اچ شیمیایی چیست؟

اچ شیمیایی چیست؟

(1) اصول و ویژگی های اچ شیمیایی

حکاکی شیمیایی یک روش فرآیندی است که قطعاتی را که نیاز به پردازش دارند در معرض یک محیط شیمیایی قرار می‌دهد، جایی که واکنش شیمیایی رخ می‌دهد و باعث خوردگی و حل شدن مواد قطعه می‌شود و در نتیجه شکل و اندازه مورد نیاز به دست می‌آید. در حین حکاکی شیمیایی، قسمت هایی از سطح قطعه کار که قرار نیست پردازش شوند، ابتدا باید با یک پوشش مقاوم در برابر خوردگی- پوشانده شوند. سپس، قطعه کار در محلول اچینگ غوطه ور می شود یا محلول اچ بر روی سطح قطعه کار اعمال می شود و برای دستیابی به هدف پردازش، مقدار اضافی را از مناطق در معرض آن حذف می کند.

حکاکی شیمیایی می تواند مواد فلزی و غیر فلزی (مانند شیشه، تخته سنگ و غیره) را پردازش کند، تحت تأثیر سختی ماده پردازش قرار نمی گیرد و تغییرات فیزیکی ایجاد نمی کند. پس از پردازش، سطح عاری از فرز است، تغییر شکل نمی دهد و سخت شدن کار را نشان نمی دهد. هر سطحی که محلول اچینگ بتواند به آن نفوذ کند را می توان پردازش کرد و آن را برای سطوحی که ماشینکاری مکانیکی آنها دشوار است مناسب می کند. در طول پردازش نیازی به گیره نیست. از آنجایی که محلول اچینگ و بخار محیط را آلوده می کند و برای تجهیزات و سلامت انسان مضر است، باید اقدامات حفاظتی مناسبی در حین پردازش انجام شود.

حکاکی شیمیایی عمدتاً در ساخت قالب برای پردازش الگوها، طرح‌ها و متن روی سطح حفره‌های قالب پلاستیکی استفاده می‌شود، که بیشترین استفاده را از اچ کردن عکس{0}}می‌گیرد.

حکاکی عکس شامل عکاسی از تصویر مورد نیاز بر روی یک نگاتیو عکاسی است و سپس تصویر روی نگاتیو از طریق یک واکنش فتوشیمیایی روی سطح کار حفره قالب که با یک امولسیون حساس به نور (امولسیون) پوشانده شده است، کپی می‌شود. لایه لایه در معرض آب نامحلول می شود و مقاومت در برابر خوردگی آن افزایش می یابد. لایه لایه‌ای که در معرض آن قرار نگرفته-محلول در آب است. پس از شستن با آب برای حذف لایه فیلم در معرض دید قرار نگرفته، بخشی از فلز در معرض دید قرار می گیرد. از طریق غوطه ور شدن در محلول اچینگ، نقوش و طرح های مورد نیاز به دست می آید.

(2) فرآیند اچ شیمیایی

فرآیند حکاکی{0}عکس به شرح زیر است:

Original Drawing -> Photography -> Reverse Mounting of Negative -> Hardening of Film -> De-coating -> Etching ->پیرایش.

① طراحی و عکاسی اصلیگرافیک و متن مورد نیاز بر روی کاغذ با توجه به نسبت معینی ترسیم می شود که طرح اصلی را تشکیل می دهد. سپس با استفاده از تجهیزات تخصصی عکاسی، از طرح اصلی عکسبرداری می شود تا به اندازه لازم بر روی نگاتیو عکاسی کاهش یابد. نمونه ای از فیلم ساخته شده برای حکاکی متن روی حفره جعبه صابون در شکل 6-3 نشان داده شده است.

② امولسیون حساس به نورفرمول‌های زیادی برای امولسیون‌های حساس به نور وجود دارد که معمولاً از امولسیون‌های حساس به نور پلی وینیل الکل (PVA) استفاده می‌شود. اصل کار امولسیون حساس به نور به شرح زیر است:

پلی وینیل الکل و دی کرومات آمونیوم با یکدیگر واکنش شیمیایی ندارند. پلی وینیل الکل به راحتی در آب محلول، بی رنگ، شفاف و دارای خاصیت چسبندگی است. پس از تبخیر آب، یک لایه نازک تشکیل می دهد، اما می توان آن را با شستشو یا پاک کردن با آب جدا کرد. دی کرومات آمونیوم یک ماده حساس به نور است که پس از قرار گرفتن در معرض نور، حساس شدن و توسعه، حل شدن آن در آب دشوار می شود. با مخلوط پلی وینیل الکل ترکیب می شود و یک لایه نازک تشکیل می دهد که نسبتاً محکم به سطح قالب می چسبد. قسمت های در معرض دید را که هنوز عمدتاً پلی وینیل الکل هستند، می توان با شستشو با آب و پاک کردن با پنبه جاذب جدا کرد. فیلم امولسیونی حساس به نور چسبیده به سطح قالب، پس از پخت، دارای سطح خاصی از مقاومت در برابر خوردگی است و از فلز در برابر خوردگی محافظت می کند.

③ تمیز کردن سطح اچ شدهسطح قالب باید قبل از استفاده از امولسیون تمیز شود. برای قالب‌های کوچک، روغن را می‌توان با حرارت دادن آن‌ها در محلول 10 درصد NaOH و سپس شستشو با آب تمیز حذف کرد.

برای قالب های بزرگتر ابتدا در محلول NaOH 10 درصد می جوشانند و آبکشی می کنند و سپس دوباره با آب جوش شستشو می دهند. پس از تمیز کردن، قالب باید قبل از استفاده از امولسیون در یک کوره الکتریکی تا حدود 50 درجه پخته شود. در غیر این صورت، امولسیون حساس به نور ممکن است به راحتی کنده شود. حفره قالب تمیز شده در شکل 6-4 نشان داده شده است.

