhordás utáni formaüreg a 6-5. ábrán látható.
⑤ A fényképes negatív rögzítéseAz elkészített fotónegatívot fektessük a maratandó felületre, vízszintesítsük, a negatívot egy üvegdarabbal nyomjuk le úgy, hogy a felületre merőleges legyen, majd rögzítsük átlátszó ragasztószalaggal a negatívot. Lekerekített vagy ívelt területeken fehér vazelin használható a negatív ragasztására. A formaüreg kialakításánál figyelembe kell venni a fólia előzetes rögzítésének kényelmét; szükség esetén az üreg betétszerkezetként is kialakítható. A fólia rögzítése utáni formaüreg a 6-6. ábrán látható.
⑥ ExpozícióA bevonattal ellátott és a negatívot rögzített munkadarab területét ultraibolya fényforrásnak (például higanylámpának) teszik ki, hogy a képnek megfelelően érzékenyítsék a munkadarab felületén lévő fényérzékeny emulziós filmet. A folyamat során a fényforrás helyzetét úgy kell beállítani, hogy biztosítsa a fényérzékeny terület egyenletes megvilágítását. Az expozíció időtartamát a gyakorlati tapasztalatok alapján határozzák meg.
⑦ Fejlesztés és öblítésA megvilágított munkadarabot 40-50 fokos forró vízbe merítjük körülbelül 30 másodpercre, lehetővé téve, hogy az emulziós film exponálatlan része feloldódjon a vízben. Eltávolítás után lúgos ibolya festéket csepegtetünk a felületre, és egyenletesen eloszlatjuk a fejlődéshez. Amint megjelenik egy tiszta minta, tiszta vízzel öblítsük le, és nedvszívó vattával töröljük le a nem látható részeket. Végül forró levegővel szárítjuk, ahogy a 6-7. ábra mutatja.
⑧ Film keményedés és javításA kialakított formaüreget 150-200 fokos elektromos állandó hőmérsékletű szárító kemencébe helyezzük és 5-200 fokon megsütjük. 20 percet a fólia tapadási szilárdságának és korrózióállóságának javítására. Ha az üreg felületén emulziós film maradt, amelyet nem távolítottak el teljesen, akkor azt egy kés hegyével tisztára lehet vágni. A hiányzó filmrészeket nyomdafestékkel kell javítani.
⑨ Nem{0}}maratott területek védelmeA maratást nem igénylő területeket fóliával kell védeni, ahogy az a 6-8. ábrán látható.
⑩ RézkarcKülönböző anyagokhoz különböző maratási megoldásokat kell választani. Acél formaüregekhez általában vas(III)-klorid vizes oldatot használnak, amely merítéssel vagy szórással alkalmazható. Ha megfelelő mennyiségű réz-szulfát port adunk a vas(III)-klorid vizes oldatához, hogy pasztát képezzenek, majd felhordják az üreg felületére (0,2-0,4 mm vastag bevonat), csökkenthető az oldalirányú behatolás. Az alámetszés (oldalsó maratás) megelőzése érdekében védőanyagot is adhatunk a maratószerhez, vagy gyantaport ecsettel beágyazhatunk a szabaddá vált minta oldalfalaiba. A maratási hőmérséklet 50-60 fok. A minták és minták sűrűségétől és mélységétől függően a maratást általában 1-3 alkalommal kell elvégezni, a tipikus maratási mélység 0,3 mm.
⑪ Bevonat-eltávolítása és befejezéseA maratott formaüreget lakk oldószerrel és ipari alkohollal töröljük le. Gyurmával lenyomat készíthető a szövegről a maratási hatás ellenőrzésére, amint az a 6-9. ábrán látható. A hibás területeket helyben retusáljuk, majd másodlagos maratással vagy mechanikai javítással végezzük. A maratás befejezése után a felületre tapadt fényérzékeny emulziót NaOH-oldattal le kell mosni, hogy a védőréteg leégjen, majd többször vízzel le kell öblíteni. Ezután ventilátorral szárítják, és olajfilmmel vonják be, így a teljes folyamat befejeződik. A kész formaüreg szakaszon található szöveg a 6-10. ábrán látható. A gyártóhelyi feldolgozó videó megtalálható a „Case Videos” mappában a „Drying Text.mp4” fájl alatt a Kínai Egyetem MOOC „Penészgyártástechnológia” erőforráskönyvtárában (kurzusszám: 0802SUST006).
