Das Problem der Gratbildung bekämpfen
Photochemisches Ätzen als Alternative
Wenn von Blechbearbeitung die Rede ist, fallen einem gleich ein paar u bliche Verfahren ein. Zur Herstellung von Pra zisionskomponenten fu r die unterschiedlichen Branchen kommen vor allem das Stanzen und das Laserschneiden zum Einsatz. Doch obwohl diese beiden Verfahren so verbreitet sind, sind sie nicht ganz unproblematisch. So tritt dabei ha ufig unerwu nschte Gratbildung auf. Precision Micro zeigt, inwiefern das Fotochemische A tzen dazu beitragen kann, die Qualita t und die Leistungsfa higkeit der gefertigten Komponenten zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu senken.
In fast jeder Branche werden Pra zisionskomponenten beno tigt. In der Elektronikindustrie fu hrt die sta ndig steigende Nachfrage zu einem enormen Preisdruck. Somit mu ssen die Produktionslinien immer effizienter werden. Im Automobil- und Luftfahrtsektor sorgt die fortschreitende Verscha rfung der Sicherheitsvorgaben und Leistungsanforderungen dafu r, dass der Bedarf an hochwertigen Komponenten steigt.
Alle Hersteller von Pra zisionskomponenten mu ssen heute daher garantieren, dass jedes gefertigte Teil die kundenspezifischen Leistungsanforderungen erfu llt und den strengen, in der jeweiligen Branche geltenden Standards entspricht. Zwar lassen sich mit den herko mmlichen Verfahren der Metallbearbeitung durchaus hochpra zise Komponenten fertigen, doch treten bei der Fertigung regelma ßig Probleme auf, die sich nur mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand beheben lassen.
Ein ha ufiger, aber leider unvermeidlicher Nebeneffekt der herko mmlichen Bearbeitungsverfahren ist die Gratbildung. Diese wird entweder durch Hitzeentwicklung oder durch mechanische Kra fte verursacht und muss durch entsprechende Nachbearbeitungsschritte wie Schleifen oder Gleitschleifen behoben werden. Die Pra zisionskomponenten ko nnen noch so genau programmiert und gefertigt sein – wenn es im Laufe der Produktion zu Gratbildung kommt, entsprechen die Endprodukte ohne diese Nachbearbeitung nicht den strengen Vorgaben.
Somit beeintra chtigt die Gratbildung die Leistungsfa higkeit einer Komponente ganz erheblich. Da jedoch zwingend gewa hrleistet sein muss, dass sa mtliche, fu r sicherheitskritische Anwendungen bestimmte Komponenten, alle Vorgaben zuverla ssig erfu llen, muss die Fertigung entsprechend angepasst werden.
Gefordert ist also ein Verfahren, dass gratfreie Endprodukte garantiert. Und genau solch ein Verfahren ist das photochemische A tzen. Somit stellt es eine echte Alternative zu den herko mmlichen Verfahren des Stanzens und Laserschneidens dar.
Um zu verstehen, warum sich die Gratbildung durch das photochemische A tzen so effektiv unterbinden la sst, muss man sich noch einmal klar machen, wodurch dieses Problem bei den anderen Metallbearbeitungsverfahren verursacht wird. Beim Laserschneiden entsteht durch den hohen Energieeinsatz viel Hitze, was zur Gratbildung fu hrt. Beim Stanzen, bei dem die Bauteile mit Hilfe von Stempeln aus den Blechen herausgeschnitten werden, ist die Gratbildung auf die dabei wirkenden hohen mechanischen Kra fte zuru ckzufu hren.
Da das Verfahren des Fotoa tzens weder Hitze noch Kraft erfordert, treten im Werkstu ck weder Spannungen noch Verformungen auf. Somit besteht die Gefahr einer Gratbildung hier nicht. Vielmehr ist durch den Einsatz von Chemikalien garantiert, dass die physikalischen Eigenschaften des Ausgangswerkstoffs im Laufe der Bearbeitung unvera ndert bleiben und das Endprodukt den jeweiligen Vorgaben genau entspricht.
Angesichts der Tatsache, dass die herko mmlichen Bearbeitungsverfahren bereits seit Jahrzehnten eingesetzt werden, stellt sich die Frage, warum man nun auf alternative Fertigungsverfahren umstellen sollte. Doch die Antwort liegt auf der Hand: Die einzelnen Komponenten mu ssen zunehmend strengere Vorgaben erfu llen. Außerdem wird der weltweite Wettbewerb immer ha rter. Somit kommen die Hersteller nicht umhin, die Fertigung so zu organisieren, dass die produzierten Teile zuverla ssig und ausnahmslos die geforderte Qualita t aufweisen. Schließlich sind diese Pra zisionskomponenten unter anderem fu r sicherheitskritische ABS-Systeme, korrosionsbesta ndige Mikrofilter und viele andere Anwendungen bestimmt.
Fu r das photochemische A tzen spricht jedoch nicht nur die hohe Qualita t der Endprodukte. Daneben weist dieses Verfahren auch noch einige andere Vorteile auf: Im Vergleich zu herko mmlichen Metallbearbeitungsverfahren sind die Werkzeugkosten und der Ru staufwand beim Fotoa tzen sehr gering. Infolgedessen ko nnen die Komponenten innerhalb ku rzester Zeit produziert werden.
Da jedes Teil mu helos immer wieder in exakt der gleichen Qualita t hergestellt werden kann, lassen sich auch kurzfristige Auftra ge in hoher Stu ckzahl produzieren. Außerdem ist es bei diesem Verfahren sehr einfach und kostengu nstig, die Konstruktion oder das Design der Endprodukte bei Bedarf immer wieder an die Vorgaben anzupassen. Komponenten mit hochkomplexen Geometrien, wie sie heute vielfach gefordert werden, lassen sich mit herko mmlichen Bearbeitungsverfahren nicht herstellen, mit dem photochemischen A tzen hingegen ist das ohne Weiteres mo glich.
