Lección 6.8CortarCapítulo 6 · Corte y mecanizado no convencional

Mecanizado químico y grabado fotoquímico

Una máscara impresa con luz deja que el atacante disuelva solo el metal descubierto

El mecanizado químico elimina metal disolviéndolo, mientras una máscara protege las zonas que quieres conservar. Su forma más habitual, el grabado fotoquímico, imprime esa máscara con luz, muy parecido a revelar una foto. Las láminas de las afeitadoras eléctricas, las rejillas de los altavoces de los móviles y los diminutos contactos electrónicos se hacen así.

Foto: Adam Greig, CC BY-SA 2.0, vía Wikimedia Commons

Grabado fotoquímico · cuatro etapas en secciónLee los cuatro paneles de izquierda a derecha, primero la fila de arriba; los números en círculo corresponden a los pasos de abajo.

Cómo funciona

Limpia. La lámina de metal se desengrasa y se desoxida para que la máscara se adhiera perfectamente.
Recubre. Ambas caras se laminan con resina fotosensible (una película de plástico sensible a la luz).
Expón. La lámina queda entre dos fotolitos (películas impresas con la forma de la pieza) y recibe un destello de luz UV. La luz endurece la resina donde la película es transparente.
Revela. Un aclarado elimina la resina que la luz nunca alcanzó, dejando ventanas de metal desnudo donde irán los cortes.
Ataca. La lámina pasa bajo chorros de atacante tibio (una solución corrosiva, a menudo cloruro férrico) por ambas caras. El metal se disuelve por arriba y por abajo hasta que ambos lados se encuentran y atraviesan.
Retira la resina. Se elimina la resina restante y se aclara la lámina. Después, decenas de piezas terminadas se sacan de la lámina rompiendo unas diminutas pestañas de sujeción.

El fresado químico es el primo grande: un gran panel aeroespacial se recubre con un enmascarante (un recubrimiento protector de goma), la máscara se corta a mano y todo el panel se sumerge en un tanque para adelgazar zonas seleccionadas.

Datos clave

Materiales: Casi cualquier metal: acero inoxidable, cobre, latón, níquel, aluminio, titanio, aleaciones de níquel, sin importar la dureza
Piezas típicas: Piezas planas y finas con detalle fino: mallas, filtros, laminillas, muelles planos, marcos de conexión, plantillas; mecanizado químico: cajeados adelgazados en revestimientos de avión
Tamaño de pieza: Lámina normalmente de unos 0,01–2 mm de espesor; piezas desde unos pocos milímetros hasta el tamaño de la lámina; paneles mecanizados químicamente de varios metros de largo
Precisión: A menudo de un ±10 % del espesor de la lámina; los agujeros más pequeños son más o menos tan anchos como el espesor de la lámina
Acabado superficial: La lámina conserva su superficie original; los bordes cortados son lisos y sin rebabas, con una ligera cresta a mitad de espesor
Tamaño de lote adecuado: Desde prototipos en pocos días hasta millones de piezas; el coste depende del número de láminas, no de la complejidad de la pieza
Coste de utillaje y máquina: Utillaje muy económico: un fotolito cuesta unos cientos de dólares; la inversión real es la línea de grabado y el manejo de productos químicos
Velocidad: El ataque suele eliminar unas pocas centésimas de milímetro por minuto de cada cara; una lámina fina se atraviesa en minutos

Ventajas y límites

Ventajas

Sin rebabas, sin calor, sin tensiones en el metal
La dureza no importa
Utillaje barato que se cambia en horas
La complejidad sale gratis: 10 agujeros o 10.000 cuestan lo mismo

Límites

Solo lámina fina, normalmente de menos de unos 2 mm
Los agujeros no pueden ser mucho más pequeños que el espesor de la lámina
Los bordes no son perfectamente rectos: ligero socavado y cresta
Los productos químicos corrosivos requieren un manejo cuidadoso y tratamiento de residuos

Dónde se usa

ElectrónicaMarcos de conexión, cajas de blindaje, contactos, plantillas para pasta de soldar
AeroespacialRevestimientos de fuselaje y alas mecanizados químicamente, laminillas, filtros
Automoción y energíaPlacas de pilas de combustible, rejillas de baterías, sensores, placas de intercambiadores de calor
MedicinaHojas quirúrgicas, mallas implantables, filtros
Bienes de consumoLáminas de afeitadoras, rejillas de altavoces, piezas de reloj, placas decorativas
Aficiones y joyeríaDetalles de maquetas, joyería grabada, placas de identificación

Cómo reconocerlo

Una pieza metálica muy fina con agujeros o dibujos increíblemente finos.
Bordes cortados lisos y sin rebabas; con una lupa se ve una ligera cresta a lo largo de la mitad del espesor.
Diminutas marcas de pestañas alrededor del contorno, donde la pieza estaba sujeta a la lámina.
Letras o logotipos rebajados hasta la mitad del espesor de la lámina (semigrabado) en placas de identificación y piezas de maquetas.

Compáralo con

Corte por láser6.2tampoco necesita utillaje duro, pero calienta el borde y corta un detalle cada vez; el grabado corta todos los detalles a la vez.Punzonado6.1más barato por pieza a volúmenes enormes, pero necesita una matriz templada y deja rebabas.Fotolitografía13.2la misma idea de luz y máscara, reducida a escala de los dibujos de los microchips.

Míralo

Precision Micro · Cada paso del proceso, bien explicado

United Western Enterprises Inc. · Un recorrido por un taller real de fotograbado

NW Etch · Imágenes de producción del recubrimiento, la exposición y el ataque

Advanced Chemical Etching Ltd · Una línea de producción de grabado completa en una fábrica

Ver fotos reales

Wikipedia: Mecanizado fotoquímico — pasos, materiales y aplicaciones
Wikipedia: Fresado químico — enmascarante, trazado, inmersión en tanque y usos aeroespaciales
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

Una máscara impresa con luz decide dónde disuelve el atacante el metal.
Es adecuado para lámina fina con dibujos finos y complejos, y no deja rebabas ni daño por calor.
Busca agujeros muy finos, bordes sin rebabas y una ligera cresta a mitad de espesor.