Persoonlijke instellingen

Etsen van messing

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Hans van de Burgt


In dit artikel behandelen wij het etsen van messingplaat.

Klein beginnen

Etsen van printplaten of kleine onderdelen geeft u ongekende mogelijkheden. Het etsen is niet zo moeilijk als u wellicht denkt. Wel vraagt het om een goede voorbereiding. Begin niet meteen met het bouwen van een messingmodel, maar probeer eerst eens wat kleine onderdelen te maken: een hekje, een trapje of een dak-ornament.


Basisprincipe van etsen

Het etsen is in alle gevallen gebaseerd op het volgende basisprincipe:

  • u maakt een zwart-wit tekening op ware grootte van het object dat u wilt gaan maken
  • vervolgens brengt u lichtgevoelige lak aan op een messingplaat(je)
  • wanneer de lak gedroogd is, legt u de tekening op de messingplaat en belicht het geheel
  • na het belichten wordt de messingplaat in een ontwikkelbad gelegd. De ontwikkelaar brandt de lichtgevoelige lak weg, behalve op die plaatsen waar het tijdens het belichten was afgedekt door de zwarte gedeelten van uw tekening
  • de volgende stap is het etsen zelf. U dompelt de belichte messingplaat in de etsvloeistof. Deze zal nu het messing wegvreten op die plaatsen waar geen lak meer aanwezig is. Zo ontstaat als het ware een reliëfafdruk van de oorspronkelijke tekening. De diepte van het reliëf hangt af van de duur dat de messingplaat in de etsvloeistof ligt. Hoe langer, hoe dieper


De tekening

U kunt uw tekening maken met behulp van uw computer. Maak deze altijd in spiegelbeeld; dus ook de eventuele tekst. De fraaiste resultaten krijgt u, wanneer u gebruik maakt van professionele tekenprogramma's. U kunt daarbij denken aan CAD of aan Corel Draw. Toch lukt het ook met een simpele tool als MS-Paint. Alleen vergt dat veel meer geduld.
De tekening drukt u bij voorkeur af op een 3M-presentatiesheet (plastic film) met een Laser-printer. Die geeft immers een duidelijke scherper beeld dan een Inktjet-printer. Toch bent u nog niet klaar. De afdruk is waarschijnlijk niet donker genoeg.
De afdruk moet nu nog 'ingekleurd' worden met zwarte inkt. Hiervoor gebruikt u een Rotring tekenpen, met een pendikte van 0,25 - 0,5 of één mm. Voor het inkleuren van kleine punten, maakt u gebruik van afwrijfsymbolen (Seno, Letterpress).

Leg de ingekleurde zijde op de messingplaat. Hierdoor komt de emulsiezijde direct op de fotolak en is een goede overdracht gewaarborgd.
Bedenk dat voor het door-etsen een tekening nodig is voor de voorkant èn een tekening voor de achterkant. Deze tekeningen moeten perfect op elkaar passen.
Voor modelbouw werkt u waarschijnlijk met heel kleine onderdelen. Het verdient dan ook aanbeveling om alle onderdelen op uw tekening te verbinden met een lijn van 0,5 mm breedte. Zo blijven na het etsen alle onderdelen mooi aan elkaar verbonden, zodat u ze veel gemakkelijker uit de etsvloeistof kunt nemen.

Zeer Groot
Afbeelding: 01
Twee problemen: door-etsen en onder-etsen
Tekening gemaakt door: Hans van de Burgt


Onder-etsen, en door-etsen

Onder-etsen is het verschijnsel dat het etsmiddel onder de lak kruipt. Hierdoor worden gaatjes groter dan op uw tekening. Of stroken smaller. De mate van het onder-etsen hangt af van de dikte van uw messingplaat, de laklaag, het etsmiddel, de temperatuur en de tijd van het etsen.
U moet rekening houden met een onder-ets percentage van 25% van de plaatdikte, keer twee.
Bij een plaatdikte van 0,3 mm, wordt een klinknagel van 0,5 mm dus 0,5 - (0,25 × 0,3 × 2) = 0,35 mm.
Een groef van 0,5 mm breedte wordt dan 0,5 + (0,25 × 0,3 × 2) = 0,65 mm breed.

Van 'door-etsen' is sprake wanneer de ets-diepte groter is dan de plaatdikte. Dit kan onbedoeld gebeuren wanneer de duur van het etsen te lang is. Maar natuurlijk ook wanneer u ook voor de achterkant een tekening heeft voorbereid.


Voorbereidingen

Het materiaal, de printplaat of het messing plaatje, moet goed glad zijn, krasvrij en volledig vetvrij. U bereikt het beste resultaat door het materiaal te schuren met VIM of CIF. Gebruik daarbij een Kleenex doekje. Wees niet snel tevreden. Maak cirkelvormige bewegingen. Het messing krijgt een mooi helder en licht oppervlak. U voert een controle uit door het materiaal schuin onder een kraan met warm water te houden. Het is pas goed als het water, zonder druppels achter te laten, als een film van het messing afzakt. Anders gewoon doorgaan met schuren.
Het helpt overigens wanneer u hierbij dunne plastic handschoenen draagt. Tijdens- en na het schoonmaken het gereinigde oppervlak niet meer met blote handen aanraken en vrij houden van pluizen en stof.

