El mecanizado fotoquímico es un proceso de fabricación que fabrica piezas metálicas mediante fotolitografía y química de precisión. Funciona mecanizando corrosivamente áreas seleccionadas de plantillas fotorresistentes diseñadas a medida.
Los fabricantes utilizan el mecanizado fotoquímico debido a su amplia gama de beneficios prácticos y estéticos. Hoy en día, los activos versátiles y rentables del mecanizado fotoquímico incluyen:
- Bajo costo
- Entregas rápidas en herramientas
- Creación rápida de prototipos
- Entrega rápida de pedidos de piezas
- Láminas y metales de calibre fino
- Piezas limpias, precisas y sin estrés.
- Rasgos físicos distintivos
- Texturas superficiales distintivas
- Características de identificación
- Consistencia uniforme
- Facilidad de integración del producto.
Aunque las versiones modernas del mecanizado fotoquímico han estado en uso desde la década de 1960, este proceso es solo la última iteración de una práctica que abarca milenios. En esta publicación, rastreamos la evolución del mecanizado fotoquímico desde su nacimiento en el año 2500 a. C. como fabricante de joyas para la nobleza egipcia hasta su amplia gama de usos en la actualidad.
Uso de grabado ácido para las joyas del faraón
Los antiguos egipcios usaban aceite de linaza como resistencia y vinagre como grabador para hacer joyas de cobre. Los fabricantes de joyas posteriores adaptaron resistencias alternativas como ceras y resinas a base de plantas para mejorar la precisión de su grabado.
Después del período antiguo, los artesanos desarrollaron grabadores de ácido orgánico, láctico y cítrico para descomponer el plomo, y en el primer siglo EC, se introdujeron grabadores alcalinos para capitalizar mejor el descubrimiento del aluminio como fotorresistente eficaz.
Métodos y uso durante el Renacimiento
A mediados de la década de 1500, el grabado fotográfico se basaba en productos químicos erosivos o compuestos pesados como sodio, vinagre y carbón para decorar objetos metálicos, como armaduras, muebles y armas. Los soldados de alto rango y los miembros de la nobleza apreciaban la capacidad del grabado fotoquímico para crear patrones intrincados en sus armaduras y armas que transmitían el estatus social sin comprometer la calidad del metal en sí.
A finales del siglo XVII, el fotograbado se había extendido por todos los rincones de Europa. Los artesanos perfeccionaron una técnica que implicaba el uso de cera de abejas y otros compuestos resistentes a los ácidos para crear fotonegativos de sus diseños deseados en piezas de metal elegidas y luego sumergir estos metales en compuestos ácidos. Luego, el ácido devoró las partes no recubiertas del metal, creando diseños duraderos que aún se pueden ver hoy.
Grabado fotoquímico durante la Ilustración
Más de un siglo antes de la Revolución Industrial, el grabado químico se convirtió en el método de referencia para aplicaciones industriales. A mediados de la década de 1700, se usaba el grabado fotográfico para crear marcas y puntos uniformes en las herramientas e instrumentos de trabajo.
Fue durante este tiempo que los grabados se expandieron fuera del ámbito decorativo y se convirtieron en una tecnología de trabajo. Los precursores de las empresas de fabricación de hoy en día utilizaron el grabado fotoquímico para producir en masa productos metálicos estampados, como sellos e imprentas.
El desarrollo de la fotografía durante la revolución industrial
En 1826, Joseph Nicephore Niepce utilizó una combinación de cloruro de plata, betún, aceite de lavanda y peltre para crear la primera fotografía. Poco después de eso, los periódicos y publicaciones periódicas usaban grabado fotoquímico para hacer planchas de impresión. Este fue el único método lo suficientemente rápido y consistente para seguir el ritmo de las demandas sensibles al tiempo de la industria de las noticias.
Fotograbado y mecanizado fotoquímico moderno
El verdadero puntapié inicial del mecanizado fotoquímico tal como lo conocemos hoy se produjo con la creación de fotoprotectores promovidos por Kodak en la década de 1950. A medida que los productos químicos se volvieron más complejos, los fabricantes comenzaron a usar metales más fuertes, lo que a su vez diversificó los usos del mecanizado fotoquímico. A mediados de la década de 1960, el mecanizado fotoquímico se usaba para una amplia gama de propósitos, pero aún era poco conocido fuera de las industrias específicas que lo adoptaron.
En 2000, la Universidad de Cranfield estableció cinco consorcios de investigación que incluían a más de una docena de fabricantes comerciales rivales en todo el mundo. Los consorcios buscaron desarrollar nuevos usos para el mecanizado fotoquímico para enfrentar los desafíos de fabricación comunes, generando docenas de estudios que aplican el mecanizado fotoquímico a nuevos procesos.
Según un estudio, esta explosión de investigación ayudó a transformar el mecanizado fotoquímico de un proceso poco conocido utilizado en un pequeño número de empresas industriales a una práctica industrial de $ 6 mil millones. Debido a su costo relativamente bajo y su facilidad de implementación, el mecanizado fotoquímico ha reducido en gran medida los tiempos y costos de producción para los fabricantes que lo adoptaron.
Desde entonces, el mecanizado fotoquímico ha aparecido en una amplia gama de industrias, creando productos que incluyen:
- Ordenadores
- Instrumentos medicos
- Semiconductores
- motores
- Celdas de combustible
- microondas
- Arandelas
El mecanizado fotoquímico ahora afecta a una amplia variedad de procesos de producción de piezas metálicas de precisión. Su capacidad para crear diseños intrincados sin comprometer la integridad del sistema lo convierte en una solución esencial para una serie de consideraciones prácticas y estéticas.