Jetkanje u odnosu na lasersku obradu: ključne razlike, primjene i zahtjevi za hlađenje

U širokom području obrade materijala, jetkanje i laserska obrada ističu se kao dvije vrlo različite i široko prihvaćene tehnologije. Svaka je cijenjena zbog svojih jedinstvenih principa rada, kompatibilnosti materijala, preciznosti i fleksibilnih scenarija primjene. Razumijevanje njihovih razlika pomaže proizvođačima da odaberu najprikladniji proces za specifične proizvodne potrebe.
Ovaj članak pruža strukturiranu usporedbu jetkanja i laserske obrade, pokrivajući principe, materijale, preciznost, troškove, primjenu i zahtjeve za hlađenje.

1. Načela obrade
Jetkanje, također poznato kao kemijsko jetkanje, uklanja materijal kemijskim reakcijama između obratka i korozivnih otopina poput kiselina ili lužina. Maska (fotorezist ili metalni predložak) štiti neobrađena područja, dok se izložena područja otapaju. Jetkanje se obično dijeli na: 1) Mokro jetkanje, koje koristi tekuće kemikalije. 2) Suho jetkanje, koje se oslanja na reakcije na bazi plazme.
Laserska obrada, nasuprot tome, koristi visokoenergetsku lasersku zraku, poput CO2, vlaknastih ili UV lasera, za ozračivanje površine materijala. Toplinskim ili fotokemijskim učincima materijal se topi, isparava ili razgrađuje. Laserske putanje su digitalno kontrolirane, što omogućuje beskontaktno, visoko automatizirano i precizno uklanjanje materijala bez fizičkog alata.

2. Primjenjivi materijali
Jetkanje je prvenstveno prikladno za:
* Metali (bakar, aluminij, nehrđajući čelik)
* Poluvodiči (silicijske pločice, čipovi)
* Staklo ili keramika (sa specijaliziranim sredstvima za jetkanje)
Međutim, slabo se ponaša na materijalima otpornim na koroziju poput legura titana.

Laserska obrada nudi širu kompatibilnost materijala, koja pokriva:
* Metali i legure
* Plastika i polimeri
* Drvo, koža, keramika i staklo
* Krhki materijali (npr. safir) i kompoziti
Za materijale s visokom reflektivnošću ili visokom toplinskom vodljivošću (kao što su čisti bakar ili srebro), mogu biti potrebni specijalizirani laserski izvori.

3. Preciznost obrade
Jetkanje obično postiže preciznost na razini mikrona (1–50 μm), što ga čini idealnim za fine uzorke poput PCB sklopova. Međutim, može doći do bočnog podrezivanja, što dovodi do suženih ili anizotropnih rubova.
Laserska obrada može doseći submikronsku preciznost, posebno kod rezanja i bušenja. Rubovi su obično strmi i dobro definirani, iako zone pod utjecajem topline mogu uzrokovati manje mikropukotine ili trosku ovisno o parametrima i vrsti materijala.

4. Brzina i trošak obrade
Jetkanje je vrlo prikladno za masovnu proizvodnju velikih razmjera, jer se više dijelova može obrađivati ​​istovremeno. Međutim, troškovi izrade maski i kemijske obrade otpada povećavaju ukupne operativne troškove.
Laserska obrada izvrsna je u pojedinačnoj ili maloserijskoj proizvodnji po narudžbi. Omogućuje brzo postavljanje, brzu izradu prototipova i digitalno podešavanje parametara bez kalupa ili maski. Iako laserska oprema predstavlja veće početno ulaganje, eliminira kemijski otpad, iako su obično potrebni sustavi za odvodnju isparenja.

5. Tipične primjene
Primjene za jetkanje uključuju:
* Proizvodnja elektronike (PCB-i, poluvodički čipovi)
* Precizne komponente (metalni filteri, mikroperforirane ploče)
* Dekorativni proizvodi (indikacije od nehrđajućeg čelika, umjetničko staklo)
Primjene laserske obrade uključuju:
* Označavanje i graviranje (QR kodovi, logotipi, serijski brojevi)
* Rezanje (kompleksni metalni limovi, akrilne ploče)
* Mikroobrada (bušenje medicinskih uređaja, rezanje krhkih materijala)

6. Prednosti i ograničenja na prvi pogled
Jetkanje je učinkovito za izradu visokopreciznih uzoraka u velikim količinama, pod uvjetom da je materijal kemijski kompatibilan. Njegovo glavno ograničenje leži u utjecaju na okoliš zbog kemijskog otpada.
Laserska obrada nudi veću svestranost materijala, posebno za nemetale, i podržava fleksibilnu proizvodnju bez kontaminacije. Idealna je za prilagodbu i digitalnu proizvodnju, iako je dubina obrade općenito ograničena, a duboke značajke mogu zahtijevati više prolaza.

7. Kako odabrati pravu tehnologiju
Izbor između jetkanja i laserske obrade ovisi o zahtjevima primjene:
* Odaberite jetkanje za proizvodnju velikih količina finih, ujednačenih uzoraka na kemijski kompatibilnim materijalima.
* Odaberite lasersku obradu za složene materijale, prilagodbu malih serija ili beskontaktnu proizvodnju.
U mnogim slučajevima, dvije se tehnologije mogu kombinirati - na primjer, korištenjem laserske obrade za stvaranje maski za jetkanje, nakon čega slijedi kemijsko jetkanje za učinkovitu obradu velike površine. Ovaj hibridni pristup iskorištava prednosti obje metode.

8. Jesu li za ove procese potrebni vodeni hladnjak?
Zahtijeva li jetkanje hladnjak ovisi o stabilnosti procesa i zahtjevima za kontrolu temperature.
Za lasersku obradu, hladnjak vode je neophodan. Pravilno hlađenje osigurava stabilnost laserskog izlaza, održava točnost obrade i značajno produžuje vijek trajanja laserskih izvora i optičkih komponenti.

Zaključak
I jetkanje i laserska obrada nude različite prednosti i zadovoljavaju različite industrijske potrebe. Procjenom svojstava materijala, obujma proizvodnje, zahtjeva za preciznošću i ekoloških aspekata, proizvođači mogu odabrati najprikladniju tehnologiju obrade ili kombinirati oboje kako bi postigli optimalnu kvalitetu i učinkovitost.