Todos estos pasos son necesarios para la precisión con tolerancias dimensionales bajas que se requieren en muchas piezas industriales para un rendimiento óptimo.
Herramientas digitales
Al recibir un archivo con las dimensiones de la pieza, el trabajo del ingeniero de diseño es determinar cuántas piezas caberán en la hoja de metal. El más piezas por hoja, menor será el costo. Las tolerancias de las piezas y el grosor del metal son factores necesarios a considerar al determinar el tamaño de la hoja.
Por ejemplo, el material más grueso y las tolerancias más estrictas requerirán una hoja de metal más pequeña que produzca menos piezas. Por el contrario, el metal más delgado con un rango extendido de tolerancias aumentará el tamaño de la hoja y las piezas.
Otros factores de grabado compensador que se tienen en cuenta son la variación del tamaño de los orificios. Dependiendo del tamaño, las herramientas fotográficas diferirán ligeramente del diseño original para permitir los ajustes de grabado lateral necesarios en los orificios de fabricación a las dimensiones exactas del diseño CAD.
También hay factores limitantes. Las relaciones de ranura a barra no pueden ser inferiores al espesor de material requerido. Sin embargo, las barras pueden ser más delgadas que el grosor del metal y las ranuras pueden ser más anchas. El mismo principio se aplica a las relaciones entre agujeros y barras.
Todos los atributos de las dimensiones de una pieza deben evaluarse cuidadosamente en caso de que los ajustes del proceso de grabado sean necesarios para lograr precisión.
Fuente: Advanced Metal Etching, Inc.
Además, el proceso de grabado químico tiene la capacidad de que las piezas se graben a medias en uno o ambos lados. Se agrega una línea en un lado de las herramientas fotográficas en las partes donde existirá el medio grabado.
Esta característica es esencial para productos electrónicos que requieren conformado, como apantallamiento de placas EMI/RFI, contactos y clips, ya que reduce la tensión del metal, ya sea que se formen manualmente o con una máquina.
El proceso de mecanizado fotoquímico es ideal para muchas aplicaciones de productos electrónicos porque la propiedad del metal permanece inalterada durante el proceso de grabado fotográfico. Es importante que las propiedades del metal permanezcan inalteradas para mantener el funcionamiento adecuado en los sistemas operativos. Además, las líneas de partitura de medio grabado preparan el metal para la operación de conformado secundario que a menudo se requiere en componentes, conectores y contactos de blindaje EMI/RF. El metal se doblará fácilmente, eliminando así las deformaciones por tensión.
Otro factor determinante a considerar al procesar herramientas es si la pieza necesitará que se le agreguen pestañas sobresalientes o empotradas en el diseño.
El propósito de una lengüeta adjunta o saliente es asegurar la pieza en el marco. Este método hará que sea más fácil transportar las piezas al cliente, ya que permanecerán dentro de las láminas de metal. Un simple giro o corte liberará las piezas. La opción de que las piezas permanezcan en láminas es necesaria si requerirán servicios de acabado como plata, oro o estañado. Los componentes también se pueden sacar de la hoja y empaquetar si el cliente lo desea.
Agregar una pestaña empotrada al diseño de herramientas permitirá que los componentes permanezcan en las hojas para facilitar su manejo y eliminar el costo de mano de obra para su eliminación. Una pequeña abertura empotrada permanecerá en el perfil de la pieza permitiendo que el borde de la pieza permanezca libre de rebabas.
En algunas aplicaciones, las pestañas no son deseables para la función de la pieza, como discos codificadores, arandelas y escudos. En esos casos, las piezas se pueden grabar como piezas «abandonadas». Estos componentes tienen requisitos de borde más estrictos y se pueden grabar con menos consistencia para garantizar tolerancias dimensionales. En general, esta es una mejor opción si el metal es más grueso que .010 pulgadas.
El ingeniero de diseño debe tener en cuenta todos estos factores para maximizar el número de piezas por hoja y desarrollar ilustraciones o herramientas precisas durante el proceso de grabado químico del metal.
Las piezas fotograbadas con lengüetas sobresalientes facilitan el transporte.
Ahora que el diseño final de herramientas CAD está completo, se envía al fotoplotter y se transpone digitalmente a una película mylar. La película se utiliza para transferir las imágenes de la pieza en el metal recubierto de fotorresistencia durante el paso de exposición.
La película para herramientas de grabado fotográfico es versátil, ya que se puede modificar fácilmente si se necesitan cambios en el diseño. A veces, un cliente quiere que se fabriquen varios prototipos. Si todas las piezas requieren el mismo metal, pueden compartir la misma película de herramientas para ahorrar tiempo y dinero. Las herramientas digitales a menudo se crean en cuestión de horas y son significativamente menos costosas que los costos de herramientas duras.
Ambas piezas de película de herramientas se inspeccionan cuidadosamente para asegurarse de que estén libres de defectos antes del siguiente proceso, ya que deberán alinearse perfectamente cuando se coloquen a cada lado del metal.
