موضوع مقاله: ماشین‌کاری فتوشیمیایی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ماشین‌کاری فتوشیمیایی | مقدمه: ماشین‌کاری فتوشیمیایی یا PCM که به آن فرزکاری فتوشیمیایی یا کنده‌کاری نوری نیز می‌گویند، فرآیندی شیمیایی بر پایه سونش (اچینگ) است. | ## بخش 1: ماشین‌کاری فتوشیمیایی | در این روش با استفاده از لاک نوری (Photo-resist) و همچنین مواد اچ کننده، سطوح انتخاب شده از ورقی فلزی به روش خوردگی، ماشین‌کاری می‌شود تا قطعه ساخته شود. ویژگی‌ها این روش قادر است قطعات بسیار پیچیده با جزییات بسیار دقیق را با هزینه‌ای کاملاً اقتصادی تولید کند؛ به گونه ای که می‌تواند گزینه‌ای اقتصادی برای جایگزین شدن با پانچ، مهر، برش لیزر، برش با جت آب یا ماشین‌کاری با تخلیه الکتریکی برای قطعاتی با ضخامت پایین باشد. ابزار آلات این روش ارزان بوده و به سرعت نیز تولید می‌شوند که موجب می‌شود این فرایند گزینه‌ای مناسب برای ساخت نمونه باشد. از دیگر ویژگی‌های این روش می‌توان به عدم ایجاد لبه‌های تیز و پلیسه و همچنین دقت ابعادی بسیار بالا و در عین حال سرعت بالا (چند ساعت پس از اعمال طرح) اشاره کرد. این روش تقریباً بر روی همه فلزها و آلیاژهای موجود در بازار، شامل آلومینیوم، برنج، مس، اینکونل، منگنز، نیکل، نقره، فولاد، فولاد ضدزنگ، روی و تیتانیوم، و با هرگونه سختی قابل اعمال است. محدودیت این روش در ابعاد است؛ در واقع ضخامت قطعه مورد استفاده می‌بایست بین ۰٫۰۰۰۵ تا ۰٫۰۸۰ اینچ (۰٫۰۱۳ تا ۲٫۰۳۲ میلی‌متر) باشد. ابزار نوری به صورت کامپیوتری طراحی شده و توسط رسام‌هایی با دقت بسیار بالا چاپ می‌شوند که موجب می‌شود تولید ابزار نوری، سریع، دقیق و ارزان قیمت بوده و به راحتی و با سرعت بالا می‌توان اصلاحات مورد نیاز را بر روی آن اعمال کرد. | ## بخش 2: ماشین‌کاری فتوشیمیایی | تمیزکاری و آماده‌سازی قطعه ابتدا ماده اولیه که قرار است قطعه از آن ساخته شود با مواد شیمیایی کاملاً تمیز شده و سپس به صورت لایه‌های نازک درآمده و در نهایت با پلیمری حساس به نور فرابنفش به نام لاک نوری روکش‌دهی می‌شود. در یک قالب خلأ، پنل روکش‌دار بین دو نیمه ابزار نوری قرار می‌گیرد و به سپس با ایجاد خلأ دو نیمه ابزار نوری به پنل فلزی روکش دار می‌چسبد. در مرحله بعد، امواج پرانرژی فرابنفش به این مجموعه تابیده می‌شود؛ در اثر پرتوهای فرابنفش، قسمت تیره سخت‌تر شده و قسمت روشن بدون تغییر باقی می‌ماند. در حقیقت با استفاده از امواج فرابنفش تصویر ابزار نوری بر روی لاک نوری و پنل فلزی می‌افتد. با توجه به اینکه در این فقط از نور فرابنفش استفاده می‌شود، هیچ‌گونه مشکلی در ابزار، اعم از خوردگی یا سایش به وجود نمی‌آید که عملاً موجب می‌شود همه هزینه‌های مربوط به تعمیرات و نگه‌داری از بین رفته و تکرارپذیری برای مدت طولانی در خطوط تولید تضمین شود. علاوه بر این هنگامی که امواج فرابنفش از طریق ابزار نوری بر پنل تابیده می‌شود، طرح و هندسه با تمام جزییات، بلافاصله به قطعه منتقل می‌شود و هیچ‌گونه هزینه دیگری برای آماده‌سازی قطعات وجود ندارد. توسعه مرحله بعد که در صنعت به نام توسعه شناخته می‌شود، به این صورت است که محلولی شیمیایی به پنل اسپری می‌شود تا نواحی سخت‌نشده لاک‌نوری را حذف کند. | ## بخش 3: ماشین‌کاری فتوشیمیایی | در حین فرایند توسعه، پارامترهای مهمی مثل فشار پاشش و توزیع اسپری، دما، زمان ماندن محلول روی پنل و pH محلول همگی تحت کنترل و نظارت دقیق خواهند بود. اچینگ در مرحله بعد، پنل در معرض اسپری یک اسید یا نمکی اسیدی قرار می‌گیرد تا قسمت‌های بدون پوشش فلزی را اچ می‌کند در حالی که قسمت سخت شده با روکش لاک نوری، که درواقع قسمت‌های مورد نظر هستند، بدون تغییر باقی می‌ماند. مانند قسمت قبلی فرایند تمامی پارامترهای مهمی مثل فشار پاشش و توزیع اسپری، دما، زمان ماندن محلول روی پنل و pH محلول همگی تحت کنترل و نظارت دقیق خواهند بود. حذف روکش لاک نوری در مرحله آخر، لاک نوری که در برابر اسید نیز مقاوم است، به راحتی با شست و شو دادن قطعه در یک محلول بازی یا اسپری کردن این محلول به قطعه حذف می‌شود و در نهایت قطعه نهایی با آب شسته و خشک می‌شود. مقایسه با دیگر روش‌ها برخلاف سایر روش‌های مشابه مانند مهرزنی که در از آن نیروهای برشی، ماشین‌کاری و سنگ‌زنی و برش با جت آب که از برش ساینده یا لیزر که از گرما و ذوب کردن استفاده می‌کنند، ماشین‌کاری فتوشیمیایی از فرایند اکسایش-کاهش استفاده می‌کند که فرآیندی شیمیایی است که حذف بخش‌های فلزی در سطح اتمی اتفاق می‌افتد. اول اینکه هیچ‌یک از خواص فلز مانند سختی، خواص کشسانی، خواص مغناطیسی یا نفوذپذیری را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. | ## جمع‌بندی | در نهایت اینکه در حین فرایند اچ کردن، تمامی قسمت‌های بدون پوشش به‌طور همزمان و در یک مرحله از قطعه جدا می‌شوند که موجب می‌شود که هرگونه پیچیدگی در هندسه قطعه به راحتی و بدون نیاز به مراحل اضافه یا هزینه بیشتر پیاده شود.