Chiedi all'esperto di stampaggio: come stampano gli elementi non stampabili?

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D: Abbiamo ricevuto una richiesta di preventivo da uno dei nostri maggiori clienti per una parte in acciaio inossidabile di grosso volume e spessore sottile, ma le dimensioni delle caratteristiche sono troppo piccole per essere stampate per il nostro livello di comfort. Abbiamo paura dei punzoni fragili e delle minuscole cavità delle matrici che saranno necessarie nei nostri utensili, nonché delle rotture, della manutenzione costosa e dei tempi di fermo macchina eccessivi che sicuramente si verificheranno. Hai qualche consiglio da darci prima di rinunciare a questa opportunità “impossibile”?

R: Di fronte a quello che sembra un incubo nella progettazione dei componenti, potresti prendere in considerazione l'incisione fotochimica, nota anche come lavorazione fotochimica. L'incisione fotochimica del pannello è un modo economico per fabbricare una quantità media di parti da valutare prima di costruire uno strumento di produzione.

La bellezza di questo processo è che le caratteristiche fini sono molto di routine e le parti complesse piccole o grandi possono essere fabbricate facilmente. I costi degli utensili sono una frazione del costo degli utensili duri e le modifiche alla progettazione possono essere apportate rapidamente. Poiché l'utensileria è basata sull'ottica, la complessità della parte non determina un costo dell'utensile più elevato come accade nello stampaggio convenzionale.

Inoltre, il processo è privo di bave e stress, quindi non viene introdotta alcuna distorsione aggiuntiva. È possibile creare una moltitudine di piccoli fori e caratteristiche contemporaneamente, senza perforare progressivamente un set alla volta. Il materiale temperato può essere inciso: una sfida per gli utensili duri.

Le potenziali dimensioni e tolleranze delle caratteristiche dipendono in gran parte dallo spessore della materia prima. Per comodità, i rapporti possono essere utilizzati per la progettazione preliminare. I diametri dei fori possono essere 1,2 volte lo spessore o superiore. La distanza tra le caratteristiche può essere pari o superiore a 1,0 volte lo spessore. La tolleranza su alcune caratteristiche può arrivare fino a ± 5 µm, a seconda delle dimensioni della caratteristica e dello spessore del materiale. Incidere una caratteristica solo da un lato può produrre un bordo affilato, canali di flusso, una connessione semi-incisa per la rimozione manuale della parte o testo per l'identificazione permanente della parte.

Il metallo inciso chimicamente viene lavorato utilizzando tecniche simili a quelle utilizzate nella produzione di circuiti stampati. Entrambe le superfici del metallo sono rivestite con fotoresist e posizionate tra due pezzi di pellicola o vetro modellato (a seconda della precisione richiesta). Il metallo è esposto alla luce UV e, una volta sviluppato il materiale, il resist non esposto viene rimosso per creare aree di metallo nudo che l'incisione rimuove. Dopo l'attacco, il resist rimanente viene rimosso e la parte finita viene pulita e asciugata.

Questo processo risulta particolarmente efficace quando viene utilizzata l'incisione continua o da bobina a bobina. Questo metodo utilizza gli stessi passaggi dell'incisione su pannello ma può elaborare bobine continue di materiale, proprio come una matrice per stampaggio progressiva. È possibile produrre più fili contemporaneamente e poi avvolgirli su bobine. Queste bobine possono quindi essere utilizzate per operazioni successive come placcatura, formatura, stampaggio o saldatura. Si tratta di un metodo economico per la produzione in grandi volumi di parti metalliche complesse e particolarmente adatto per un assemblaggio senza problemi della lavorazione e dell'automazione a valle.

L'incisione fotochimica può essere utilizzata per applicazioni comuni non facilmente realizzabili con altri metodi di fabbricazione:

Questa tecnologia di fabbricazione non è limitata dal settore applicativo. I produttori dei settori automobilistico, medico, elettronico, aerospaziale e dei dispositivi di consumo spesso utilizzano questa tecnica a proprio vantaggio.

Mille grazie a Domenic Federici, manager dello sviluppo aziendale presso Interplex Etch Logic ad Attleboro, Massachusetts, per la sua assistenza con questa risposta.