Fototrawienie

Witam

Fototrawienie jest procesem który pozwoli nam na wykonanie bardzo małych i precyzyjnych elementów z blachy mosieżnej jak i z nowego srebra (alpaka). Metodą trawienia uzyskujemy elementy które w normalnych warunkach nie będziemy w stanie wykonać. Gotowe elementy możemy też kupić lub zamówić. Ale najwięcej satysfakcji da nam wykonanie samemu takich elementów.

Do wykonania będziemy potrzebować kilku rzeczy i oczywiście dostępu do komputera oraz programu w którym przygotujemy nasz projekt blaszek jakie potrzebujemy.

A więc tak

• komputer z programem Corel Draw lub podobnym (ewentualnie poprosimy kogoś kto nam to zaprojektuje).
• Drukarka atramentowa o w miarę dobrej rozdzielczości
• folia bezbarwna do drukarek atramentowych (żadne inne folie w grę nie wchodzą mija się z celem kombinowanie  bo nic to nie da)
• Emulsja światłoczuła Positive 20 -dostępna w każdym porządnym sklepie elektronicznym
• blaszka mosiężna grubość w zależności od potrzeb ale najlepiej wychodzi na grubościach od  0,1 mm do 0,3 mm
• szyba cienka najlepsza to kwarcowa gdyż zwykła szyba ma ograniczoną przepuszczalność  UV (ultrafioletu) Szybę taką możemy odzyskać z starego nieużywanego skanera
• źródło światła UV. I tutaj miałem największy problem bo zakup żarówki porządnej UV jest dość kosztowny cena ok 230 zł. Najlepsza w opinii expertów jak zalecana przez producenta emulsji to  UV Osram Ultra-Vitalux . Ja osobiście   korzystałem  na początku z zwykłego halogena 500 W ale miałem problem z powtarzalnością naświetlania, albo nie doświetlałem albo prześwietlałem wiec zrezygnowałem z tego kosztownego źródła światła, 500 W to sporo ciepła wydziela.  Mając pod nosem sklep akwarystyczny i po przejrzeniu oferty zdecydowałem sie na świetlówkę SUN-GLO o mocy 15 W, okazuje sie że powyższa świetlówka promieniuje nie tylko w zakresie swiatła widzialnego ale również  w zakresie UV. Jak wiadomo czułość emulsji  największa jest  zakresie 360 nm do 430 nm a jak widać na poniższym wykresie świetlówka bardzo ładnie emituje UV w zakresie 400 nm do 430 nm co w zupełności wystarcza. przy użyciu 1 świetlówki w odległości ok 15 cm naświetlam ok 12 do 14 min. Efekty sa niesamowite i raczej z źródłem UV  nic już kombinował nie będę.

Osobiście wykonałem dla siebie  naświetlarkę z starego skanera oraz starego solarium Philipsa  do twarzy.

• wywoływacz do emulsji. Najprościej wywoływaczem jest Wodorotlenek sodu popularnie nazywany sodą kaustyczną lub ługiem sodowym NaOH. Kupić można w każdym porządnym sklepie chemicznym.  Na allegro zapłacimy 7 zł za 1000 gram.
•   roztwór do trawienia. W zasadzie korzystam z trójchlorku żelaza (FeCl3)    Jest to dość skuteczny i chyba najpopularniejszy  do wytrawiania. Należy pamiętać że jest to substancja żrąca i trzeba zachować wszelkie możliwe środki bezpieczeństwa (pracujemy w okularach i rękawiczkach gumowych i w miarę przewiewnym pomieszczeniu, bardzo plami ubrania! ). Na jeden litr roztworu daje ok 250 gram do 300 gram trójchlorku żelaza. W zależności od zużycia roztworu trawimy element ok kilkunastu minut do kilku godzin. Temperatura roztworu najlepsza to ok 30 do 45 stopni. Ja używam zwykłej grzałki akwariowej do podgrzewania roztworu. W przypadku delikatnych cienkich blaszek  lepiej będzie jak użyjemy do trawienia roztworu z nadsiarczanem sodu. Kąpiel musi być rozgrzana  do ok 40 stopni ale za to trawi mniej agresywnie i bardziej równomiernie. Można go kupić w sklepach elektronicznych pod nazwą B327.
• Naczynie do wytrawiania. Do tego celu nadaje sie każde szklane naczynie np akwarium lub słoik. Ja zbudowałem sobie małe akwarium z plexiglas o wymiarach 20 cm szerokość15 cm wysokość 6  cm  głębokość z szerszą podstawą. Zaletą tak małego i wąskiego naczynia jest mniejsza pojemność czyli nie będziemy musieli od razu rozrabiać 4 litrów roztworu.

