Травление алюминия или как сделать настоящую гравировку на металле в домашних условиях. Чернение алюминия в домашних условиях (для самодельных переходников) Травление алюминия в хлорном железе
Травление различных деталей в домашних условиях из меди уже достаточно хорошо известно моделистам. Но мне всегда не нравилось то, что получаемые таким методом детали чаще всего нужно красить - ведь, например, авиации медь практически не используется.
Насколько интереснее было бы, размышлял я, если бы детали были из белого металла, к тому же - этот метал в буквальном смысле "валяется под ногами".
Много раз я пытался травить из алюминия от пивных банок, но ничего хорошего не выходило. Однако, наконец то, у меня получился результат, который позволяет думать, что не все так безнадежно.. ;)
В качестве материала была разрезана банка "Рэд Булл Кола". Прочитал, что некоторые моделисты предпочитают именно "Рэд Булл" изза того, что фольга у банок с ним более тонкая.
Раствор для травления представлял собой знакомый всем "Крот ", который часто применяют для снятия красок с моделей.
Защитный слой представлял собой тонер лазерного принтера, наносимый с помощью утюга с листа подложки от самоклеющейся пленки. Метод это хорошо известен и я не буду его подробно описывать.
Алюминий банки с обеих сторон покрыт защитным слоем. Этот слой я удалил с одной стороны
наждачной бумагой.
Почему с одной? Да потому что до этого я удалял с обоих сторон. Но Крота" не зря используют для снятия краски . Он отслоил защитный слой с обратной стороны, который я сделал белой нитрой , и я получил непредсказуемое двухстороннее травление
вместо одностороннего
Поэтому я и решил использовать с другой стороны для защиты прозрачный защитный слой, находящийся внутри банки.
На зачищенную поверхность был перенесен утюгом рисунок и пластинка отправилась на травление.
Сначала я травил алюминий хлорным железом, но достичь хороших результатов мне не удавалось. В статье "Химическое фрезерование металлов" по материалам книги " Азбука судомоделизма" я прочел: "Алюминий и его сплавы лучше травить в 10—15 %-ном растворе едкого натра. Следует помнить, что химическое фрезерование происходит очень медленно При нагревании раствора до 60—80° за 20 мин растворится слой металла толщиной всего 1 мм. После травления деталь тщательно промывают водой и полируют."
Едкий натр в чистом виде вам вряд ли продадут, но "Крот" состоит из едкого натра плюс какие-то присадки. Я использовал сухой "Крот" в пакетике.
Я сделал насыщенный раствор (Залил водой в бутылке так, чтоб порошок растворился не полностью, а остался на дне).
ВНИМАНИЕ! ЕДКИЙ НАТР - ОЧЕНЬ ОПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО! МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ НАПИСАНЫ НА ПАКЕТЕ, А Я ХОЧУ ПРЕДУПРЕДИТЬ, ЧТО ПРИ РАСТВОРЕНИИ ОН МОЖЕТ РАСПЛАВИТЬ ДНО ПЛАСТИКОВОЙ БУТЫЛКИ!
Поэтому лучше использовать стеклянную посуду.
После этого наполни баночку из под майонез на одну десятую часть и добавил воды, чтоб получился "10—15 %-ном раствор едкого натра". Баночку я поставил в ведерко из под мороженного, куда налил кипяченой воды, чтоб поддерживать температуру травящего раствора 60-80° С.
Травление происходит с выделением пузырьков газа. По ним можно легко контролировать процесс. Я избегал сильно бурного газообразования, так как в этом случае может отслоиться тонер, да и травление идет, как мне показалось, очень неравномерно.
Если реакция идет сильно быстро, то можно или сильнее разбавить раствор или понизить температуру.
Я не следил за температурой (занимался моделью), периодически подливая горячую воду из под крана, и примерно за пару часов у меня пластинка стала просвечивать насквозь. Рисунок протравился не полностью, но я не стал ждать этого.
На то у меня были такие соображения. Во первых, из-за бокового травления происходит ухудшение границ рисунка. Во-вторых, тонер лег плохо, и травление шло через него, что было заметно по редким пузырькам, образующимся прямо на закрашенных участках.
Достав пластинку я промыл ее в горячем кипятке.
После этого смыл тонер
Лазеры и граверы Endurance.
Почему покупают лазеры и граверы нашей сборки?
+ Возможность выбора нужного именно вам лазера / гравера у нас в офисе или по телефону.
+ Квалифицированное сервисное обслуживание.
+ Лазеры и граверы продаются полностью готовые к использованию.
+ Срок доставки от 24 часов.