④ استفاده از امولسیونامولسیون را می توان با اسپری کردن زیر نور قرمز در اتاق تاریک استفاده کرد. مناطقی از قالب که نیاز به تصویربرداری حساس به نور دارند باید به طور مکرر اسپری شوند، با فاصله بین لایه‌ها بسته به دمای اتاق{1}}برای دماهای بالاتر کوتاه‌تر و برای دماهای پایین‌تر طولانی‌تر. برای اطمینان از پوشش یکنواخت باید دقت شود. حفره قالب پس از کاربرد امولسیون در شکل 6-5 نشان داده شده است.

⑤ پیوست کردن نگاتیو عکاسینگاتیو عکاسی آماده شده را روی سطحی که قرار است حکاکی شود، صاف کنید، سطح را تراز کنید، نگاتیو را با یک تکه شیشه به سمت پایین فشار دهید و آن را عمود بر سطح کنید و نگاتیو را با نوار چسب شفاف محکم کنید. برای نواحی گرد یا منحنی، می توان از وازلین سفید برای چسباندن نگاتیو استفاده کرد. طراحی حفره قالب باید راحتی اتصال فیلم را از قبل در نظر بگیرد. در صورت لزوم، حفره را می توان به عنوان یک ساختار درج طراحی کرد. حفره قالب پس از چسباندن فیلم در شکل 6-6 نشان داده شده است.

⑥ قرار گرفتن در معرضناحیه قطعه کار که پوشش داده شده و نگاتیو به آن متصل شده است در معرض یک منبع نور ماوراء بنفش (مانند لامپ جیوه) قرار می گیرد تا فیلم امولسیون حساس به نور روی سطح قطعه کار مطابق تصویر حساس شود. در طول این فرآیند، موقعیت منبع نور باید تنظیم شود تا از نوردهی یکنواخت ناحیه حساس به نور اطمینان حاصل شود. مدت زمان قرار گرفتن در معرض بر اساس تجربه عملی تعیین می شود.

⑦ توسعه و شستشوقطعه کار در معرض قرار گرفته در آب داغ در دمای 40 تا 50 درجه به مدت حدود 30 ثانیه غوطه ور می شود و اجازه می دهد قسمت در معرض دید فیلم امولسیون در آب حل شود. پس از حذف، رنگ بنفش قلیایی بر روی سطح ریخته می شود و برای توسعه به طور یکنواخت پخش می شود. هنگامی که یک الگوی شفاف ظاهر شد، با آب تمیز شسته می شود و قسمت های در معرض دید با پنبه جاذب پاک می شوند. در نهایت همانطور که در شکل 6-7 نشان داده شده است با هوای گرم خشک می شود.

⑧ سخت شدن و تعمیر فیلمحفره قالب توسعه یافته در فر خشک کن الکتریکی با دمای ثابت با دمای 150 تا 200 درجه قرار داده شده و به مدت 5 تا پخته می شود. 20 دقیقه برای بهبود استحکام چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی فیلم. اگر فیلم امولسیونی روی سطح حفره باقی مانده است که به طور کامل جدا نشده است، می توان آن را با نوک چاقو تمیز کرد. نواحی از دست رفته فیلم باید با استفاده از جوهر چاپ تعمیر شوند.

⑨ حفاظت از مناطق غیر{0}}همانطور که در شکل 6-8 نشان داده شده است، مناطقی که نیازی به اچ ندارند باید با یک فیلم محافظت شوند.

⑩ اچ کردنبرای مواد مختلف باید محلول های مختلف اچینگ انتخاب شود. برای حفره های قالب فولادی معمولاً از محلول آبی کلرید آهن استفاده می شود و می توان آن را با غوطه وری یا پاشش استفاده کرد. اگر مقدار مناسبی از پودر سولفات مس به محلول آبی کلرید آهن اضافه شود تا خمیری ایجاد شود و سپس روی سطح حفره اعمال شود (ضخامت پوشش 0.2 تا 0.4 میلی متر)، نفوذ جانبی را می توان کاهش داد. برای جلوگیری از زیر برش (اچ کردن جانبی)، می توان یک عامل محافظ نیز به اچانت اضافه کرد، یا پودر رزین را می توان برس زد و در دیواره های جانبی الگوی در معرض قرار داد. دمای اچ 50 تا 60 درجه است. بسته به تراکم و عمق نقوش و طرح ها، اچ معمولاً 1 تا 3 بار با عمق معمولی 0.3 میلی متر انجام می شود.

⑪ پوشش دهی و تکمیلحفره قالب حک شده با حلال لاک و الکل صنعتی پاک می شود. همانطور که در شکل 6-9 نشان داده شده است، می توان از پلاستیک برای برداشت اثری از متن برای بررسی اثر اچ استفاده کرد. هر ناحیه معیوب به صورت موضعی روتوش می شود و سپس تحت حکاکی ثانویه یا تعمیر مکانیکی قرار می گیرد. پس از اتمام اچ، امولسیون حساس به نور چسبیده به سطح باید با محلول NaOH شسته شود تا لایه محافظ بسوزد و سپس چندین بار با آب شستشو شود. سپس با یک فن خشک می شود و با یک فیلم روغن پوشانده می شود، بنابراین کل فرآیند تکمیل می شود. متن روی قسمت حفره قالب نهایی در شکل 6-10 نشان داده شده است. یک ویدیوی پردازش سایت تولید را می توان در پوشه "Case Videos" در زیر فایل "Drying Text.mp4" در کتابخانه منابع دانشگاه چین MOOC "Mold Manufacturing Technology" (شماره دوره: 0802SUST006) پیدا کرد.