 

Tak wygląda obecnie moja wytrawiarka :

 

Gdy już wszystko będziemy mieli przystępujemy do pracy.

Najważniejsza sprawa to dobrze rozrysować płytkę aby w miarę z jak najmniejszej powierzchni uzyskać maksimum elementów. Rysunek ma być pozytywowy czyli elementy które narysujemy mają na blaszce pozostać ! . Wszelkie powierzchnie które nie wykorzystujemy też należy zaczernić. Rysunek ma być czarno biały, żadnych odcieni czy też kolorów po prostu czarno biały.

Rysunek robimy 2 razy z tym że drugi będzie jako lustrzane odbicie. Będzie nam to potrzebne do złożenia foli w kanapkę aby blacha miała klisze z dwóch stron. Powyższy rysunek pokazuje jak powinien wyglądać taki projekt. Gdy już projekt mamy gotowy drukujemy go w jak najlepszej jakości  na drukarce na foli bezbarwnej przeznaczonej do drukowania w atramentówce.  Drukowanie w jak najlepszej jakości ma na celu dokładny wydruk i dobre pokrycie foli tuszem co ma zasadnicze znaczenie. w tym przypadku nie ma sensu drukowanie na ekonomicznych wartościach bo jakość tego druku nie pozwoli nam na poprawną pracę. Folie po wydrukowaniu najlepiej zostawić na 24 godziny żeby tusz  dobrze wysechł, jak będzie wydruk wilgotny to tusz będzie się przyklejał do emulsji i uszkodzi nam emulsje. Gdy już uporamy sie z projektem i folią czas na przygotowanie blachy. Blachę docinamy do rozmiaru naszego rysunku, nie więcej i nie mniej. Gdy już mamy gotową blachę wymiarowaną teraz papierkiem ściernym o gradacji 1000 należy naszą blachę zmatowić tak aby powierzchnia była gładka i jednorodna.   Następnie zakładamy gumowe rękawiczki czyste i acetonem lub Cilitem oczyszczamy i odtłuszczamy naszą blaszkę z obydwóch stron. Nie wolno paluchami jej dotykać gdyż emulsja jest dość wredna i nie lubi miejsc natłuszczonych jak i kurzu. Trzeba dopilnować aby miejsce gdzie będziemy malować emulsją było wolne od kurzu i drobinek. Nadszedł czas pomalowania emulsją naszej płytki.  Pomieszczenie powinno być zaciemnione ale nie w zupełności ciemność najlepiej półmrok a i należy wszelkie źródła światła jarzeniowego wyłączyć. w tych warunkach należy spryskać zdecydowanym ruchem naszą płytkę Positivem 20 (jest w spray) Pryskamy raz najlepiej prowadząc dysze w układzie litery Z, nie poprawiamy już bo to nam nie wyjdzie . Malować najlepiej  w chłodnym pomieszczeniu aby emulsja mogła się płynnie rozłożyć na całej płytce. Ja maluje blachę podkładając klocek drzewa pod spód aby w momencie jak pomaluje nie musiał blachy do łapek brać. Następnie klocek drewna z pomalowaną blachą wkładam do pudełka od obuwia i zamykam aby było w ciemności. Emulsja po ok 30 min zasycha na tyle że można będzie ją przenosić.  po 30 min pudełko wstawiam do piekarnika ustawiam temperaturę 50 stopni i przez 15 min wygrzewam w piekarniku. Ważne żeby temperatura nie była wyższa niż 70 stopni  bo uszkodzimy emulsje. Po wyjęciu z piekarnika pudełka  znów udajemy się do naszej ciemni i czekamy aż płytka ostygnie po czym wyjmujemy ją z pudełka odwracamy na drugą stronę i malujemy znów  i znowu  w pudełko i po 30 min wkładamy do piekarnika na 25 min nie przekraczając 50 stopni wygrzewamy.  To jest najtrudniejsza cześć naszej pracy, poprawne pokrycie emulsją naszej blaszki jak i suszenie ma zasadnicze znaczenie na efekt pracy końcowej i na jakość blaszek. Gdy blaszka jest już pokryta emulsją i wysuszona  to teraz kładziemy kawałek szyby  i na to naszą folie wcześniej wydrukowana drukiem do góry i kładziemy na niej naszą blaszkę i przykrywamy folią drukiem do dołu i na to przykrywamy szybą.  Tworzy nam sie swojego rodzaju “kanapka”,  ważne aby folia dolna i górna była idealnie złożona i rysunki się pokrywały. Ja folie składam razem i kawałkiem taśmy klejącej łącze aby się nie przesuwały. Gdy już mamy naszą “kanapkę” gotową ściskamy to klipsami tak jak na zdjęciu.

