Kas yra cheminis ėsdinimas?
(1) Cheminio ėsdinimo principai ir charakteristikos
Cheminis ėsdinimas yra proceso metodas, kurio metu apdirbamos dalys veikiamos cheminėje terpėje, kurioje vyksta cheminė reakcija, dėl kurios detalės medžiaga rūdija ir ištirpsta, taip įgaunant reikiamą formą ir dydį. Cheminio ėsdinimo metu neapdorojamos ruošinio paviršiaus dalys pirmiausia turi būti padengtos korozijai atsparia danga. Tada ruošinys panardinamas į ėsdinimo tirpalą arba ėsdinimo tirpalas užtepamas ant ruošinio paviršiaus, pašalinant iš atvirų vietų, kad būtų pasiektas apdorojimo tikslas.
Cheminiu ėsdinimu galima apdoroti ir metalines, ir nemetalines (pvz., stiklo, skalūno ir kt.) medžiagas, jam neturi įtakos apdorojamos medžiagos kietumas ir fiziniai pokyčiai nesukelia. Po apdorojimo paviršius neturi įbrėžimų, nesideformuoja ir nesukietėja. Bet koks paviršius, į kurį gali prasiskverbti ėsdinimo tirpalas, gali būti apdorotas, todėl jis tinka paviršiams, kuriuos sunku apdirbti mechaniškai. Apdorojimo metu nereikia jokių spaustukų. Kadangi ėsdinimo tirpalas ir garai teršia aplinką ir kenkia įrangai bei žmonių sveikatai, apdorojimo metu reikia imtis atitinkamų apsaugos priemonių.
Cheminis ėsdinimas dažniausiai naudojamas formų gamyboje, kad būtų galima apdoroti plastikinių formų ertmių paviršiaus raštus, dizainą ir tekstą, o foto{0}}graviravimas yra plačiausiai naudojamas.
Foto{0}}ėsdinimas apima reikiamo vaizdo fotografavimą ant fotografinio negatyvo, o tada vaizdas ant negatyvo per fotocheminę reakciją nukopijuojamas ant formos ertmės darbinio paviršiaus, padengto šviesai jautria emulsija (emulsija). Eksponuotas plėvelės sluoksnis tampa netirpus vandenyje ir padidėja jo atsparumas korozijai. Neeksponuotas plėvelės sluoksnis yra tirpus vandenyje; nuplovus vandeniu, kad būtų pašalintas neeksponuotas plėvelės sluoksnis, dalis metalo atidengiama. Panardinus į ėsdinimo tirpalą, gaunami reikiami raštai ir dizainai.
(2) Cheminis ėsdinimo procesas
Nuotraukų-graviravimo procesas yra toks:
Original Drawing -> Photography -> Reverse Mounting of Negative -> Hardening of Film -> De-coating -> Etching ->Apipjaustymas.
① Originalus piešinys ir fotografijaReikalingas grafikas ir tekstas ant popieriaus piešiami pagal tam tikrą proporciją, kuri sudaro originalų brėžinį. Tada, naudojant specializuotą fotografinę įrangą, originalus piešinys nufotografuojamas, kad jis būtų sumažintas iki reikiamo dydžio ant fotonegatyvo. Plėvelės, sukurtos tekstui išgraviruoti ant muilo dėžutės ertmės, pavyzdys parodytas 6-3 pav.
② Šviesai jautri emulsijaYra daug šviesai jautrių emulsijų formulių, dažniausiai naudojama polivinilo alkoholio (PVA) šviesai jautri emulsija. Šviesai jautrios emulsijos veikimo principas yra toks:
Polivinilo alkoholis ir amonio dichromatas nevyksta cheminės reakcijos vienas su kitu. Polivinilo alkoholis pasižymi tuo, kad jis lengvai tirpsta vandenyje, bespalvis, skaidrus ir pasižymi lipnumo savybėmis. Vandeniui išgaravus, susidaro plona plėvelė, tačiau ją galima pašalinti nuplaunant arba nuvalius vandeniu. Amonio dichromatas yra šviesai jautri medžiaga, kuri po šviesos, įjautrinimo ir vystymosi sunkiai ištirpsta vandenyje. Jis susijungia su polivinilo alkoholio mišiniu ir sudaro ploną plėvelę, kuri gana tvirtai prilimpa prie formos paviršiaus. Neeksponuotas dalis, kuriose vis dar vyrauja polivinilo alkoholis, galima nuplauti vandeniu ir nuvalyti sugeriančia vata. Šviesai jautri emulsinė plėvelė, prilipusi prie formos paviršiaus, po sukietėjimo turi tam tikrą atsparumo korozijai lygį, apsaugodama metalą nuo korozijos.
③ Išgraviruoto paviršiaus valymasPrieš dengiant emulsiją, formos paviršius turi būti nuvalytas. Iš mažų formelių aliejus gali būti pašalintas kaitinant jas 10 % NaOH tirpale, po to nuplaunant švariu vandeniu.
Didesnėms formoms jos iš pradžių verdamos 10 % NaOH tirpale ir nuplaunamos, o po to dar kartą perplaunamos verdančiu vandeniu. Išvalius formą, prieš tepant emulsiją, reikia kepti elektrinėje krosnyje iki maždaug 50 laipsnių; kitu atveju šviesai jautri emulsija gali lengvai nusilupti. Išvalyta pelėsių ertmė parodyta 6-4 pav.