Het aanbrengen van de lichtgevoelige lak dient te gebeuren op een donkere, stofvrije plaats. Om toch iets te zien mag (of kunt) u gebruik maken van een GELE lamp. De UV stralen die dit licht produceert, hebben geen invloed op de lichtgevoelige lak. Leg de plaat horizontaal (controleren met een waterpas) op een stuk karton dat in omvang iets kleiner is dan de printplaat of messingplaat. Spuit nu een dun laagje lak op de plaat en laat het minimaal 24 uur in het donker drogen.
Let erop dat u ook de achterzijde behandelt met lak.

Zeer Groot
Afbeelding: 02
Lichtgevoelige fotokopiëerlak
Bron: crceurope.com

Voor de lichtgevoelige fotokopiëerlak kunt u gebruik maken van Positiv 20 van Kontakt Chemie.
Deze is verkrijgbaar bij goedgesorteerde elektronicazaken in een spuitbus van 200 ml.
De lak is vooral gevoelig voor UV-licht.
De spuitbus kunt u in een koelkast bewaren, maar moet u voor het gebruik rustig op kamertemperatuur laten komen.

Zeer Groot
Afbeelding: 03
Plastic afdeklak
Bron: crceurope.com

Indien u slechts éénzijdig wilt etsen, kunt u ter vervanging van de fotokopiëerlak, aan de achterzijde ook een laklaag aanbrengen met Plastik 70.
Voor meer informatie over Positiv 20 en Plastik 70, kunt u contact opnemen met de fabrikant, zie hieronder bij 'Meer informatie'). Wanneer u zich ervan heeft overtuigd dat er geen pluisjes of stofjes op het messing aanwezig zijn, kunt u beginnen met spuiten. U spuit op 20 cm afstand; u begint naast(!) het plaatje en gaat dan met een rustige, regelmatige beweging, zonder onderbreking heen-en-weer, links bovenaan beginnend. Na enkele seconden bent u klaar. Te dik spuiten levert ongewenste randvorming op en leidt tot langere belichtingstijden, maar echt fout is het niet.
Eerst ontstaat er een hamerslag-effect; zodra dat ontstaat, stopt u en is de laag dik genoeg. De fotolak verloopt nu langzaam in een egale, dunne laaklaag. Laat het gespoten plaatje nu 10 minuten met rust.

Drogen met IR of grill-oventje

Wanneer de lak glad getrokken is, kunt u e.e.a. (in het donker) drogen met IR-licht of in een grill oventje.
De droogtemperatuur ligt tussen de 70 en 80° (Graden) Celsius, niet hoger, want dan verdwijnt de lichtgevoeligheid. U moet de temperatuur overigens langzaam opvoeren. Wanneer de maximale temperatuur bereikt is, laat u het plaatje gedurende 15 - 20 minuten drogen op deze temperatuur om het hard te laten worden. Onvoldoende drogen veroorzaakt speldegaatjes en verminderde hechting. Te lang drogen veroorzaakt vermindering of zelfs verdwijning van de lichtgevoeligheid.


Belichten

Voor het verwerken van het gelakte materiaal is verder geen donkere ruimte nodig. Vermijd echter wel direct contact met daglicht. De tekening op de 3M-overheadsheet wordt nu volkomen vlak op de (gelakte) messingplaat gelegd. Let erop dat de ingekleurde zijde direct contact maakt met de messingplaat.

Bij tweezijdig etsen wordt er een sandwich gemaakt van film, messingplaat en film. Fixeer door middel van tape de beide filmhelften aan de korte zijde zodanig dat beide tekeningen exact op elkaar passen. Schuif er vervolgens de messingplaat tussen. Plak vervolgens ook de filmhelften zodanig vast dat de film niet meer kan verschuiven ten opzichte van de messingplaat. Tenslotte kunt u een glasplaat gebruiken als bescherm- en aandruklaag.

Voor de belichting kunt u gebruik maken van een UV-lamp of van een hoogtezon. Ga uit van een afstand van 30 cm tussen de UV-lamp en de messingplaat, met een belichtingtijd van drie minuten. Zet overigens eerst de lamp aan, want deze moet even 'op temperatuur' komen. Bedenk dat deze 'norm' proefondervindelijk moet worden vastgesteld. Maak derhalve eerst wat proefstukjes, waarbij u varieert in afstand en -belichtingstijd.


Ontwikkelen

Het ontwikkelen van het belichte materiaal kan in een schaal voor fotochemicaliën of een afwasbakje. De ontwikkelaar is een oplossing van zeven gram natriumhydroxide (ook wel 'caustic soda' ofwel 'natronloog' genoemd) op één liter water van 20° Celsius. Natriumhydroxide is gemakkelijk verkrijgbaar in elektronica-zaken, bij de drogist, de apotheek en doe-het-zelf-zaken.

Let-op.jpg
  LET OP
Natriumhydroxide is een bijtende stof en gevaarlijk bij inwendig en uitwendig gebruik.

