Lição 6.8CortarCapítulo 6 · Corte e usinagem não convencional

Usinagem química e corrosão fotoquímica

Uma máscara impressa com luz deixa o agente corrosivo dissolver só o metal exposto

A usinagem química remove metal dissolvendo-o, enquanto uma máscara protege as áreas que você quer manter. Sua forma mais comum, a corrosão fotoquímica, imprime essa máscara com luz, de forma muito parecida com revelar uma foto. Lâminas de barbeador elétrico, grades de alto-falante de celular e minúsculos contatos eletrônicos são feitos assim.

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

Corrosão fotoquímica · quatro estágios em corteLeia os quatro quadros da esquerda para a direita, começando pela linha de cima; os números circulados correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Limpe. A chapa de metal é desengordurada e desoxidada para que a máscara grude perfeitamente.
Revista. Os dois lados são laminados com fotorresiste (um filme plástico sensível à luz).
Exponha. A chapa fica entre dois fotolitos (filmes impressos com a forma da peça) e recebe um flash de luz UV. A luz endurece o resiste onde quer que o filme seja transparente.
Revele. Um enxágue leva embora o resiste que a luz não alcançou, deixando janelas de metal exposto onde ficarão os cortes.
Corroa. A chapa passa sob jatos de agente corrosivo morno (uma solução corrosiva, muitas vezes cloreto férrico) dos dois lados. O metal se dissolve por cima e por baixo até as duas frentes se encontrarem e atravessarem.
Remova. O resiste restante é removido e a chapa é enxaguada. Dezenas de peças prontas são então destacadas da chapa, soltando-as de minúsculas pontes de fixação.

A usinagem química é a prima grande: um grande painel aeroespacial é revestido com um maskant (um revestimento protetor emborrachado), a máscara é cortada à mão e o painel inteiro é mergulhado em um tanque para afinar áreas selecionadas.

Dados-chave

Materiais: Quase qualquer metal: aço inoxidável, cobre, latão, níquel, alumínio, titânio, ligas de níquel, independentemente da dureza
Peças típicas: Peças planas e finas com detalhes delicados: telas, filtros, calços, molas planas, lead frames, estênceis; usinagem química: rebaixos de espessura reduzida em revestimentos de aeronaves
Tamanho da peça: Chapa normalmente com cerca de 0,01–2 mm de espessura; peças de poucos milímetros até o tamanho da chapa; painéis usinados quimicamente de vários metros de comprimento
Precisão: Muitas vezes cerca de ±10% da espessura da chapa; os menores furos têm largura aproximadamente igual à espessura da chapa
Acabamento superficial: A chapa mantém a superfície original; as bordas cortadas são lisas e sem rebarbas, com uma leve crista no meio da espessura
Tamanho de lote adequado: De protótipos em poucos dias a milhões de peças; o custo depende do número de chapas, não da complexidade da peça
Custo de ferramental e máquinas: Ferramental muito baixo: um fotolito custa algumas centenas de dólares; a linha de corrosão e o manuseio de produtos químicos são o investimento de verdade
Velocidade: A corrosão normalmente remove alguns centésimos de milímetro por minuto de cada lado; uma chapa fina passa em minutos

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Sem rebarbas, sem calor, sem tensão no metal
A dureza não importa
Ferramental barato que muda em horas
A complexidade sai de graça: 10 furos ou 10.000 custam o mesmo

Limites

Só chapa fina, normalmente abaixo de cerca de 2 mm
Os furos não podem ser muito menores que a espessura da chapa
As bordas não ficam perfeitamente em esquadro: leve rebaixo e crista
Os produtos químicos corrosivos exigem manuseio cuidadoso e tratamento de resíduos

Onde é usado

EletrônicaLead frames, blindagens, contatos, estênceis para pasta de solda
AeroespacialRevestimentos de fuselagem e asas usinados quimicamente, calços, filtros
Automotivo e energiaPlacas de células a combustível, grades de baterias, sensores, placas de trocadores de calor
MedicinaLâminas cirúrgicas, telas implantáveis, filtros
Bens de consumoLâminas de barbeador, grades de alto-falante, peças de relógio, placas decorativas
Hobby e joalheriaDetalhes de kits de modelismo, joias corroídas, plaquetas de identificação

Como reconhecê-lo

Uma peça de metal muito fina com furos ou desenhos incrivelmente delicados.
Bordas de corte lisas e sem rebarbas; sob uma lupa, uma leve crista corre pelo meio da espessura.
Minúsculas marcas de pontes em volta do contorno, onde a peça estava presa na chapa.
Letras ou logotipos rebaixados até metade da espessura da chapa (meia-corrosão) em plaquetas e peças de modelismo.

Compare com

Corte a laser6.2também não precisa de ferramental duro, mas aquece a borda e corta um detalhe por vez; a corrosão corta todos os detalhes de uma vez.Puncionamento6.1mais barato por peça em volumes enormes, mas precisa de uma matriz temperada e deixa rebarbas.Fotolitografia13.2a mesma ideia de luz e máscara, reduzida à escala dos padrões dos microchips.

Assista

Precision Micro · Cada etapa do processo, explicada com clareza

United Western Enterprises Inc. · Um passeio por uma oficina real de fotocorrosão

NW Etch · Imagens de produção do revestimento, da exposição e da corrosão

Advanced Chemical Etching Ltd · Uma linha completa de produção de corrosão em uma fábrica

Veja fotos reais

Wikipedia: Usinagem fotoquímica — etapas, materiais e aplicações
Wikipedia: Fresagem química — maskant, riscagem, imersão em tanque e usos aeroespaciais
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

Uma máscara impressa com luz decide onde o agente corrosivo dissolve o metal.
Serve para chapa fina com padrões delicados e complexos, e não deixa rebarbas nem dano por calor.
Procure furos muito finos, bordas sem rebarbas e uma leve crista no meio da espessura.