+ 12 месячная гарантия.
+ Все необходимые видео и инструкции по работе с гравером.
Лидеры продаж.
Лазерная гравировка на металле
Нам часто задают один и тот же вопрос, а можно ли сделать гравировку с помощью лазеров Endurance на металле, например, алюминии или стали.
Можно ли вообще сделать гравировку на металле в домашних условиях?
Сегодня мы ответим на этот вопрос.
Рассмотрим алюминий. На самом деле это довольно распространенный в быту металл, пригодный для гравирования. Многие изделия, например, брелки, флэшки, корпуса некоторых мобильных имеют алюминиевое покрытие.
Что мы знаем об алюминии? Это металл с температурой плавления около 600 градусов Цельсия, обладающий высокой теплопроводностью и имеющий, как правило, на своей поверхности пленку из оксида алюминия, у которого температура плавления больше 1000 градусов Цельсия. Это значительно затрудняет процесс гравирования путем термообработки, но есть другой вариант. Алюминий – хороший проводник, а раз так, то процесс электролиза никто не отменял. Вот оно то самое решение, о котором мы расскажем.
Этот процесс называется травление алюминия.
В этом нет ничего сложного. Нам только понадобится источник тока 9-12 вольт.
А также обыкновенная поваренная соль NaCl, емкость из диэлектрика (пластиковая вполне подойдет), гвоздь или любой железный предмет подходящей формы и размера, вода.
И, конечно, лазер Endurance. Мы использовали для этих целей, но подойдет и любой другой.
Итак, что мы делаем?
Готовим растровый рисунок, который хотели бы нанести на алюминиевую поверхность пластины.
Например, вот такой:
1.
2. Покрываем алюминиевую поверхность пластины защитной пленкой (клейкой лентой, можно скотчем, лаком, краской, на ваш выбор).
3. Помещаем алюминиевую пластину на рабочий стол 3D-принтера или лазерного настольного гравера, оборудованного нашим (2.1Вт или 3.5Вт) лазером, и включаем режим лазерной резки (чтобы разрушить наклеенную пленку и создать открытые участки в месте будущей гравировки).
4. Далее в пластиковой емкости готовим концентрированный водный раствор NaCl.
5. Из источник электрического тока выводим 2 провода «плюс» и «минус».
6. К минусу присоединяем железный предмет (гвоздь) и опускаем его в водный раствор NaCl.
7. К плюсу присоединяем нашу алюминиевую пластину и тоже опускаем в раствор соли.
8. Подаем питание на источник тока.
9. Начинается процесс электролиза (травления) в растворе. В зависимости от силы тока и концентрации раствора можно прикинуть примерное время, необходимое для травления. Обычно 3-5 минут.
10. Достаем изделие из раствора.
Вы можете также и даже лучше! Узнайте больше!
Необходимо помнить, что гравируемое изделие перед помещением в раствор следует тщательно изолировать за исключением тех областей, где, собственно, и должна быть нанесена гравировка.
Данный процесс можно проводить и дома, и в небольшой мастерской.
С этой технологией любой может стать мастером гравировки по металлу.
На наш взгляд, эта технология имеет большую практическую ценность, поскольку относительно легко вы можете гравировать лазером на металле дома или в небольшой мастерской.
Гравировка на металле (алюминии и стали) с Endurance — это легко!
Демо видео травления алюминия
Понравилось видео?
Подпишитесь на наши каналы!
Лазерная гравировка для себя и для бизнеса.
Преимущества наших лазеров
+ Собраны в США. Протестированы в России.
+ Надежны. Гарантированная продолжительность непрерывной работы 48 часов.
+ Обладают заявленной мощностью, в отличие от многих китайских аналогов.
+ Все наши лазеры режут фанеру, ДВП, акрил, кожу.
+ Все наши лазеры гравируют на коже, акриле, пластике, фанере, дереве.
+ Лазеры мощностью 5.6 Вт, 8 Вт гравируют на анодированном и окрашенном алюминии, стекле, камне.
+ С каждым лазером и гравером поставляется необходимый софт, а также консультации в его настройке.
Если у Вас есть вопросы, свяжитесь с нами!
[email protected]
+7 916 2254302
Skype: george.fomitchev
Messenger:
Поставил шеф как-то передо мной задачу. Надо сделать дублирующую клавиатуру для управления контроллером станка, т. к. заводская быстро приходила в негодность, потому что сделана она из прозрачной самоклеящейся пленки, на которую на заводе наносят рисунок.
Работаю я на небольшом предприятии, которое занимается изготовлением пряностей. Занимаюсь обслуживанием упаковочных станков, электрохозяйства, локальной сети и т. д., короче всей техники, умной и не очень.