tak przygotowani jesteśmy gotowi na naświetlanie. Ja jarzeniówkami naświetlam tak jak napisałem od 12 do 14 min z każdej strony, następnie   wyjmujemy naszą blaszkę z tej kanapki i do pudełka na 10 min aby emulsja mogła chemicznie się utrwalić.   Teraz przygotujemy roztwór wywoływacza. Wodorotlenek sodu daje w ilości 4 gram na litr roztworu. Trzeba uważać bo pomimo rozcieńczenia ług sodowy jest silnie żrącą substancją.  gdy  już roztwór gotowy to do jakiegoś plastikowego płaskiego pojemnika wlewamy i wkładamy tam naszą blaszkę najlepiej jakimś drewnianym klipsem. Ruchem kolistym poruszamy pojemniczkiem aby nasza blaszka była cały czas płukana w tym roztworze. Robimy to maksymalnie do 3 min. Jeżeli w ciągu pierwszej minuty lub drugiej nie będziemy widzieli zmian na naszej blasze to może oznaczać że :

1. roztwór za słabe stężenie   ma
2. zbyt słabo naswieliliśmy naszą emulsję

jeżeli cała emulsja spłynie to

1. za duże stężenie roztworu
2. prześwietlona emulsja

Mnie za pierwszym razem się nie udało, dopiero po 4 lub 5 próbie miałem pozytywne rezultaty. Tak więc nie należy się zniechęcać a tylko wyciągać wnioski z popełnionych błędów. Poniższe zdjęcie obrazuje jak wygląda blaszka po wywołaniu.

Gdy  już nasza blaszka będzie wyglądać tak jak na zdjęciu należy ostrożnie nie dotykając emulsji wypłukać w bieżącej wodzie. Teraz pozostało nam tylko wytrawienie naszej blaszki.   Wkładamy ją do wczesnej przygotowanengo roztworu trawiącego i czekamy cierpliwie aż sie wytrawi. Gdy to już się stanie wyjmujemy nasz blaszkę pukamy pod bieżącą wodą i acetonem zmywamy resztki emulsji.

I tak dobrnęliśmy do końca naszego procesu poniżej zamieszczam jak wygląda gotowy element wytrawiony z naszej blaszki.

blacha 0,1 mm

 

blacha 0,3 mm

 

 

Blacha 0,2 mm

Nowa metoda z folia światłoczuła

Główna zmiana  polega na zastosowaniu nowej technologii światłoczułej jaka jest obecnie dostępna czyli folii światłoczułej termozgrzewalnej zamiast dość uciążliwego lakieru Positive 20.   Pozostałe procesy się nie zmieniają.

Folie bez problemu możemy zakupić na allegro pod nazwą folia światłoczuła do PCB

 

Pozdrawiam i życzę udanych eksperymentów.

Roman Kraska