Ätztechnik für Automotive

Nicht nur Fahreigenschaften, technische Details oder das Erscheinungsbild eines Fahrzeugs bestimmen die Unterscheidbarkeit zu anderen Fabrikaten, auch der Ausgestaltung des Innenraums kommt eine hohe Bedeutung zu. Bei der Herstellung kleinteiliger Designkomponenten aus Metall wird deshalb fotochemisches Ätzen eingesetzt. Precision Micro, Ätzspezialist aus Birmingham, erklärt, warum.

21. Februar 2017
Präzision trifft Design: High-End-Lautsprecherabdeckung für die Mercedes-C-Klasse (Bild: Precision Micro)
Bild 1: Ätztechnik für Automotive (Präzision trifft Design: High-End-Lautsprecherabdeckung für die Mercedes-C-Klasse (Bild: Precision Micro))

Als langjähriger Partner verschiedener Erstausrüster der Automobilindustrie kennt Precision Micro die Vorteile fotochemischer Ätztechnik im Automotive-Sektor. Bei Interieur-Komponenten wie High-End-Lautsprechergittern, Trittblechen, Zierleisten, Schaltknauf- oder Lenkrad-Inlays, Tastern oder fühlbaren Oberflächen auf Bedieneinheiten sind Präzision, Vielseitigkeit und Komplexität des Designs sowie glatte, glänzende Oberflächen gefragt.

Markus Rettig, Sales Manager für Deutschland bei Precision Micro, erläutert: „Fahrzeughersteller möchten den Innenraum ästhetisch aufwerten und das Fahren angenehm gestalten. Mit traditionellen Fertigungsverfahren wie Stanzen oder Lasern sind diese Anforderungen nur mit hohen Kosten zu realisieren. Die Ätztechnik zeichnet sich dagegen durch geringere Kosten, Serienfertigung in hohen Stückzahlen sowie hohe Präzision aus.“

Absolut glatt in einem Prozessschritt

Bei der Ätztechnik handelt es sich um einen subtraktiven Vorgang, bei dem nicht erwünschtes Metall durch selektives Ätzen mit Toleranzen im Mikrometer-Bereich entfernt wird. Durch diesen Prozess entstehen absolut glatte und gratfreie Kanten. Beim Stanzvorgang lösen die mechanischen Kräfte Spannungen im Metall aus, es kommt zu Anschrägungen der Kanten und Gratbildung. Das Kantenergebnis beim Laserschneiden ist von der Dicke des Materials abhängig.

Je dünner das Metallblech, desto präziser und glatter ist der Laserschnitt. Bei diesem abtragenden thermischen Verfahren kann die zugeführte Wärme jedoch zu Gefügeveränderungen und Ungenauigkeiten in der Teilebeschaffenheit führen, je dicker das Metall ist. Das Ätzverfahren hingegen sorgt für absolut gratfreie Konturen, auch bei winzigsten Öffnungen, wie sie bei Lautsprecherabdeckungen erforderlich sind.

Außerdem können beim Ätzen auch Logos und weitere dekorative Verzierungen in die Oberfläche präzise eingraviert werden. Namhafte Fahrzeugmodelle wie der Jaguar XJ oder die Mercedes-C-Klasse wurden bereits von Precision Micro mit auf diese Weise geätzten Lautsprechergittern ausgestattet.

Millionenfach wiederholgenau

Die digitalen Werkzeuge für die Fotolackmasken sind schnell und kostengünstig zu erstellen und im Gegensatz zu teuren Formwerkzeugen beim Stanzen auch im Design- und Entwicklungsprozess kurzfristig und ohne großen Aufwand anzupassen. Auch ein besonders kompliziertes Design ändert nichts an den Werkzeugkosten. Ob eine Öffnung oder viele – bei der digitalen Vorlage ist die Komplexität kein Kostenkriterium.

Ein Verschleiß der Werkzeuge, wie er beim Stanzen nach zigfachem Stanzprozess gängig ist, ist bei den digitalen Werkzeugen ausgeschlossen. Ein Faktor, der sich positiv auf die Wiederholgenauigkeit auswirkt, wie Markus Rettig betont: „Die Wiederholgenauigkeit beim Ätzen sucht ihresgleichen. Wir können dank des digitalen Toolings gewährleisten, dass das erste und das millionste Teil absolut identisch sind.“

Damit räumt Markus Rettig auch mit dem Vorurteil auf, dass fotochemisches Ätzen nur zur Prototypenfertigung geeignet sei. „Der Ätzvorgang ist schnell, präzise und auf millionenfache Wiederholung ausgelegt, ideal für Komponentenfertigungen wie Lautsprecherabdeckungen oder andere Zierelemente im Autointerieur.“

Bei höheren Stückzahlen und Metallteilen, bei denen es nicht so sehr auf Konturgenauigkeit und Planität ankommt, können Hochgeschwindigkeitsverfahren wie das Stanzen die wirtschaftlichste Variante sein. Für Komponenten jedoch, die geometrisch komplex und filigran sein sollen und in geringerer Auflage benötigt werden, ist das Ätzen die effizienteste Lösung.

Die Grenzen der Ätztechnik setzt die Dicke des zu bearbeitenden Metalls. Ideal ist das Verfahren für Metalle mit einer Stärke zwischen 0,01 und 1,5 Millimetern und für Plattengrößen bis zu 600-mal 1.500 Millimetern. Bei dickeren Metallen würde der Ätzvorgang länger dauern und sich nicht mehr lohnen.