U kunt het neutraliseren met azijn en water.


Let-op.jpg
  LET OP
Let erop dat u nooit met natte handen de natriumhydroxide zelf aanraakt!! Draag bij het ontwikkelen dan ook altijd plastic handschoenen.

Tijdens het onderdompelen wordt de tekening al na enkele seconden zichtbaar. Zorg ervoor dat het materiaal steeds beweegt. Zachtjes over de laklaag wrijven versnelt het proces.
De maximale ontwikkelduur is twee minuten. Spoel de messingplaat af onder stromend water. Het ontwikkelproces wordt daarmee onderbroken c.q. gestopt. Laat het ontwikkelde materiaal vervolgens hangend drogen.


Let-op.jpg
  LET OP
De ontwikkelvloeistof kan niet bewaard worden. Afvoeren met het chemisch afval.


Etsvloeistof

Het beste resultaat krijgt u met ijzerchloride (FeCl3) als etsmiddel. Het voordeel van dit etsmiddel is dat het niet al te giftig is, niet stinkt en ook niet zo duur is. IJzerchloride is te koop in elektronicazaken, apotheken en drogisterijen. Het komt voor als bolletjes ter grootte van borrelnootjes, als gele brokken en plakken en als donkerbruine vloeistof. Voor één liter etsmiddel heeft u 250 gram ijzerchloride nodig. Het lost gemakkelijk op in water van 40° Celsius tot een geelbruine vloeistof.

Het is niet bijzonder gevaarlijk en etst niet in op niet-metalen delen maar het laat wel vieze bruine vlekken na op kleding die er beslist niet meer uitgaan. Het tast verder ook uw mooie stalen aanrecht aan, of uw ijzeren en loden afvoerpijpen. U kunt de vloeistof bewaren in plastic DOKA-flessen. De vloeistof wordt na een tijdje staan donkergroen met een geelbruin bezinksel, dit heeft weinig invloed op het resultaat.


Let-op.jpg
  LET OP
Chemicaliën houdt u vanzelfsprekend buiten bereik van kinderen. Afvoeren met het chemisch afval.


Etsen

Omdat er bij het etsen gespat kan worden, raden we u een stofjas aan. Gebruik voor het etsen een geëmailleerde bak. Hoe warmer het etsbad is des te sneller voltrekt zich het proces. Tè warm geeft een rafelig resultaat en sterke onder-etsing. Een temperatuur van 35 - 40° Celsius voldoet goed. De bak kan boven een waxinelichtje of réchaud voorzichtig worden opgewarmd. Tijdens het etsen moet de temperatuur constant worden gehouden.

Een gaver ets-oppervlak en een versnelde procedure ontstaan door toevoeging van zuurstofbelletjes. Beweeg daarom de messing plaat met de ene, en maak roerende bewegingen met de andere hand.


Let-op.jpg
  LET OP
Vanzelfsprekend heeft u hierbij rubberen handschoenen aan.


Afspoelen, drogen en nabewerken

Na twee tot drie uur is de totale diepte van 0,35 mm bereikt bij gebruik van een ijzerchloride-oplossing met een concentratie van 250 gram/liter bij 35° Celsius met langzame beweging en toevoeging van luchtbelletjes (bijv. door gebruik te maken van een aquariumluchtpompje).
Hang de messingplaat daarom met plastic plakband in het etsmiddel. Tegen het einde van de etstijd controleert u even hoever het proces gevorderd is. Wanneer het proces ver genoeg gevorderd is, haalt u het plaatje uit de vloeistof en spoelt het grondig af onder lauwwarm water.

De restanten foto- en/of beschermlak kunt u verwijderen met aceton. Daarna schuurt u het geheel met een tandenborstel met VIM of JIF mooi schoon en droog.

Tot slot kunnen de geëtste onderdeeltjes worden losgezaagd of met een tangetje worden losgeknipt en eventueel met een vijltje worden nabewerkt.

Voordelen van etsen:

  • relatief lage gereedschapskosten
  • product is braamvrij en onbeschadigd
  • er treedt geen verandering op in de mechanische- en fysische eigenschappen van het materiaal

Nadelen:

  • de etsdiepte bepaalt de nauwkeurigheid waarmee het product gemaakt wordt
  • bij door-etsen is de etsdiepte gelijk aan de plaatdikte
  • het is niet mogelijk hoeken te etsen die volkomen scherp zijn (r=0)
  • etsen geschiedt bij een plaatdikte van maximaal één mm
  • alléén werkstukken, die uit een plat vlak bestaan of kunnen worden opgebouwd, komen in aanmerking.


Let-op.jpg
  LET OP
Vergeet niet om de gebruiksaanwijzingen en waarschuwingen van de fabrikanten te lezen en ze ALTIJD op te volgen.

Dat voorkomt veel ongevallen, schade en droefenis.



Meer informatie

Encyclopedie:
Externe websites:
CRC Europa (chemische middelen).
Persoonlijke beschermingsmiddelen
Diverse soorten veiligheidshandschoenen




Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
Contact met de redactie: Contact met de redactie