Ätztechnik bei Präzision und Kosteneffizienz überlegen

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Auch Aspekte wie Herstellungsgeschwindigkeit können hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit nicht außer Acht gelassen werden. Darüber hinaus nimmt die Zeit für das Auf- und Abrüsten der Maschine direkten Einfluss auf die Maschinenkosten und somit auf die Wirtschaftlichkeit eines Verfahrens.

Bearbeitungsgeschwindigkeit entscheidet über Kosteneffizienz

Bei einfachen Teilen ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit beim Laserschneiden grundsätzlich hoch, die Vorlaufzeiten gering. Allerdings schwankt die Produktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Dicke des Werkstücks, dem Material und der Art des eingesetzten Lasers deutlich. Bei komplexen Designs dauert die Programmierung insgesamt länger. Auch wird jede Kante beziehungsweise Öffnung einzeln geschnitten, sodass auch die Bearbeitungszeit bei komplexen Teilen zunimmt.

Ein zusätzlicher Kostenfaktor beim Laserschneiden sind die hohen Energiekosten. Im Vergleich zu anderen Techniken wird beim vergleichsweise energieintensiven Verfahren Laserschneiden viel Strom verbraucht. Da der Werkzeugwechsel beim Laserschneiden entfällt wie auch die Kosten für Werkzeugerstellung, ist der Automatisierungsgrad wiederum sehr hoch. Im Vergleich zum Wasserstrahlschneiden werden bei der Lasertechnik zudem höhere Schnittgeschwindigkeiten erzielt. Dadurch ergeben sich kurze Bearbeitungszeiten die denen der Ätztechnik ähnlich sind. Beim Wasserstrahlschneiden werden die Produktionskosten vor allem durch das Material bestimmt. Materialien mit einer geringen Festigkeit wie Aluminium lassen sich günstiger schneiden als Materialien mit einer hohen Festigkeit wie Edelstahl.

Die Ätztechnik hat den Vorteil, dass sie bereits bei niedrigen Losgrößen wirtschaftlich einsetzbar ist. Die Werkzeuge für das Fotoätzen sind digital. Es müssen keine teuren und schwer anpassbaren Stahlformen geschnitten werden wie beim Stanzen. Das heißt, dass große Mengen an Teilen reproduziert werden können, ohne dass es dabei zu Werkzeugverschleiß kommt. Dadurch wird gewährleistet, dass das erste und das millionste Teil absolut identisch sind. Die geringen Werkzeugkosten haben die Ätztechnik attraktiv für die Herstellung von Prototypen gemacht. Eine hohe Bauteilkomplexität ist bei diesem Prozess nicht von Nachteil. Ob das Metallteil ein Loch hat oder viele – es ändert sich nichts an den Kosten.

Die Werkzeuge können bei der Ätztechnik schnell – in wenigen Stunden – und kostengünstig verändert werden. Somit können alle Schritte von der Prototypenerstellung bis zur Serienfertigung ohne Weiteres durchgeführt werden. Dies erlaubt eine Designanpassung ohne Mehrkosten. Hinsichtlich der Wiederholgenauigkeit kann die Ätztechnik erforderliche Bauteiltoleranzen erreichen. Die Durchlaufzeit der Ätztechnik liegt etwa 90 % unter der für gestanzte Teile.

Der Stanzprozess hat speziell bei komplexen Formen in Bezug auf die Werkzeugbestückung lange Vorlaufzeiten. Wenn die Stanzwerkzeuge erst einmal eingerichtet sind, sind die Bearbeitungszeiten kurz, Bauteilumgestaltungen jedoch sind zeitaufwändig und teuer. In der Serienproduktion ist das Stanzen sehr kostengünstig; doch die hohen Einrichtungs- und Instandhaltungskosten reduzieren diesen Effekt.

Ätztechnik wirtschaftlich besonders bei komplexem Design

Die Vorteile des Fotoätzens gegenüber konventionellen Verfahren wie Stanzen oder Laserschneiden liegen in den niedrigen Kosten, der hohen Produktionsgeschwindigkeit, der Flexibilität und der Eignung für komplexe Designs. Für Präzisionsmetallteile sind gratfreie Teile, die nicht durch Hitze oder Druck beeinträchtigt sind, der entscheidende Pluspunkt.

Ein komplexes Produkt erfordert ein komplexes Formwerkzeug. Eine vielschichtige Werkzeugerstellung erhöht wiederum Kosten, das Risiko des Werkzeugversagens und verlängert die Vorlaufzeiten. Beim Fotoätzen ist dies nicht von Belang. Eine höhere Komplexität der Teilegeometrie und somit der digitalen Werkzeugerstellung wirkt sich nicht auf Kosten oder Vorlaufzeiten aus. Mit dem Verfahren können feinere Details erzielt werden als mit dem Stanzen. Im Gegensatz zum Stanzen produziert das Fotoätzen absolut plane Teile. Seine Stärke besteht somit in der Herstellung komplexer Teile in jeglicher Stückzahl. So können Teile produziert werden, die vielleicht nicht für möglich gehalten wurden.

* Markus Rettig ist Technical Sales Manager Deutschland bei Precision Micro in 90542 Eckenthal

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