Так вот! После долгих раздумий и споров с шефом я все-таки убедил его, что для наших ламмеров - операторов корпус для клавиатуры лучше всего подойдет из «легированной орудийной стали», :cool:, но за неимением оной решили использовать высокопрочный алюминиевый корпус типа 203-125B, размерами 121×66×35 мм от Pros Kit.
Идея
У фрезеровщика были заказаны кнопки из алюминия. Куплен корпус в магазине. И тут встал вопрос как сделать нестираемые надписи на кнопках и корпусе. Пробовал нацарапать и залить краской. Вышло полное «фэээ»! Можно выгравировать! Так дремеля у меня нету, а искать по знакомым влом.Лень, друзья мои, мощнейший двигатель прогресса. После недолгих размышлений вспомнил, что когда-то случайно капнул на алюминиевый радиатор хлорным железом. Пока стёр каплю, осталось пятно на радиаторе и небольшое углубление. Ага…
А если сделать трафарет из фоторезиста, а потом протравить? Подопытным кроликом выступил кусок дюралевой пластины. Все получилось на ура!
Подготавливаем поверхности
Начнем с подготовки поверхностей. Шлифуем сначала насухо наждачной бумагой № 80-100, расстелив её на ровной подложке, потом убираем крупные царапины наждачной губкой № 180-200, смочив поверхность и губку водой. Время от времени ополаскиваем все водой.
Рис. 1. Подготовка поверхностей.
Меня вполне устроила вот такая шероховатость. При желании можно и отполировать.
Рис. 2. Корпус и кнопки после шлифовки.
Накатываем фоторезист
Далее отмеряем фоторезист для корпуса и кнопок.
Рис. 3. Пленочный фоторезист.
По фоторезисту ничего сказать не могу. Покупал в Интернет-магазине. Все, что было указано: «Фоторезист пленочный негативный индикаторный».
Отмеряем немного с запасом по краям, чтобы удобно было накатывать. Пленочный фоторезист состоит из 4-х слоев: нижний (он матовый) - полиэтилен, потом тонкий слой клея, потом, собственно, сам фоторезист, а сверху глянцевый защитный слой (лавсан). Аккуратно поддеваем матовый слой иголкой или скальпелем, отдираем полоску шириной миллиметров 5-8 и приклеиваем на корпус. Фоторезист легче накатывать вдоль длинны корпуса.
Да! Еще один нюанс. Корпус лучше подогреть над газом до температуры приблизительно 40 градусов. Тогда фоторезист лучше приклеивается. Постепенно отрывая основу, прикатываем фоторезист к поверхности жестким фотоваликом, или, на худой конец, пальцем. Выступающие края фоторезиста срезаем надфилем к корпусу или острым ножом.
Следите, чтобы под фоторезист не попали пылинки и пузырьки воздуха. В этом месте возможно попадет хлорное железо и будет бяка. Если пузырьки воздуха все же случились, можно аккуратно проколоть их острой иглой и сильно прокатать фотоваликом.
Верхний защитный слой пока не снимаем, потому что фотошаблон может приклеиться к фоторезисту (были случаи).
Рис. 4. Накатанный фоторезист.
Делаем фотошаблон
Далее в любой удобной программе готовим фотошаблон и печатаем на прозрачной пленке для принтеров. При печати указываем максимальную контрастность и минимальную яркость, но тут надо пробовать. У меня Epson RX610. Настройки такие: качество печати «Наилучшее фото», «Оттенки серого», тип бумаги «Epson Matte», яркость: -25, контрастность+25.Фоторезист негативный! То есть, где на шаблоне отсутствует краска, там фоторезист засветится и при проявке не смоется! Будьте внимательны.
Рис. 5. Фотошаблон. Пленку я использую экономно. Поэтому печатаю разные проекты на одном листе пока остается место.
Засвечиваем УФ-лампой
Прикладываем фотошаблон и придавливаем его стеклом к фоторезисту.
Рис. 6. Подготовка к засветке.
Перед засветкой спрячьте кнопки. Если засветятся, надо будет заново накатывать фоторезист.
Засвечиваем фоторезист УФ - лампой. Время экспозиции около 1 мин.
Рис. 7. Засветка фоторезиста
Рис. 8. После засветки проступают контуры рисунка.
Таким же способом засвечиваем и кнопки. Теперь можно снять верхнюю защитную пленку фоторезиста.
