PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG QUANG HÓA

TIỂU LUẬN
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐẶC BIỆT
GVHD: TS. NGUYỄN DẦN
Đề tài:
PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG QUANG HÓA
GIỚI THIỆU GIA CÔNG HÓA
GIA CÔNG QUANG HÓA
MỘT SỐ THIẾT BỊ GIA CÔNG QUANG HÓA
NỘI DUNG
GIỚI THIỆU
1. Định nghĩa:
Phương pháp gia công hóa là phương pháp gia
công không truyền thống, trong đó vật liệu được tách
ra khi tiếp xúc trực tiếp với các chất khắc hóa mạnh
tạo ra hình dáng trên vật liệu nhờ tác dụng của axit
mạnh hay chất kiềm,lấy phần cắt bỏ đi trên chi tiết gia
công để tạo ra 1 chi tiết chính xác.
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA
GIỚI THIỆU
2. Yêu cầu thực tế:
Được ứng dụng từ sau chiến tranh thế giới thứ II.
Các phương pháp gia công bằng hóa học được sử
dụng trong trường hợp không thể cắt gọt kim loại
bằng máy công cụ thông thường do vật liệu có độ
cứng cao, dòn, có hình dạng, kích thước phức tạp.
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA
GIỚI THIỆU
3. Phân loại:

Các phương pháp gia công hóa chia làm 4 loại:
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA
GIA CÔNG QUANG HÓA
Gia công quang hóa (Photochemical Machining –
PCM) là phương pháp gia công hóa mà trong đó
phương pháp kháng quang tạo lớp phủ được sử dụng để
gia công kim loại khi đòi hỏi dung sai khắc khe hay
mẫu phức tạp trên những chi tiết phẳng.
ĐỊNH NGHĨA
GIA CÔNG QUANG HÓA
1) Làm sạch phôi: Bước đầu tiên là nguyên công làm
sạch chi tiết để đảm bảo cho vật liệu được bóc đi đồng
đều từ bề mặt gia công
2) Tạo lớp bảo vệ bằng phương pháp sơn
3) Đặt âm bản lên trên lớp bảo vệ
4) Phơi ra ánh sáng cực tím
5) Bóc lớp bảo vệ tại những vùng được khắc axit
6) Khắc hóa 1 phần
7) Khắc hóa toàn phần
8) Bóc lớp bảo vệ và làm sạch sản phẩm
Trình tự các bước gia công quang hóa
GIA CÔNG QUANG HÓA
Gia công quang hóa (Photochemical Machining –
PCM) là phương pháp gia công hóa mà trong đó
phương pháp kháng quang tạo lớp phủ được sử dụng để
gia công kim loại khi đòi hỏi dung sai khắc khe hay
mẫu phức tạp trên những chi tiết phẳng.
ĐỊNH NGHĨA
Click to edit Master text styles
Second level

Third level
Fourth level
Fifth level
Ánh sáng
cực tím
(CH A XONG)Ư
GIA CÔNG QUANG HÓA
Bản vẽ có đầy đủ kích thước và dung sai
Các tính chất của vật liệu được sử dụng
Số lượng và yêu cầu kỹ thuật khác của chi tiết
Những yêu cầu cần thiết trước khi gia công quang
hóa
GIA CÔNG QUANG HÓA
1)Lớp bảo vệ: Thường là neoprene, polivinil, polyethylen và
các polymer khác. Lớp bảo vệ được thực hiện bằng phương
pháp kháng quang.
Phương pháp kháng quang: sử dụng các kỹ thuật chụp ảnh để
tạo lớp bảo vệ. Các vật liệu của lớp bảo vệ này có chứa những
chất cảm quang. Chúng được phủ lên bề mặt của chi tiết và
tiếp nhận ánh sáng qua 1 âm bản của các vùng được khắc hóa.
Sau đó người ta dùng kỹ thuật rửa ảnh để bóc đi các vùng này
của lớp bảo vệ. Quá trình này sẽ để lại lớp bảo vệ trên bề mặt
chi tiết cần được bảo vệ và những vùng còn lại của chi tiết
không được bảo vệ sẽ bị khắc hóa.
Hai bước quan trọng trong gia công quang hóa là tạo lớp bảo
vệ và khắc hóa
GIA CÔNG QUANG HÓA
2. Khắc hóa :
Là bước bóc vật liệu. Khi chi tiết được nhúng chìm
trong dung dịch khắc hóa, những phần của chi tiết

không có lớp bảo vệ sẽ bị tác đông hóa học. Phương
pháp ăn mòn thường dùng là biến vật liệu gia công
thành muối hòa tan trong dung dịch khắc hóa và do đó
vật liệu được bóc đi khỏi bề mặt. Sau khi 1 khối lượng
vật liệu mong muốn được bóc đi, chi tiết được lấy ra
khỏi dung dịch khắc hóa và được rửa sạch.
Hai bước quan trọng trong gia công quang hóa là
tạo lớp bảo vệ và khắc hóa
GIA CÔNG QUANG HÓA
* Một số lưu ý khi khắc hóa :
Sự lựa chọn chất khắc hóa phụ thuộc vào vật liệu của chi
tiết gia công,chiều sâu mong muốn và tốc độ bóc vật liệu,
các yêu cầu về độ nhám bề mặt. Các chất khắc hóa cũng
phải phù hợp với loại chất bảo vệ để đảm bảo rằng vật liệu
của lớp bảo vệ không bị tác động hóa học của chất khắc
hóa.
Tốc độ bóc vật liệu trong gia công được biểu thị bằng tốc độ
thấm(mm/phút), tốc độ thấm không bị ảnh hưởng bởi diện
tích bề mặt.
Hai bước quan trọng trong gia công quang hóa là
tạo lớp bảo vệ và khắc hóa
Các vật liệu thông thường và các chất khắc hóa trong gia
công
Vật liệu gia công Chất khắc hóa Tốc độ
thấm(mm/phút)
Hệ số
khắc
Nhôm FeCl3 0,020 1,75
Hợp kim nhôm NaOH 0,025 1,75
Đồng và hợp kim đồng feca1 0,050 2,75

