النقش الكيميائي الضوئي للمعادن
استخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD)
تبدأ عملية النقش المعدني الكيميائي الضوئي بإنشاء تصميم باستخدام CAD أو Adobe Illustrator.على الرغم من أن التصميم هو الخطوة الأولى في العملية، إلا أنه ليس نهاية حسابات الكمبيوتر.بمجرد الانتهاء من عملية التقديم، يتم تحديد سمك المعدن بالإضافة إلى عدد القطع التي سيتم وضعها على الورقة، وهو عامل ضروري لخفض تكلفة الإنتاج.الجانب الثاني لسمك الورقة هو تحديد تفاوتات الأجزاء، والتي تتوقف على أبعاد الجزء.
تبدأ عملية النقش المعدني الكيميائي الضوئي بإنشاء تصميم باستخدام CAD أو Adobe Illustrator.ومع ذلك، هذه ليست عملية الحساب الحاسوبية الوحيدة المعنية.بعد الانتهاء من التصميم، يتم تحديد سمك المعدن، بالإضافة إلى عدد القطع التي يمكن وضعها على الورقة لتقليل تكاليف الإنتاج.بالإضافة إلى ذلك، تعتمد تفاوتات الأجزاء على أبعاد الأجزاء، والتي تؤثر أيضًا في سمك الورقة.
تحضير المعادن
كما هو الحال مع النقش بالحمض، يجب تنظيف المعدن جيدًا قبل معالجته.يتم فرك كل قطعة معدنية وتنظيفها وتطهيرها باستخدام ضغط الماء ومذيب خفيف.تعمل هذه العملية على إزالة الزيوت والملوثات والجزيئات الصغيرة.يعد ذلك ضروريًا لتوفير سطح أملس ونظيف لتطبيق طبقة مقاومة الضوء للالتصاق بشكل آمن.
تصفيح الصفائح المعدنية بأفلام مقاومة للضوء
التصفيح هو تطبيق الفيلم المقاوم للضوء.يتم نقل الصفائح المعدنية بين بكرات تغطي طبقة التصفيح وتطبقها بالتساوي.لتجنب أي تعرض غير ضروري للأغطية، تتم العملية في غرفة مضاءة بأضواء صفراء لمنع التعرض للأشعة فوق البنفسجية.يتم توفير المحاذاة الصحيحة للأوراق من خلال ثقوب مثقوبة في حواف الأوراق.يتم منع الفقاعات الموجودة في الطلاء الرقائقي عن طريق إغلاق الصفائح بالفراغ، مما يؤدي إلى تسطيح طبقات الصفائح.
لإعداد المعدن للحفر المعدني الكيميائي الضوئي، يجب تنظيفه جيدًا لإزالة الزيت والملوثات والجسيمات.يتم فرك كل قطعة معدنية وتنظيفها وغسلها بمذيب خفيف وضغط الماء لضمان سطح أملس ونظيف لتطبيق الفيلم المقاوم للضوء.
والخطوة التالية هي التصفيح، والذي يتضمن تطبيق فيلم مقاوم للضوء على الصفائح المعدنية.يتم نقل الأوراق بين بكرات لتغليف الفيلم وتطبيقه بالتساوي.يتم تنفيذ العملية في غرفة مضاءة باللون الأصفر لمنع التعرض للأشعة فوق البنفسجية.توفر الثقوب المثقوبة في حواف الصفائح محاذاة مناسبة، بينما يعمل الختم الفراغي على تسطيح طبقات الصفائح ويمنع تكون الفقاعات.
معالجة مقاوم الضوء
أثناء معالجة مقاوم الضوء، يتم وضع الصور من عرض CAD أو Adobe Illustrator على طبقة مقاوم الضوء على الصفائح المعدنية.تتم طباعة عرض CAD أو Adobe Illustrator على جانبي الصفائح المعدنية عن طريق وضعها فوق المعدن وتحته.بمجرد تطبيق الصور على الصفائح المعدنية، تتعرض للأشعة فوق البنفسجية التي تضع الصور بشكل دائم.عندما يسطع ضوء الأشعة فوق البنفسجية عبر المناطق الواضحة من الصفائح، يصبح مقاوم الضوء ثابتًا ويتصلب.تظل المناطق السوداء من الصفائح ناعمة وغير متأثرة بالأشعة فوق البنفسجية.
في مرحلة المعالجة بمقاوم الضوء للحفر المعدني الكيميائي الضوئي، يتم نقل الصور من تصميم CAD أو Adobe Illustrator إلى طبقة مقاوم الضوء على الصفائح المعدنية.يتم ذلك عن طريق وضع التصميم فوق وتحت الصفائح المعدنية.بمجرد تطبيق الصور على الصفائح المعدنية، فإنها تتعرض للأشعة فوق البنفسجية، مما يجعل الصور دائمة.