Проявляем
Далее - проявка. Готовим раствор для проявки из: банка стеклянная хозяйственная 0,5 л - 1 шт, сода кальцинированная (не пищевая) - 0,5 чайной ложки, вода из-под крана горячая - 0,5 л (полная банка) .Помешиваем раствор до полного растворения соды. Потом берем не очень жесткую щетку для одежды, почаще макаем ее в раствор и елозим почти без прижима по фоторезисту. Незасвеченный фоторезист постепенно смывается и получается вот такая картинка:
Рис. 9. Проявленный фоторезист.
Травим в хлорном железе
Открытые участки металла, которые не нужно травить (например, торцы), покрываем бесцветным лаком для ногтей (можно спереть у жены, как я). Теперь берем фотованночку, наливаем хлорное железо и бросаем туда корпус и кнопки изображением ВНИЗ.
Рис. 10. Травление.
Раствор сразу начинает бурлить. Алюминий вытесняет из раствора железо и оно оседает тут же, в месте травления. Его надо удалять мягкой ненужной зубной щеткой приблизительно раз в 30 сек. При этом надо быть осторожным: могут появиться сколы фоторезиста у краев изображения. Если такое случилось - немедленно промойте, просушите и скорректируйте скол водостойким маркером или тем же лаком для ногтей. Однако лак может разъесть фоторезист, будьте осторожны.
Травил я минут 5. После травления получаются углубления около 0,5 мм глубиной.
Снимаем фоторезист. При изготовлении печатных плат фоторезист можно снимать раствором едкого натра (каустической соды) или чуть разбавленным «Кротом» для прочистки канализационных труб. Но для алюминия это не подходит. Он темнеет от контакта с каустиком. Если протравленные углубления глубокие, то можно снять фоторезист наждачной губкой с водой, если не очень, тогда можно бросить в посудину с ацетоном или растворителем № 646 или 647 на 15-20 мин.
Рис. 11. После травления и снятия фоторезиста.
Завершающие операции
Далее выпиливаем отверстия под кнопки.
Рис. 12. Отверстия готовы.
Заклеиваем контур вокруг надписи строительным скотчем. Строительного скотча у меня не оказалось, поэтому заклеил алюминиевым.
Травлением называется процесс, при котором часть металла удаляется с поверхности химическим способом. Используется такой метод для окончательной обработки детали, при подготовке заготовки перед нанесением покрытия (гальванического), а также для создания всевозможных рисунков, орнаментов и надписей.
Суть метода
Травление металлов предусматривает тщательную обработку поверхности. На изделие наносится защитное покрытие, которое стирают в месте рисунка. Затем используют или кислоты, или ванну с электролитом. Незащищенные места разрушаются. Чем больше время выдержки, тем глубже происходит травление металлов. Рисунок становится более выразительным и четким. Существуют различные способы получения гравюры (надписи): может протравливаться непосредственно само изображение или же фон. Зачастую такие процессы комбинируются. Также используют и многослойное протравливание.
Типы травления
В зависимости от используемого для разрушения поверхности материала вещества, выделяют следующие способы травления.
1. Химический метод (его еще называют жидким). При этом используются особые растворы на основе кислот. Таким образом наносят на сплавы орнаменты, надписи.
2. Электрохимическое травление металла - предполагает использование электролитной ванны. Ее заполняют специальным раствором. Также часто при этом используют соли свинца, которые предотвращают перетравливание. Этот способ имеет ряд преимуществ. Во-первых, рисунок получается более четким, а время, необходимое для завершения процесса, значительно сокращается. К тому же такая обработка металла экономична: объем использованной кислоты гораздо меньше, чем при первом методе. Еще одно несомненное преимущество - отсутствие вредных газов (протрава не содержит едкие кислоты).
3. Существует также и ионно-плазменный способ (так называемый сухой). В данном случае поверхность повреждается минимально. Такой метод используется в микроэлектронике.
Травление стали
В основном такую обработку используют для удаления окалины и различных окислов. Данная процедура требует тщательного соблюдения технологии, так как перетравливание основного металла нежелательно. В процессе применяют как химический способ, так и электролитные ванны. Для приготовления растворов используется соляная, серная кислоты. Все детали требуют тщательного обезжиривания поверхности. Даже небольшой отпечаток пальца способен испортить заготовку. В качестве защитного покрытия применяют лак на основе канифоли, скипидара, гудрона. Однако стоит помнить, что составляющие - огнеопасные вещества, поэтому приготовление лака требует большой концентрации внимания и осторожности. После того как завершилась обработка металла, происходит непосредственно сам процесс травления. По его окончании деталь необходимо очистить от лака.