Magnesium và các hợp
kim
H2SO4 0,038 1,0
Silicon HNO3,HF,H2O Rất chậm
Thép trung bình HCL,HNO3 0,025 2,0
Titanic HF 0,025 1,0
Hợp kim Titan HNO3,HF 0,025 1,0
GIA CÔNG QUANG HÓA
Trong gia công quang hóa, đường kính lỗ không thể nhỏ hơn
bề dày kim loại gia công.Tuy nhiên mối quan hệ này sẽ thay
đổi khi chiều dày chi tiết gia công thay đổi.
Bảng 3.1: Mối quan hệ giữa đường kính lỗ gia công và chiều
dày vật liệu
Mối quan hệ giữa đường kính lỗ gia công và chiều dày vật liệu
Chiều dày kim
loại(mm)
Đường kính nhỏ nhất của lỗ gia
công (mm)
0,025 – 0,127 0,1016
≥0,127 ≥110% chiều dày kim loại
Trong thực tế gia công đường kính lỗ có thể lớn hơn bảng 3.1
Bảng 3.2 : Đường kính lỗ gia công thực tế
Chiều dày kim loại (mm) Đường kính lỗ thực tế
(mm)
Đường kính giới hạn
(mm)
0,0254 0,1016 0,0254
0,127 0,1524 0,0381
0,1778 0,2032 0,0381
0,254 0,2928 0,0508

0,508 0,6604 0,0762
GIA CÔNG QUANG HÓA
Bảng 3.3 : Mối quan hệ giữa chiều dày vật liệu với khoảng
cách giữa 2 lỗ.
Mối quan hệ giữa chiều dày vật liệu với khoảng cách
giữa 2 lỗ.
Chiều dày vật liệu
(mm)
Khoảng cách giữa 2 lỗ
(mm)
≤ 0,127 ≥ chiều dày
≥ 0,127 ≥ 1,25 lần chiều dày
GIA CÔNG QUANG HÓA
1. Gia công quang hóa không cần sử dụng những dụng cụ và khuôn
truyền thống, giảm chi phí cho dụng cụ và khuôn.
2. Có thể gia công những chi tiết có hình dạng phức tạp
3. Dễ dàng thay đổi mẫu mã sản phẩm, rất lý tưởng cho việc tạo mẫu.
4. Không làm thay đổi tính chất kim loại.
5. Không tạo ứng suất dư.
6. Bề mặt gia công đạt chính xác cao (10% bề dày vật liệu gia công)
7. Phù hợp với nhiều kim loại: nhôm, magie, hợp kim đồng, thép lò xo,
thép không rỉ, hợp kim niken v.v
Những ưu điểm của phương pháp gia công quang hóa
GIA CÔNG QUANG HÓA

Gia công quang hóa được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
điện tử để sản xuất các mạch phức tạp trên những sản phẩm
bán dẫn.Tạo ra những mạch tích hợp qui mô lớn (VLSI) trong
vi điện tử.


1 số sản phẩm của gia công quang hóa:

Màng chắn EMI

Pin lộc Niken

LaNo phẳng

Cánh tỏa nhiệt

Mặt nạ quang học

Anten thẻ chio nhận dạng vô tuyến(RFT)
Phạm vi ứng dụng của phương pháp gia công quang
hóa
Một số sản phẩm gia công quang hóa
Một số sản phẩm gia công quang hóa
Một số thiết bị gia công quang hóa

Khắc được chi tiết
có chiều rộng 360
mm và chiều dài bất
kỳ

Kích thước máy :
812x600x500 (mm)

Sử dụng động cơ 1
pha


Giá bán: 11,500 $
Model 360 Etcher / Rinse
Một số thiết bị gia công quang hóa
•
Khắc được chi tiết
có chiều rộng
610mm và chiều
dài bất kỳ
•
Kích thước máy :
900x850x500 (mm)
•
Sử dụng động cơ 1
pha
•
Giá bán: 17,500 $
Rinse Etcher Model 635
Một số thiết bị gia công quang hóa
•
Khắc được chi tiết
có chiều rộng
650mm và chiều dài
bất kỳ
•
Kích thước máy :
1200x950x1270
(mm)
•
Sử dụng động cơ 3
pha

•
Giá bán: 18,500 $
650 ProEtch Series
Một số thiết bị gia công quang hóa
•
Khắc được chi tiết
có chiều rộng
610mm và chiều
dài bất kỳ
•
Kích thước máy :
900x850x500 (mm)
•
Sử dụng động cơ 1
pha
•
Giá bán: 17,500 $
Rinse Etcher Model 635