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Herz Ätztechnik Ätzen statt stanzen

| Autor: M.A. Frauke Finus

Früher am Reißbrett heute am Computer bringt der Konstrukteur seine Ideen zu Papier. Dafür muss er wissen, was er wie realisieren kann. Eine oft unbekannte Fertigungstechnik für kleinste und filigranste Bauteile ist das Ätzen.

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Das sogenannte Reel-to-Reel, also Ätzen vom Band, ist besonders für mittleren und großen Stückzahlen und eine anschließende automatische Weiterverarbeitung geeignet.
Das sogenannte Reel-to-Reel, also Ätzen vom Band, ist besonders für mittleren und großen Stückzahlen und eine anschließende automatische Weiterverarbeitung geeignet.
(Bild: Herz)

Fast alle industriell produzierten Gegenstände werden von Konstrukteuren erdacht oder zumindest aus vagen Ideen anderer der Realisierung zugeführt. Die Ideen führen zuerst zu einem Entwurf, der dann immer weiter ausgearbeitet wird. Endergebnis sind technische Zeichnungen, einschließlich Zusammenbauzeichnungen und Stücklisten, die alle für die Fertigung des Produkts notwendigen Material-, Bearbeitungs-, Maß- und Toleranzangaben enthalten. Außerdem bedenkt der Konstrukteur natürlich die ihm zur Verfügung stehenden Fertigungstechniken, die eine Realisierung überhaupt erst ermöglichen. Basierend auf der Überlegung, wie ein Bauteil gefertigt werden könnte, wird dieses erst konstruiert. In der Branche der Blech- und Rohrbearbeitung sind alle Fertigungstechniken hinlängliche bekannt, es kommen nur selten Neuerungen dazu.

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Eine neue Fertigungsmöglichkeit, dies sich seit einigen Jahren abzeichnet, ist der 3D-Druck. Mit dem selektiven Lasersintern (SLS), dem selektiven Laserschmelzen (SLM) oder dem Laser-Auftragsschweißen seien hier drei der möglichen Metall-3D-Druckverfahren genannt. Eine wirtschaftliche Serienfertigung steckt noch in den Kinderschuhen, doch die Forschung und Entwicklung der Maschinen- und Anlagenbauer ist in vollem Gange. So hat Trumpf in diesem Jahr seinen 3D-Metalldrucker Tru Print 1000 auf der Messe Additive Manufacturing Europe vorgestellt. Der Tru Print 1000 ist ein Laser Metal Fusion (LFM) 3D-Drucker, der Objekte schichtweise (additiv) aufbaut, indem Metallpulver mit einem Laser geschmolzen wird. Es lassen sich komplexe Objekte drucken, die zum Beispiel Hohlräume und Kanäle besitzen. Der 3D-Druck der Metallobjekte erfolgt als ganzes Stück. Mit 3D-Druck sind bereits im Konstruktionsansatz völlig neue Geometrien und damit auch Bauteile realisierbar.

Oft sind nicht alle Fertigungstechniken bekannt

Aber sind wirklich alle Fertigungstechniken immer bekannt? Wissen allen Konstrukteure wirklich über jede Möglichkeit zur Bauteilrealisierung Bescheid, sodass sie diese auch berücksichtigen können? Ein alternatives Verfahren zum Stanzen ist oft unbekannt: das Ätzen.

So genannte Formätzteile sind meist kleinste Metallteile aus dünnem Material, zum Beispiel filigrane Flachfedern. Neben Bauteilumrissen können auch Oberflächen definiert strukturiert werden. Es können beispielsweise neben der kompletten Durchätzung gleichzeitig auch feinste Kanäle in das Metall geätzt werden. Großflächige Anätzungen können auch integriert werden. Die Tiefe dieser Anätzungen lässt sich dabei mit einer Genauigkeit im hundertstel Millimeter-Bereich kontrollieren. Die Präzision solcher Teile ist außergewöhnlich hoch. Der effiziente Fertigungsprozess ist für Materialstärken von 0,01 bis 0,8 mm geeignet. Den Ursprung hat das Ätzen in der Halbleitertechnik. Hier wird das Ätzen von Materialien bei der Herstellung von mikroelektronischen Schaltungen oder Bauelementen der Mikrosystemtechnik genutzt. Heute ist ein Einsatz dieser Fertigungstechnik praktisch in allen Branchen Realität: Elektronik (Abschirmgehäuse, Kontaktfedern, Steckverbinder), Medizin (chirurgische Sägeblätter, Röntgengitter), Modellbau, Luft- und Raumfahrt (Lüftungsgitter, Bauteile für Radaranlagen und Kommunikationseinheiten) oder auch Automotive (Zylinderkopfdichtungen, Federn, Lautsprechergitter).

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M.A. Frauke Finus

M.A. Frauke Finus

Leitende Redakteurin, Redaktion @blechnet.com