化学エッチングとは何ですか?
(1) ケミカルエッチングの原理と特徴
ケミカルエッチングは、加工が必要な部品を化学媒体にさらすことで化学反応が起こり、部品の材質を腐食・溶解させ、必要な形状やサイズを得る加工方法です。化学エッチング中は、まず加工対象外のワーク表面の部分を耐食性コーティングで覆う必要があります。-。次に、ワークをエッチング液に浸漬するか、エッチング液をワーク表面に塗布して露出部の遊びを除去し、加工目的を達成します。
化学エッチングは、金属材料と非金属材料（ガラス、スレートなど）の両方を処理でき、処理される材料の硬度の影響を受けず、物理的な変化を引き起こしません。加工後の表面はバリがなく、変形もせず、加工硬化もありません。エッチング液が浸透するあらゆる表面を加工できるため、機械加工が難しい表面に適しています。加工中にクランプは必要ありません。エッチング液と蒸気は環境を汚染し、機器や人の健康に有害であるため、処理中に適切な保護措置を講じる必要があります。
化学エッチングは主に金型の製造において、プラスチック金型のキャビティの表面にパターン、デザイン、文字を処理するために使用されますが、フォト エッチングが最も広く使用されています。{0}}
フォト エッチングでは、必要な画像を写真のネガ上に撮影し、次にネガ上の画像を、光化学反応を通じて感光性乳剤（エマルジョン）でコーティングされた金型キャビティの作業面上に複製します。露出した皮膜層は水に不溶となり、耐食性が向上します。未露光のフィルム層は水溶性です。-未露光のフィルム層を水洗して除去すると、金属の一部が露出します。エッチング液に浸漬することで、必要なパターンやデザインが得られます。
(2) ケミカルエッチング工程
写真エッチングのプロセスは次のとおりです。-
Original Drawing -> Photography -> Reverse Mounting of Negative -> Hardening of Film -> De-coating -> Etching ->トリミング。
① オリジナルの図面と写真必要な図形や文字を一定の割合で紙に描き、それが原画となります。次に、特殊な写真機材を使用して、オリジナルの図面を撮影し、写真ネガ上で必要なサイズに縮小します。石鹸箱の空洞に文字をエッチングするために作成されたフィルムの例を図 6-3 に示します。
② 感光乳剤感光性乳剤には多くの配合があり、ポリビニル アルコール (PVA) 感光性乳剤が最も一般的に使用されます。感光性乳剤の動作原理は次のとおりです。
ポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムは互いに化学反応を起こしません。ポリビニルアルコールは、水に溶けやすく、無色透明で粘着性があるのが特徴です。水分が蒸発すると薄い膜ができますが、洗い流すか水拭きすることで除去できます。重クロム酸アンモニウムは感光性材料であり、露光、増感、現像後は水に溶けにくくなります。ポリビニルアルコール混合物と結合して、金型表面に比較的しっかりと接着する薄いフィルムを形成します。露出していない部分はまだ主にポリビニルアルコールですが、水ですすぎ、脱脂綿で拭くことで除去できます。金型表面に付着した感光性乳剤膜は、硬化後に一定の耐食性を有し、金属を腐食から守ります。
③ エッチング面の洗浄エマルジョンを塗布する前に、金型の表面を洗浄する必要があります。小さな型の場合は、10% NaOH 溶液中で加熱し、その後きれいな水ですすぐことで油を除去できます。
大きな型の場合は、まず 10% NaOH 溶液で煮沸してすすぎ、次に熱湯で再度すすぎます。洗浄後、エマルジョンを塗布する前に、金型を電気炉で約 50 度で焼きます。感光性乳剤が剥がれやすくなる場合があります。洗浄された金型キャビティを図 6-4 に示します。
④乳液を塗布するエマルジョンは暗室で赤色光の下でスプレーすることで塗布できます。感光性イメージングが必要な金型の領域には、室温に応じて塗装の間隔を繰り返しスプレーする必要があります。-温度が高い場合は短く、温度が低い場合は長くします。均一なコーティングを確保するために注意が必要です。エマルジョン塗布後の金型キャビティを図 6-5 に示します。
⑤写真ネガの貼り付け準備した写真のネガをエッチングする表面に平らに置き、表面を平らにし、ガラス片でネガを表面に対して垂直になるように押し下げ、透明な粘着テープでネガを固定します。丸い領域や湾曲した領域の場合は、白ワセリンを使用してネガを接着できます。金型キャビティの設計では、事前にフィルムを貼り付ける利便性を考慮する必要があります。必要に応じて、キャビティをインサート構造として設計できます。フィルムを貼り付けた後の金型キャビティを図 6-6 に示します。
⑥ 露出コーティングされ、ネガが貼り付けられたワークピース領域は、紫外線光源（水銀灯など）に露光され、イメージに従ってワークピース表面の感光性乳剤フィルムを増感させます。このプロセス中、感光領域が均一に露光されるように光源の位置を調整する必要があります。暴露期間は実際の経験に基づいて決定されます。
⑦ 現像・リンス露光済みのワークピースを40～50度の温水に約30秒間浸し、乳剤膜の未露光部分を水に溶解させます。除去後、アルカリ性バイオレット染料を表面に滴下し、均一に広げて現像します。きれいな模様が現れたら、きれいな水ですすぎ、未露光部分を脱脂綿で拭き取ります。最後に、図 6-7 に示すように、熱風で乾燥させます。
⑧ 皮膜硬化と補修開発した金型キャビティを150～200度の電気恒温乾燥炉に入れ、5～5時間焼成します。 20分かけて皮膜の密着強度と耐食性を向上させます。キャビティ表面に完全に除去されなかった乳剤膜が残っている場合は、ナイフの先端できれいにトリミングできます。フィルムの欠けている部分は、印刷インクを使用して修復する必要があります。
⑨ 非エッチング領域の保護-図 6-8 に示すように、エッチングが必要ない領域はフィルムで保護する必要があります。
⑩エッチング材料ごとに異なるエッチング溶液を選択する必要があります。鋼製金型のキャビティには、塩化第二鉄水溶液が一般的に使用され、浸漬またはスプレーによって塗布できます。塩化第二鉄水溶液に硫酸銅粉末を適量加えてペースト状にし、キャビティ表面に塗布（塗布厚さ0.2～0.4mm）すると側面浸透を低減できます。アンダーカット（サイドエッチング）を防ぐために、エッチング液に保護剤を添加したり、ロジンパウダーをブラシで塗布して露出したパターンの側壁に埋め込んだりすることもできます。エッチング温度は５０～６０度である。パターンやデザインの密度と深さに応じて、通常、エッチングは 1 ～ 3 回実行する必要があり、一般的なエッチング深さは 0.3 mm です。
⑪ 脱コーティングと仕上げエッチングされた金型キャビティは、ラッカー溶剤と工業用アルコールで拭き取られます。図 6-9 に示すように、粘土を使用してテキストの印象を取り、エッチング効果を確認できます。欠陥のある領域は局所的にレタッチされ、その後二次エッチングまたは機械的修復が行われます。エッチングが完了したら、表面に付着した感光性乳剤を NaOH 溶液で洗い流して保護層を焼き取り、その後水で数回洗い流します。その後、扇風機で乾燥させ、油膜をコーティングして完成です。完成した金型キャビティ断面のテキストを図 6-10 に示します。生産現場の加工ビデオは、中国大学 MOOC「金型製造技術」(コース番号: 0802SUST006) のリソース ライブラリの「乾燥テキスト.mp4」ファイルの「ケース ビデオ」フォルダにあります。
