Guide de la gravure photchimique à l'intention des ingénieurs concepteurs

Matériaux adaptés à la gravure photochimique

Contrairement aux procédés traditionnels d'usinage de la tôle, la gravure photochimique peut être appliquée à pratiquement tous les métaux, qu'ils soient tendres, durs ou cassants. Ce procédé ne convient généralement pas aux métaux précieux tels que l'or.

Cliquez ci-dessous pour en savoir plus sur la gravure de chaque type de matériau ou pour consulter la liste détaillée des métaux et des qualités adaptés à la gravure photochimique.

• Acier et aciers inoxydables
• Aluminium
• Nickel et alliages de nickel 
• Cuivre et alliages de cuivre
• Titane
• Autres métaux spécialisés, tels que le molybdène

Quelle est la précision de la découpe photochimique ?

Dans le cas de la gravure photochimique, les tolérances réalisables sont souvent liées à l'épaisseur du matériau.

• Pour les métaux d'une épaisseur de 0,01 mm à 0,25 mm, la tolérance standard minimale de découpe est de ± 0,025 mm.
• Pour les épaisseurs supérieures (jusqu'à un maximum de 2,5 mm), la tolérance minimale de gravure standard est généralement de ±10 % de l'épaisseur du métal.

Si l'usinage traditionnel des métaux permet d'obtenir des tolérances plus serrées, il y a des limites. Par exemple, la technologie laser peut atteindre une précision de ±5% de l'épaisseur du métal, mais elle est souvent limitée à une taille minimale de 0,2 mm. En outre, comme la découpe laser est une méthode d'usinage "à point unique", il est plus coûteux de produire des pièces complexes comportant de nombreuses ouvertures, telles que des mailles ou des filtres personnalisés.

En outre, la découpe au laser n'offre pas les caractéristiques de gravure nécessaires pour les dispositifs fluidiques tels que les piles à combustible bipolaires ou les plaques d'échangeurs de chaleur. Ces caractéristiques sont facilement réalisables grâce au processus de gravure photochimique, qui peut être contrôlé avec précision jusqu'à la profondeur requise.

Vue d'ensemble des directives techniques en matière de découpe

Taille minimale des éléments de la découpe photochimique

La gravure chimique permet d'obtenir une dimension standard minimale de 0,1 mm. Des ouvertures inférieures sont possibles avec le développement, ainsi qu'une précision de ±8% de l'épaisseur du métal.

L'emboutissage est l'une des méthodes d'usinage les plus proches capables de reproduire la précision et la taille minimale des caractéristiques de la découpe chimique. Cependant, l'utilisation de l'emboutissage peut provoquer des contraintes et des bavures résiduelles sur le métal.

Dans la plupart des cas, les pièces embouties nécessitent également un post-traitement coûteux, ce qui réduit la viabilité des petites séries. En outre, lors de la transformation de métaux durs, l'usure de l'outil est un problème pour les séries plus longues, ce qui entraîne des dépenses supplémentaires et nécessite souvent une laborieuse remise à neuf.

Comme la gravure photochimique évite l'utilisation d'outils durs, elle élimine les distorsions et les contraintes, ce qui permet d'obtenir des pièces plates avec une surface lisse et sans bavures, le métal étant dissous uniformément jusqu'à ce que les géométries souhaitées soient atteintes.

Pour ces raisons, de nombreux concepteurs de ressortsoptent pour la gravure photochimique au lieu de l'estampage, privilégiant la gravure chimique en raison de ses caractéristiques d'absence de bavures et de contraintes, de l'absence d'usure de l'outil et de ses capacités d'approvisionnement rapide.

Fonctionnalités uniques sans frais supplémentaires

Les ingénieurs peuvent concevoir des produits aux caractéristiques distinctives, grâce à la "cuspide" inhérente à l'arête, contrôlée par le processus de fraisage chimique. Cela permet de créer divers profils uniques, notamment des arêtes tranchantes utilisées dans les lames médicales ou des ouvertures coniques pour diriger le flux de fluide dans les mailles de filtration.

Faibles coûts d'installation et de modification de la conception

Dans le domaine du travail de la tôle, la complexification des pièces entraîne généralement une augmentation des coûts en raison de la nécessité d'un outillage complexe. Les coûts peuvent également augmenter lorsqu'il s'agit de matériaux et de spécifications non standard, mais le fraisage chimique n'est pas affecté par ces facteurs.

La gravure permet non seulement de faire face à des géométries difficiles, mais aussi de bénéficier d'une grande flexibilité, en facilitant l'ajustement des conceptions jusqu'au point de fabrication grâce à un outillage numérique peu coûteux.

Prototypage rapide

Contrairement aux autres méthodes de découpe des métaux, la gravure chimique fonctionne sur la base d'un paiement par feuille. Cela permet le traitement simultané de composants de géométries diverses à partir d'un seul outil, ce qui se traduit par des économies significatives au cours du développement.

La vitesse de la gravure chimique est intrinsèquement plus rapide, la production d'un outil prenant généralement quelques heures au lieu de jours ou de semaines, ce qui explique l'adoption généralisée de cette technologie pour le prototypage.