Фотоецване Работа с ултравиолет
Но преди да започнете експозицията, трябва да извършите редица подготвителни процедури: изправете и почистете детайла, нанесете върху него фоторезист и го комбинирайте с фотомаска.
За тези, които имат опит с ецване на печатни платки, тези стъпки няма да създадат много трудности. Ако никога преди не сте се занимавали с фоторезист и ултравиолетови лампи, ще има много въпроси.
В тази статия ще говорим за това как да изберем и обработим правилно детайла, да разберем какво е фоторезист и как да работим с него, да обсъдим нюансите, които трябва да се вземат предвид при прилагането на фотомаска, и да разберем как правилно да организираме процедурата на експозиция.
Така че, ако сте готови, нека започваме.
Подготовка на материала
Както вече беше споменато в основните инструкции, технологията за фотоецване е подходяща за голямо разнообразие от метали. Мед, месинг, алуминий, неръждаема стомана, никел, инконикел, сребро, манган, цинк и титан могат да се използват като материал за детайла. Дебелината на металния лист варира от най-тънкото фолио от 0,01 mm до масивна плоча с дебелина 4 mm.
При производството на гравирани части за модели най-често се използват месинг и мед, по-рядко - сребро, неръждаема стомана и алуминий. Дебелината на листа обикновено е в диапазона от 0,1 до 1,5 mm, но в началото е по-добре да се използват заготовки от 0,2 mm, така че тестовата обработка в разтвора за ецване да не отнема много време.
В нашия случай е по-добре да използвате листов материал. Разбира се, металът на рула е много по-евтин, но тази опция ще бъде икономична само ако планиратепостави производството на офорт "на поток".
Освен това, когато купувате материал на рула, ще трябва да се справите с изправянето. В крайна сметка детайлът трябва да има абсолютно равна и гладка повърхност, върху която фоторезистът и шаблонът ще лежат без най-малки празнини. Само в този случай може да се гарантира перфектно пренасяне на чертежа върху метала.
Следователно, след като откриете най-малката кривина на листа, той трябва внимателно да се изправи. Най-лесният начин за изравняване е да поставите детайла върху гладка, равна повърхност, да го натиснете отгоре с дебела текстолитна плочка и да почукате повърхността му добре с чук. Този метод е подходящ за елиминиране на малка кривина. При тежки дефекти е по-добре да използвате преса.
След пълно подравняване изрязваме метален фрагмент, съответстващ на нашата фотомаска. По-скоро детайлът трябва да е с 1-2 сантиметра по-малък от самата фотомаска, така че рисунката да не излиза извън нейните краища, а кръстообразните маркери да са отвън.
След това трябва внимателно да обработите двете страни на детайла с шкурка - започваме, както обикновено, с едрозърнест и завършваме с финозърнест.
В крайна сметка идеално гладката заготовка трябва да бъде обезмаслена - за това използваме разтворител.
Работа с фоторезист
Преди да преминем към следващата стъпка, нека разберем какво е фоторезист. И така, фоторезистът е светлочувствителен материал, който променя свойствата си при взаимодействие с ултравиолетово лъчение. Нанася се върху детайла в тънък слой, експонира се с фотомаска и защитава съответните части на детайла при обработка в разтвор за офорт.
Спомнете си, че на етапа на производство на фотомаска избрахме положителен технологичен процес и съответно създадохме негативна фотомаска.Следователно в нашия случай фоторезистът трябва да е положителен. След това трябва да решим какъв фоторезист ще използваме: сух или течен. За да направим своя избор съзнателно, разгледайте характеристиките на всеки от тях:
Сух филм фоторезист (тип MPF-VShch):
 |
- същата дебелина на фоточувствителния слой по цялата повърхност на детайла
- не изисква сушене
- нетоксичен
- кратко време на експозиция
- сравнително отнемащ време процес на наслагване (като опция - с помощта на ламинатор)
- възможността за пропуски между работната повърхност и фоточувствителния слой
- нетоксичен
- сравнително рядък в търговията на дребно
Течен фоторезист (тип Позитив-20)
 |
- плътен контакт с работната повърхност - пълна липса на пропуски
- лекота и скорост на приложение
- наличност
- неравномерна дебелина на фоточувствителния слой в различните части на детайла
- токсичност
- необходимостта от сушене (до 24 часа при стайна температура)
- по-дълго време на експозиция
За нашите цели и двата вида фоторезист са добри - всеки по свой начин. Следователно изборът ще зависи от личните предпочитания на всеки.