Протравы, используемые для стали
Очень часто для травления стали применяют раствор азотной кислоты. Также используется соляная, виннокаменная (с небольшими добавками азотной). Твердые марки стали протравливаются смесью азотной и уксусной кислот. Глифоген - это специальная жидкость на основе воды, азотной кислоты и алкоголя. Поверхность обрабатывают таким составом несколько минут. Затем промывают (раствор винного спирта в очищенной воде), быстро сушат. Это - предварительное протравливание. Только после таких манипуляций заготовки помещаются в травильный раствор. Чугун хорошо протравливается в растворе серной кислоты.
Травление цветных металлов
Медь и сплавы на ее основе протравливаются с помощью серной, соляной, фосфорной или азотной кислот. Процесс ускоряют растворы хроматов или нитратов. Первая стадия - это удаление окалины, затем происходит непосредственно травление латуни. Алюминий (и его сплавы) травятся в растворе едкой щелочи. Для литейных сплавов используют азотную и плавиковую кислоты. Заготовки с точечной сваркой обрабатываются фосфорной кислотой. Титановые сплавы протравливаются также в два этапа. Сначала - в едкой щелочи, потом в растворе серной, плавиковой, азотной кислот. Травление титана используется для удаления окисной пленки перед нанесением гальванических покрытий. Молибден обрабатывают раствором на основе едкого натрия и перекиси водорода. Кроме того, травление металлов (например, таких как никель, вольфрам) производится с помощью воды, перекиси водорода и муравьиной кислоты.
Существует несколько способов протравливания плат. В первом случае используется вода и хлорное железо. Его можно изготовить и самостоятельно. Для этого в соляной кислоте растворяют железные опилки. Смесь выдерживают некоторое время. Также травление печатных плат осуществляется с помощью азотной кислоты. Весь процесс длится около 10 минут. По его окончании плату необходимо тщательно протереть с помощью пищевой соды, так как она отлично нейтрализует остатки едкого вещества. Еще один состав для протравливания включает серную кислоту, воду, перекись водорода (в таблетках). Гораздо больше времени занимает травление плат таким составом: горячая вода, поваренная соль, медный купорос. Стоит отметить, что температура раствора должна быть не меньше 40 градусов. В противном случае травление займет больше времени. Можно протравливать платы и с помощью постоянного тока. В качестве посуды для данного процесса можно использовать стеклянную, пластиковую тару (она не проводит ток). Заполняют емкость раствором пищевой соли. Именно он является электролитом. В качестве катода можно взять медную (латунную) фольгу.
Процесс травления для других материалов
Широко распространен в настоящее время такой вид обработки стекла, как травление. Используются пары плавиковой кислоты, фтористого водорода. Сначала осуществляется кислотная полировка поверхности, далее наносится рисунок. После данных манипуляций изделие помещается в ванну с травильным раствором. Затем стекло тщательно промывают и очищают от защитного покрытия. В качестве последнего можно применять смесь на основе пчелиного воска, канифоли, парафина. Травление стекла плавиковой кислотой используется для придания ему матовости. Существует также возможность цветного протравливания. Соли серебра придают поверхности желтые, красные, синие оттенки, соли меди - зеленые, черные, красные. Для получения прозрачного, блестящего рисунка к плавиковой добавляют серную кислоту. Если необходимо глубокое протравливание, процесс повторяют несколько раз.
Техника безопасности при травлении
Травление металлов - довольно небезопасное занятие, которое требует большой концентрации внимания. Обусловлено это работой с агрессивными материалами - кислотами и их смесями. Прежде всего, для данного процесса необходимо грамотно выбрать помещение с хорошей вентиляцией. Идеально, когда при протравливании будет использоваться вытяжной шкаф. Если же такового не имеется в наличии, то необходимо позаботиться о респираторе, чтобы избежать вдыхания вредных испарений. При работе с кислотами следует одевать резиновые перчатки и фартук. Под рукой всегда должна быть пищевая сода, которая - при необходимости - сможет нейтрализовать действие кислоты. Все травильные растворы необходимо хранить в специальных емкостях (стеклянных или пластиковых). Не стоит забывать о стикерах, на которых будет указан состав смеси, дата приготовления. Существует еще одно правило: банки с кислотами не стоит ставить на высокие полки. Их падение с высоты чревато серьезными последствиями. Художественное травление металла не обходится без использования азотной кислоты, которая является довольно-таки едкой. К тому же в некоторых смесях она может быть взрывоопасной. Чаще всего азотную кислоту используют для стерлингового серебра. Травильные растворы готовят путем смешивания кислот с водой. Стоит помнить также, что во всех случаях кислота добавляется в воду, а не наоборот.