④ Emulsijos užtepimasEmulsiją galima naudoti purškiant tamsioje patalpoje degant raudonai šviesai. Pelėsio sritis, kurioms reikalingas šviesai jautrus vaizdas, turėtų būti purškiamas pakartotinai, intervalas tarp sluoksnių, priklausomai nuo kambario temperatūros, -trumpesnis, jei temperatūra yra aukštesnė, ir ilgesnė, kai temperatūra žemesnė. Reikia pasirūpinti, kad būtų užtikrinta vienoda danga. Formos ertmė po emulsijos užtepimo parodyta 6-5 pav.
⑤ Fotografinio negatyvo pritvirtinimasParuoštą fotonegatyvą padėkite lygiai ant graviruojamo paviršiaus, išlyginkite paviršių, prispauskite negatyvą stiklo gabalėliu statmenai paviršiui ir pritvirtinkite negatyvą permatoma lipnia juosta. Apvalioms arba išlenktoms vietoms negatyvui priklijuoti galima naudoti baltą vazeliną. Formos ertmės konstrukcijoje reikia atsižvelgti į patogumą pritvirtinti plėvelę iš anksto; jei reikia, ertmė gali būti suprojektuota kaip įdėklo konstrukcija. Formos ertmė pritvirtinus plėvelę parodyta 6-6 pav.
⑥ EkspozicijaRuošinio plotas, kuris buvo padengtas ir prie kurio pritvirtintas negatyvas, veikiamas ultravioletinės šviesos šaltiniu (pvz., gyvsidabrio lempa), kad šviesai jautri emulsinė plėvelė ant ruošinio paviršiaus būtų jautrinama pagal vaizdą. Šio proceso metu reikia sureguliuoti šviesos šaltinio padėtį, kad būtų užtikrintas vienodas šviesai jautrios srities ekspozicija. Poveikio trukmė nustatoma remiantis praktine patirtimi.
⑦ Kūrimas ir skalavimasEksponuotas ruošinys panardinamas į karštą 40–50 laipsnių vandenį maždaug 30 sekundžių, kad neeksponuota emulsinės plėvelės dalis ištirptų vandenyje. Pašalinus, šarminiai violetiniai dažai lašinami ant paviršiaus ir tolygiai paskirstomi vystymuisi. Kai atsiranda aiškus raštas, jis nuplaunamas švariu vandeniu, o neatskleistos dalys nuvalomos sugeriančia vata. Galiausiai jis išdžiovinamas karštu oru, kaip parodyta 6-7 pav.
⑧ Plėvelės grūdinimas ir taisymasIšvystyta pelėsio ertmė dedama į elektrinę pastovios temperatūros džiovinimo krosnį 150–200 laipsnių temperatūroje ir kepama 5–20 val. 20 minučių, kad pagerintumėte plėvelės sukibimo stiprumą ir atsparumą korozijai. Jei ant ertmės paviršiaus liko emulsinės plėvelės, kuri nebuvo visiškai pašalinta, ją galima švariai nukirpti peilio galu. Trūkstamas plėvelės vietas reikia pataisyti spausdinimo rašalu.
⑨ Ne{0}}išgraviruotų vietų apsaugaVietas, kuriose nereikia ėsdinti, reikia apsaugoti plėvele, kaip parodyta 6-8 pav.
⑩ OfortasSkirtingoms medžiagoms turėtų būti parinkti skirtingi ėsdinimo sprendimai. Plieninėms formų ertmėms dažniausiai naudojamas vandeninis geležies chlorido tirpalas, kuris gali būti naudojamas panardinant arba purškiant. Jei į geležies chlorido vandeninį tirpalą įpilama atitinkamo kiekio vario sulfato miltelių, kad susidarytų pasta, o po to užtepamas ant ertmės paviršiaus (dangos storis nuo 0,2 iki 0,4 mm), šoninis įsiskverbimas gali būti sumažintas. Kad būtų išvengta įpjovimo (išgraviravimo iš šono), į ėsdinimo priemonę taip pat galima pridėti apsauginės medžiagos arba kanifolijos miltelius galima nušveisti šepečiu ir įterpti į atviro rašto šonines sieneles. Odinimo temperatūra yra nuo 50 iki 60 laipsnių. Priklausomai nuo raštų ir modelių tankio ir gylio, ėsdinimas paprastai turi būti atliekamas 1–3 kartus, o įprastas ėsdinimo gylis yra 0,3 mm.
⑪ Dengimo{0} pašalinimas ir apdailaIšgraviruota formos ertmė nuvaloma lako tirpikliu ir pramoniniu alkoholiu. Plastilinas gali būti naudojamas teksto atspaudui paimti, kad būtų patikrintas ėsdinimo efektas, kaip parodyta 6-9 pav. Visos sugedusios vietos yra retušuojamos vietoje, o po to atliekamos antrinis ėsdinimas arba mechaninis remontas. Užbaigus ėsdinimą, šviesai jautrią emulsiją, prilipusią prie paviršiaus, reikia nuplauti NaOH tirpalu, kad apsauginis sluoksnis sudegintų, po to kelis kartus nuplauti vandeniu. Tada jis džiovinamas ventiliatoriumi ir padengiamas alyvos plėvele, taip užbaigiant visą procesą. Tekstas ant gatavos formos ertmės pjūvio parodytas 6-10 pav. Gamybos vietos apdorojimo vaizdo įrašą galima rasti aplanke „Case Videos“, esančiame Kinijos universiteto MOOC išteklių bibliotekos „Pelėsių gamybos technologija“ faile „Drying Text.mp4“ (kurso numeris: 0802SUST006).