Все пак трябва да се отбележи, че течният фоторезист е по-фокусиран върху занаятчийското производство, тъй като не изисква допълнително оборудване (като ламинатор) и е изключително лесен за използване.
От друга страна, филмовият фоторезист е малко по-приятен за работа. Първо, материалът е нетоксичен и без мирис (течният фоторезист има силна миризма); в-второ, значително спестява време, изключвайки продължително сушене; и трето, осигурява перфектна точност на експозицията.
Какъвто и тип фоторезист да изберете, не забравяйте, че и двете страни на детайла се нуждаят от фоточувствителен слой.
В случай на течен фоторезист, работата трябва да се извършва с ръкавици и по възможност с респиратор. Емулсията трябва да се нанесе възможно най-равномерно върху цялата площ на детайла. Но лекото удебеляване по краищата на плочата е почти неизбежно. Следователно, когато използвате течен фоторезист, размерът на детайла трябва леко да се увеличи, така че рисунката да не пада върху фрагменти с дебел фоточувствителен слой.
Що се отнася до сухия фоторезист, той трябва да се нанася след отстраняване на един от защитните слоеве и избягване на докосване на светлочувствителния син (понякога зелен) слой.
За плътно прилепване на фоторезиста към плочата, детайлът и филмът се навлажняват обилно с вода и след това внимателно се разточват с гумен валяк, докато влагата и въздушните мехурчета се отстранят напълно.
След това излишният филм трябва да се отреже и заготовката, защитена от двете страни с парчета лъскав картон, се изпраща в ламинатора.
След охлаждане и проверка на качеството на фоточувствителния слой материалът е готов за експониране.
Имайте предвид, че фоторезистът, тъй като е фоточувствителен материал, изисква специални условия за съхранение и употреба. Така че пряката и дори разпръсната слънчева светлина върху повърхността му е крайно нежелателна. Също така не се препоръчва използването на флуоресцентни лампи в работната стая. Като изкуствено осветление на този етап се използват лампи с нажежаема жичка с ниска мощност (оптимално - 40 вата), покрити с абажур или енергоспестяващи лампи с цвяттемпература 2700 К.
Наслагване на фотомаска
Време е да направите фотомаска. Миналия път подготвихме две огледални рисунки, които вече могат да бъдат изрязани от лист А4 и подравнени по маркерите. След това капваме капка прозрачно лепило във всеки от ъглите - получаваме прозрачен джоб. Веднага след като лепилото изсъхне, вмъкваме заготовката в джоба и я подравняваме, като се фокусираме върху чертежа.
Сега трябва да осигурите плътно прилягане на фотомаската към детайла. Наистина, при най-малката вдлъбнатина - дори в стотни от милиметъра - контурите на рисунката могат значително да се изкривят. За да избегнем това, използваме две парчета плексиглас с дебелина 1-2 мм.
Кварцовото стъкло е идеалният вариант: осигурява отлична пропускливост на ултравиолетовите лъчи и има изключително нисък коефициент на пречупване.
След като избрахме притискащите плочи, поставяме нашия детайл между тях. Полученият "сандвич" се затяга по ръбовете с чиновнически скоби или обикновени щипки.
