Mesin kimia adalah proses pembersihan dan pengelaran logam dari area yang telah ditentukan sebelumnya tanpa mengubah integritas atau properti logam melalui proses fotokimia. Proses ini terutama digunakan untuk membuat bagian logam tipis kecil dengan desain kompleks tanpa terbakar atau stres pada bagian-bagian tersebut.
Proses dimulai dengan membersihkan kotoran dan minyak dari logam. Sebuah photoresist diterapkan dan dipanaskan untuk memastikan aplikasi yang merata. Lukisan kerja kemudian diletakkan di atas lembar logam yang sudah disiapkan dan diekspos kepada cahaya ultra-violet, menghasilkan resolusi dan spesifikasi pengelaran yang diinginkan.
Lukisan kerja kemudian dilepas dan resist siap untuk dikembangkan atau dilepaskan. Pada titik ini, logam siap untuk dielut dengan merendam lembarnya dalam larutan kimia yang melarutkan semua materi yang tidak merupakan bagian integral dari bagian tersebut. Setelah pengelaran selesai, resist dilepaskan dan bagian logam dibersihkan, diperiksa, dan dikemas.
Proses Mesin Kimia
Berbagai proses mesin kimia adalah sebagai berikut:
1. Pembersihan
Dalam proses pembersihan, workpiece dibersihkan untuk menghilangkan minyak, lemak, debu, atau zat apa pun dari workpiece sehingga proses lanjutan dapat diselesaikan dengan baik.
Pembersihan diperlukan untuk memastikan perekat material masking yang baik ke workpiece. Dalam kasus debugging masking, terjadi pengelaran yang tidak diinginkan.
Berbagai jenis proses pembersihan seperti degradasi uap, pengelaran alkaline, dll., seperti maskant, dilakukan tergantung pada material kerja dan kedalaman pengolahan yang diperlukan. Pembersihan material workpiece poros sulit dilakukan.
Ada terutama dua metode pembersihan, metode mekanis dan kimiawi. Metode kimiawi banyak digunakan karena menyebabkan kerusakan yang jauh lebih sedikit daripada metode mekanis.
Jika masked lebih tebal dan lebih tipis dan dibersihkan secara kimiawi, maka bagian yang lebih tipis atau dibersihkan dari masked akan diperhalus. Memanaskan proses pembersihan membantu.
2. Masking
Masking dilakukan menggunakan masking. Masker ini bersifat inersial dan tidak bereaksi dengan kimia yang digunakan dalam proses pengolahan. Masked yang digunakan harus merupakan masker stripe yang mudah dilepaskan.
Dalam proses masking ini, bagian workpiece yang tidak diolengkapi di-mask menggunakan masker sehingga bagian yang diolengkapi terpapar dengan kimia yang digunakan dalam proses pengolahan. Namun saat proses masking dilakukan, seluruh workpiece di-mask.
Masker diterapkan pada salah satu dari tiga metode di bawah ini:
Metode cut and peel.
Metode screen.
Metode photoresist.
3. Scribing
Setelah proses masking, masking dilakukan untuk menghapus dari area workpiece yang akan diolengkapi sehingga reaksi kimia dapat terjadi pada bagian tersebut dari workpiece. Setelah proses scribe, hanya area-area yang akan diolengkapi yang terpapar dengan mesin kimia.
4. Etching
Setelah workpiece difilter, itu direndam dalam wadah yang berisi kimia yang bereaksi secara kimiawi dengan workpiece.
Ketika workpiece direndam di dalam kimia, area yang di-mask tidak bereaksi secara kimiawi, dan area yang tidak di-mask bereaksi secara kimiawi dengan kimia dan materi area yang tidak di-mask dari workpiece. Saya akan mulai menjauh darinya.
Proses etching biasanya dilakukan pada suhu yang lebih tinggi. Gelembung gas tidak boleh diperbolehkan terperangkap selama proses untuk menghindari pengolahan yang tidak merata.
5. Demasking
Setelah proses etching, masker dilepaskan dari area workpiece yang tidak diolengkapi, dan lapisan oksida juga dilepaskan dari area workpiece yang diolengkapi.
6. Pencucian
Setelah proses demasking, workpiece dicuci secara menyeluruh di bawah air tawar untuk menghilangkan sepenuhnya zat-zat, dll., dari permukaan workpiece.
Selain semua langkah ini, satu langkah digunakan secara opsional, yaitu Etchant pemanasan dan pendinginan: – Menurut suhu, suhu waiter dipertahankan dalam wadah menggunakan tongkat pemanas atau pendingin.
Jenis Proses Mesin Kimia
Proses dapat diterapkan pada berbagai macam operasi seperti milling, blanking, dan engraving. Berbagai proses mesin kimia dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Chemical Milling
Chemical Blanking
Chemical Engraving
Mesin kimia untuk beberapa tujuan khusus juga dapat dicapai dengan menggunakan gas reaktif, misalnya, jet klorin, di area pengolahan. Ini dikenal sebagai mesin kimia gas atau mesin kimia klorin panas dan dapat digunakan untuk debugging bagian logam.
