Grabado químico de aluminio para aplicaciones industriales exigentes

Mediante el uso de fotorresist y agentes de grabado para mecanizar químicamente con precisión las áreas seleccionadas, el proceso se caracteriza por la conservación de las propiedades del material, la obtención de piezas sin rebabas ni tensiones, con perfiles limpios y sin zonas afectadas por el calor.

Si a esto le sumamos que el grabado químico utiliza plantillas digitales fáciles de reproducir y de bajo coste, ofrece una alternativa de fabricación rentable, de gran precisión y rápida frente a las tecnologías de mecanizado tradicionales, como el estampado o el corte por láser y por chorro de agua.

¿Cuáles son los problemas que plantea el mecanizado del aluminio?

Muchas empresas que han intentado fabricar productos de aluminio estarán familiarizadas con algunos de los problemas que plantea este metal, como su naturaleza reflectante (que dificulta el corte por láser) y el hecho de que se adhiera a los troqueles, lo que hace que el punzonado resulte poco fiable. El aluminio también es conocido por ser un excelente conductor del calor y la electricidad, además de ser resistente a la corrosión; ambas son propiedades útiles, pero que plantean retos a los fabricantes.

Por ejemplo, el aluminio, en el proceso de grabado químico, reacciona con los productos químicos corrosivos y se vuelve exotérmico, liberando energía térmica. Esto tiene un efecto en cadena sobre la eficiencia y la precisión del proceso de grabado químico. La reacción altamente exotérmica del aluminio durante el proceso de grabado puede, en algunos casos, destruir la fotoresina, dando lugar a un grabado irregular.

En efecto, la reacción exotérmica hace que la resina fotosensible se desprenda de la lámina de aluminio, lo que permite que el agente de grabado se filtre por debajo y comprometa el resultado del grabado. Esto da lugar a un borde rugoso, irregular y granulado, muy lejos de los perfiles de grabado lisos y rectos típicos del proceso de grabado químico.

Grabado en aluminio con buenos resultados

Debido a la excepcional demanda de aluminio en diversas aplicaciones industriales, y a la necesidad de un proceso de mecanizado que sea repetible y uniforme, y que supere los problemas que acabamos de señalar en relación con el corte por láser y el punzonado, Precision Micro ha invertido considerables recursos en equipos de laminación para mejorar la adhesión de la resina fotosensible al aluminio.

Además, la empresa ha aprovechado sus cinco décadas de experiencia en el grabado químico para perfeccionar y ajustar las concentraciones de los productos químicos corrosivos utilizados en el aluminio. Estos ajustes químicos se han combinado con el ajuste de la velocidad del proceso y el control de la temperatura. Todos estos factores están interrelacionados, por lo que la optimización del proceso es un ejercicio de equilibrio cuyo éxito se basa en una considerable experiencia adquirida a lo largo de muchos años y numerosos proyectos.

Casos prácticos

Rejillas de entrada de aire

Gracias a la reconfiguración de la maquinaria, los productos químicos y los parámetros de proceso, Precision Micro ha participado en innumerables proyectos exitosos relacionados con el grabado químico del aluminio. Uno de ellos fue un encargo realizado para un fabricante líder de helicópteros que consistió en el grabado de rejillas de admisión de aire de aluminio.

No se trataba en absoluto de un proyecto de gran volumen, y las piezas no presentaban, desde luego, tantas características como muchas de las que fabrica Precision Micro (ya que el grabado químico suele asociarse a tiradas de gran volumen de piezas complejas). Sin embargo, se optó por el grabado como proceso de fabricación, ya que otras tecnologías alternativas provocaban tensiones en los componentes.

Dado que se trataba de una aplicación aeroespacial, el peso era un factor clave, por lo que el cliente exigió el uso de aluminio debido a su menor peso; el proyecto se completó con éxito gracias a la combinación de conocimientos químicos, procesos y adaptaciones de maquinaria de Precision Micro.

Placas deshumidificadoras para aeronaves

En otra aplicación aeroespacial, Precision Micro aplicó con éxito técnicas similares a la fabricación de numerosas piezas de aluminio que componían un deshumidificador utilizado en las cabinas de los aviones. Para esta aplicación, se optó por el aluminio por diversas razones, entre las que destacaban su ligereza y sus características térmicas.

Precision Micro fabricó canales grabados y aberturas de precisión en muchas de estas piezas, habiendo optado por el grabado químico como proceso de fabricación, ya que el estampado habría resultado prohibitivamente caro debido a la necesidad de 36 herramientas de estampado diferentes. Además, el estampado no habría permitido obtener la sección transversal necesaria de los perfiles, algo esencial para lograr el flujo y el perfil térmico especificados.

Además, el grabado químico permitía evitar las capas de refundición típicas de algunos procesos de mecanizado, como el electroerosionado.