أثناء التعرض للأشعة فوق البنفسجية، تسمح المناطق الواضحة من الصفائح بمرور ضوء الأشعة فوق البنفسجية، مما يتسبب في تصلب مقاوم الضوء وثباته.وفي المقابل، تظل المناطق السوداء من الصفائح ناعمة وغير متأثرة بالأشعة فوق البنفسجية.تُنشئ هذه العملية نمطًا يوجه عملية النقش، حيث ستبقى المناطق الصلبة وستُحفر المناطق الناعمة بعيدًا.
تطوير الأوراق
من المعالجة المقاومة للضوء، تنتقل الصفائح إلى الآلة النامية التي تستخدم محلولًا قلويًا، غالبًا محاليل كربونات الصوديوم أو البوتاسيوم، التي تغسل الطبقة الناعمة المقاومة للضوء وتترك الأجزاء المراد حفرها مكشوفة.تقوم هذه العملية بإزالة المقاومة الناعمة وتترك المقاومة الصلبة، وهي الجزء المراد حفره.في الصورة أدناه، المناطق الصلبة باللون الأزرق، والمناطق الناعمة باللون الرمادي.المناطق غير المحمية بالصفائح المتصلبة هي معادن مكشوفة ستتم إزالتها أثناء الحفر.
بعد مرحلة المعالجة بمقاوم الضوء، يتم بعد ذلك نقل الصفائح المعدنية إلى آلة التطوير حيث يتم تطبيق محلول قلوي، عادة كربونات الصوديوم أو البوتاسيوم.يقوم هذا المحلول بإزالة الطبقة الناعمة المقاومة للضوء، مما يترك الأجزاء التي تحتاج إلى الحفر مكشوفة.
ونتيجة لذلك، تتم إزالة المقاومة الناعمة، في حين يتم ترك المقاومة الصلبة، التي تتوافق مع المناطق التي تحتاج إلى الحفر، في الخلف.في النمط الناتج، تظهر المناطق الصلبة باللون الأزرق، والمناطق الناعمة باللون الرمادي.تمثل المناطق غير المحمية بالمقاومة الصلبة المعدن المكشوف الذي سيتم إزالته أثناء عملية النقش.
النقش
تشبه إلى حد كبير عملية النقش الحمضي، يتم وضع الصفائح المطورة على ناقل يقوم بتحريك الصفائح من خلال آلة تصب النقش على الصفائح.عندما يتصل المنمش بالمعدن المكشوف، فإنه يذيب المعدن ويترك المادة المحمية.
في معظم العمليات الكيميائية الضوئية، يكون المنمش هو كلوريد الحديديك، الذي يتم رشه من أسفل وأعلى الناقل.يتم اختيار كلوريد الحديديك كعنصر نقش لأنه آمن للاستخدام وقابل لإعادة التدوير.يستخدم كلوريد النحاسيك لحفر النحاس وسبائكه.
يجب أن يتم توقيت عملية النقش بعناية ويتم التحكم فيها وفقًا للمعدن الذي يتم حفره نظرًا لأن بعض المعادن تستغرق وقتًا أطول للحفر من غيرها.لنجاح النقش الكيميائي الضوئي، تعد المراقبة والتحكم الدقيق أمرًا بالغ الأهمية.
في مرحلة النقش الكيميائي الضوئي للمعادن، يتم وضع الصفائح المعدنية المطورة على ناقل ينقلها عبر آلة حيث يتم صب النقش على الصفائح.يقوم المنمش بإذابة المعدن المكشوف، تاركًا وراءه المناطق المحمية من الورقة.
يستخدم كلوريد الحديديك بشكل شائع في معظم العمليات الكيميائية الضوئية لأنه آمن للاستخدام ويمكن إعادة تدويره.بالنسبة للنحاس وسبائكه، يتم استخدام كلوريد النحاسيك بدلا من ذلك.
يجب أن يتم توقيت عملية النقش والتحكم فيها بعناية وفقًا لنوع المعدن الذي يتم حفره، حيث تتطلب بعض المعادن أوقاتًا أطول للحفر من غيرها.لضمان نجاح عملية النقش الكيميائي الضوئي، يعد الرصد والتحكم الدقيق أمرًا بالغ الأهمية.
تجريد فيلم المقاومة المتبقية
أثناء عملية التجريد، يتم تطبيق أداة تجريد مقاومة على القطع لإزالة أي طبقة مقاومة متبقية.بمجرد الانتهاء من التجريد، يتم ترك الجزء النهائي، والذي يمكن رؤيته في الصورة أدناه.
بعد عملية الحفر، يتم تجريد طبقة المقاومة المتبقية على الصفائح المعدنية عن طريق تطبيق أداة تجريد المقاومة.تقوم هذه العملية بإزالة أي طبقة مقاومة متبقية من سطح الصفائح المعدنية.
بمجرد اكتمال عملية التجريد، يتم ترك الجزء المعدني النهائي، وهو ما يمكن رؤيته في الصورة الناتجة.