1. Chemical Milling
Chemical milling atau industrial etching adalah proses manufaktur pengurangan dengan menggunakan bak kimia pengelaran yang suhu diatur untuk menghapus materi dan menciptakan objek dengan bentuk yang diinginkan.
Nama lain untuk chemical etching meliputi photo etching, chemical etching, photochemical etching, dan photochemical machining. Ini terutama digunakan pada logam, meski bahan lain semakin penting. Ini dikembangkan dari proses etching dekorasi baju baja dan pencetakan yang dikembangkan selama Renaisans sebagai alternatif untuk pengukiran pada logam.
Proses pada dasarnya melibatkan pencelupan area pemotongan dalam kimia korosif yang dikenal sebagai etchant, yang bereaksi dengan materi di area yang akan dipotong dan menyebabkan material padat terlarutkan; zat inersia yang dikenal sebagai maskant digunakan untuk melindungi area tertentu dari material sebagai resist.
Aplikasi
Etching memiliki aplikasi dalam industri papan sirkuit cetak dan pembuatan semikonduktor. Ini juga digunakan dalam industri penerbangan untuk menghapus lapisan dangkal materi dari komponen pesawat besar, panel kulit misil, dan bagian ekstrusi untuk bingkai pesawat.
Etching digunakan luas untuk manufaktur rangkaian terpadu dan sistem mikroelektromekanis. Selain teknik cairan standar, industri semikonduktor biasanya menggunakan plasma etching.
2. Chemical Blanking
Chemical blankets, chemical blanking, photo-making, photo vibration, atau photo etching adalah variasi dari chemical milling. Dalam proses ini, materi sepenuhnya dihapus dari banyak area oleh aksi kimia.
Proses ini terutama digunakan pada lembar dan foil mereka. Hampir semua logam dapat dikerjakan dengan proses ini; namun, ini tidak direkomendasikan untuk penipisan materi lebih dari 2 mm.
Workpiece dibersihkan, dikurangi, dan dipilih oleh asam atau alkali. Logam yang dibersihkan dieringinkan, dan material photoresist diterapkan ke workpiece dengan merendam, lapisan putar, atau menyemprotkan. Kemudian dieringinkan dan dikeringkan. Material fotografi telah digunakan untuk menghasilkan gambar yang tahan degradasi dalam material photoresist.
Tipe mask ini sensitif terhadap cahaya dengan frekuensi tertentu, umumnya cahaya ultra-violet, dan tidak terhadap cahaya ruangan. Permukaan ini sekarang diekspos kepada cahaya melalui negatif, yaitu, piring fotografi dari desain yang diperlukan, seperti dalam pengembangan gambar. Setelah ekspos, gambar dikembangkan. Bagian yang tidak diinginkan hancur selama proses pengembangan menunjukkan logam polos.
Logam yang digunakan disimpan dalam mesin, yang disemprotkan dengan zat kimia atau ditambahkan ke slur. Larutan pengelaran dapat berupa asam hidrofluorit (untuk titan) atau salah satu dari banyak kimia lain. Setelah 1 hingga 15 menit, logam yang tidak diinginkan telah dihabiskan, dan bagian yang selesai siap untuk menghapus abu segera.
3. Chemical Engraving
Papan sirkuit cetak, operasi pengukuran lainnya, dan pemotongan desain kompleks dapat di-blank secara kimiawi menggunakan maskant photoresist.
Logam sangat tipis (0.005 mm) dapat diupas dengan baik.
Ketelitian tinggi dari urutan +0.015 mm dapat dipertahankan.
Tingkat produksi tinggi dapat dicapai menggunakan teknik fotografi otomatis.
Aplikasi Mesin Kimia
CHM telah diterapkan dalam sejumlah penggunaan di mana kedalaman pengelaran logam sangat penting hingga beberapa mikron, dan toleransi ketat.
Finishing permukaan yang diperoleh dalam proses berada dalam kisaran 0,5 hingga 2 mikron.
Selain itu, ia menghapus logam dari sebagian atau seluruh permukaan bagian yang dibentuk atau berbentuk tidak teratur seperti forgings, castings, extrusions atau formed wrought stock.
Salah satu aplikasi utama mesin kimia adalah dalam pembuatan stempel rumit yang bebas burr.
Keuntungan dan Kerugian Mesin Kimia
Keuntungannya adalah proses ini tidak merusak workpiece, tidak menghasilkan burr, dan dapat dengan mudah digunakan pada material yang paling sulit diolengkapi.
Namun, proses ini lambat, dan oleh karena itu biasanya tidak digunakan untuk menghasilkan jumlah besar atau untuk mengolengkapi material yang lebih tebal dari 2 mm.
Beberapa bagian kecil dibuat 10 hingga 100 sekaligus pada satu plat, yang mempercepat produksi.