Моля, обърнете внимание, че силата на натиск не трябва да е твърде висока и краищата на плексигласа не трябва да са твърде далеч от краищата на детайла. В противен случай ще получим леко извити притискащи плочи и съответната деформация на изображението. Това обаче не важи за кварцовото стъкло.
Излагане
Кулминацията на етапа е работа с ултравиолетова светлина. За облъчване се нуждаем от източник на ултравиолетово лъчение с дължина на вълната от 330 до 470 nm. Имайте предвид, че ултравиолетовите вълни присъстват дори при обикновена слънчева светлина, но за висококачествена обработка фотомаската ще трябва да бъде извадена в слънчев ден, тъй като стъклата на прозорците абсорбират около 80% от ултравиолетовото лъчение.
И тъй като топлите слънчеви дни не са толкова чести в нашите географски ширини, ще трябва да използвате изкуствен източникултравиолетова радиация. Те включват:
- живачни лампи с високо налягане (DRL) с мощност 500 - 1000 W
- живачно-кварцови лампи (DRSH, PRK, DRT) с мощност около 300 W
- живачни лампи с ниско налягане или ултравиолетови флуоресцентни лампи
 |  |
 |
Първите два варианта са трудни за успешни. Живачните лампи с високо налягане се използват заедно с дросел, стават доста горещи и в случай на филмов фоторезист изискват светкавична реакция на оператора, тъй като експозицията в този случай отнема няколко секунди.
Живачно-кварцовите лампи са много по-удобни за използване, но в никакъв случай не са толкова достъпни - обикновено се продават в специализирани магазини за медицинско оборудване и струват много пари (около 2 хиляди рубли).
Освен всичко друго, когато работите с лампи от типа DRL, DRT, DRSh и PRK, трябва да избягвате директните UV лъчи върху кожата и още повече върху ретината. Ето защо, когато работите с тези източници на светлина, трябва да използвате лични предпазни средства: като специални медицински очила и непрозрачни ръкавици.
В нашия случай обикновена флуоресцентна ултравиолетова лампа би била идеална. Първо, такава лампа струва само стотинки (около 300 рубли). Мощността и температурните условия са повече от щадящи и може да работи във всяка битова лампа с цокъл E27. Разбира се, времето на експозиция в този случай е леко увеличено, но не фундаментално.
Друго голямо предимство на флуоресцентните лампи са нежните предпазни мерки. Въпреки че не се препоръчва да гледате източника на светлина дълго време, не можете да се страхувате от просто удар на ултравиолетово лъчение върху кожата - такива лампи често се използват надискотеки и напълно отговаря на санитарните норми.
Що се отнася до времето на експозиция, то зависи от няколко фактора: вида и марката на фоторезиста, материала и дебелината на стъклото под налягане, вида на UV лампата и разстоянието й от детайла. За съжаление, точното време може да се установи само чрез проба и грешка, но в случай на флуоресцентна лампа и течен фоторезист, средното време на експозиция ще бъде от 5 до 10 минути.
Въпреки това, преекспонирането в този случай не е ужасно, тъй като плътният слой пигмент върху фотомаската гарантира добра защита срещу UV лъчи, а ниската температура на лампата предотвратява прегряването на материалите и топенето на филма.
След като сте избрали подходящото време на експозиция в резултат на експерименти, не забравяйте да обработите своя „сандвич“ от двете страни. Обикновено целият цикъл на експозиция отнема не повече от половин час.
И така, процесът на експониране е завършен и е време да преминем към разработване - тоест отстраняване на осветени полимерни фрагменти от повърхността на детайла. Въпреки това, няма нужда да бързате. Обработката в химически разтвори е отделна тема, която изисква подробно обсъждане. Няма да отегчаваме читателя с изобилие от информация и ще отложим този разговор за следващия път. Между другото, не забравяйте да вземете лични предпазни средства - халат, ръкавици, очила и респиратор - те ще ни бъдат много полезни при работа с офортни разтвори.