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 Stahl ätzen /schneiden 
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Chemie Junior

Registriert: 17.06.2008, 22:38
Beiträge: 2
Beitrag Stahl ätzen /schneiden
hallo chemiker,

ich studiere Industrie Design, und zwecks Modellbau (gestaltung) möchte ich Stahloberflächen ätzen ggf. schneiden ( fein perforieren) !

- In der Industrie wird es so gemacht:

man beschichtet die Stahl / Aluminiumplatte mit einer Kopierschicht, einer Emulsion die auch beim Siebdruck verwendet wird, so dass das gewünschte Bild im positiv zu sehen ist. Die Kopierschicht ist Säureresistent !!! Dann legt man die Platte in ein Säurebad, und lässt die Säure das Bild wegätzen.
Später spült man die Kopierschit, mit einem speziellen Entschichter weg, und voila: man hat das bild /muster vor sich auf der platte.

meine zwei fragen wären:
1. Welche säure brauche ich um solche ergebnisse auf Stahl bzw. Aluminium zu erzielen???
2. Bekommt man solche Liquide, als normalsterblicher ? und falls ja, Wo ?

mir ist klar das ein umgang mit säuren eine hohe sorgfalt und ein fundiertes wissen erfordert, damit man nichts zu explosion bringt (wasser auf säure) oder das beim mischen giftige gase entstehen, jedoch würde ich in gut durchlüfteten räumen arbeiten, schutzausrüstung (handschuhe, brille, schürze) tragen und die verwertete säure beim wertstoffhof entsorgen, also nicht ins klo kippen!!! und mich über die von euch aufgezeigten Säure gut informieren.


danke im voraus

arsentigar


17.06.2008, 23:01
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Chemie God

Registriert: 15.09.2002, 13:16
Beiträge: 2751
Wohnort: 50°43'34.16" N 7°52'47.34" O
Beitrag 
Schneiden ist relativ.
Mit einer säure wirdst du, wenn das blech dicker als ~0,5mm ist, bestimmt keine schöne kante hinbekommen.

Zum Ätzen kannst du zb. siegelwachs aufbringen, und dann dein "Bild" da rein Kratzen.
Bei Stahl und Aluminium sollte, wenn der stahl nicht zu hoch legiert ist, eine konzentrierte Salzsäure reichen.
(Baumarkt, bei den Lösemitteln (Jedenfalls bei uns am Einhörnchenmarkt bekommt man HCl ~25% techn.)
Ansonsten, über die Uni/FH aus der Chemie Abteilung)

Alu geht in konz HCl. sehr gut. da sollte man etwas verdünnen.


18.06.2008, 11:56
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Chemie God

Registriert: 14.12.2002, 16:03
Beiträge: 8690
Wohnort: Im Kaff Der Guten Hoffnung
Beitrag 
Moin.
Für Alu kann man einfache Baumarkt-Salzsäur nehmen, wenn mit 24% zu
stark kann man verdünnen.

Für Punktuelles "Ansäuern" geht in Säure getränkte Glaswolle ganz gut.

Ohne Säure währe auch möglich, dann per Elektrolyse. So werden z.B.
Logos auf Messerklingen hergestellt.
Hier wäre also auch ne Einfache Galvanik-Möglichkeit den Stahl zu "bebildern".

Stahl anfressen lassen geht ansonsten auch mit Schwefelsäure.

Ein Bild (Als Positiv) auf den Stahl zu bekommen funktioniert zumindest
Einfarbig oder in "Grau"Stufen auch per Laserdrucker.

Man kann z.B. eine Heftseite aus einer Illustrierten
(Stern oder Spiegel, diese Papiere sind dafür gut geeignet)
spiegelverkehrt bedrukcen und das Bild dan auf die Stahlfläche bügeln.

Das ist unter dem Begriff

Toner-Transfermethode

bei Elektronik-Bastlern eine beliebte alternative Möglichkeit
(ich finde es ebenfalls besser als Platinen photobelichten)

http://members.aon.at/gwiesner/tho/tt/t ... de-0_4.pdf

Damit lassen sich auch brauchbare Bilder im Rasterdruck per Laserdrucker erreichen.

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18.06.2008, 12:07
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Chemie Senior
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Registriert: 07.09.2006, 15:19
Beiträge: 189
Beitrag 
ich würde sagen salzsäure ist ein zu agressiver abtrag beim aluminium! und es wird auch nicht schön da man die verunreinigungen nicht weg bekommet! ich würde dir vorschlagen es mit NaOH zu bearbeiten bis du deine gewünschte tiefe hast und dann das ganze alu teil, ohne wachs oder so, in salpetersäure zu hängen für so 60 sec. dann hast du ein schön weiss glänzents, silbriges ALuminiumteil! wein du mech. eigenschaften vom alu verändern willst lass es anodisieren sprich ELOXAL!
und bei diesem verfahren kannst du es dann auch gleich in eine beliebige farbe einfärben! ^^
naja und zu stahl du solltest verdünnte schwefelsäure nehmen da konz. den stahl nicht angreift! anschließente behandlungsverfahren wie chrom usw. solltest du in erwegung ziehen! ;)

edit: du bist industriedesigner, das heißt wenn du östeerreicher bist warst du eh mit kraveuren (wenn man das so schreibt) in der gleichen schule HTL Ferlach wie wär es wenn du einen von deinen alten schulkollegen um rat bittest, falls möglich!

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Friede Freude Chemiekuchen


20.06.2008, 09:10
Profil
Chemie God

Registriert: 14.12.2002, 16:03
Beiträge: 8690
Wohnort: Im Kaff Der Guten Hoffnung
Beitrag 
Schwefelsäure gibts im Autoteile-Handel, als Akku-Säure.
die sollte dafür weit ausreichend sein.

Wenn Natronlauge (geht für Alu natürlich auch) gesucht wird,
Musst Dich mal nach flüssigem Ablussreiniger umschauen.
Da sollte hinten auch 'ne Warnung draufstehen.

Flüssigen nehmen, nicht gekörnten, denn da ist schon Aluminiumgrieß drin.
Das lässt das Zeug sehr warm werden und mit dem ebenfalls enthaltenem
NaOH reagieren, wenn man Wasser hinzu gibt. (Deswegen is' mir auch schon
mal ein Plastik-Abfluß weg geschmolzen).

technisch reines Hydroxid bekommt man im Elektronik-Handel (z.B. C*nrad)

zumindest sowas gibts noch ohne generv.

Jetzt noch die Frage zum Stahl schneiden...
Wie dick isser denn? (DER STAHL!!!)
Soll heißen: Acetylenbrenner oder Blechschere...

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20.06.2008, 18:55
Profil
Chemie Junior

Registriert: 17.06.2008, 22:38
Beiträge: 2
Beitrag 
hallo und ein dankeschön für die antworten,

habe mir bereits 30% salzsäure aus der apotheke beschafft und 30% wasserstoffperoxidlösung, weil ich das in so einer platinen-ätzen-anleitng gelesen habe, beides gemischt....auf das verzinkte stahlblech mit spritze draufgegeben..und...ja das zink ist weg...dem stahl macht das ganze aber nix aus ?!?!?...hab es dann nur mit schwefelsäure probiert...zink zischt und schäumt, beim stahlblech tut sich allerdings nüschtz...

werde mir schwefelsäure kaufen, was ich allerdings nicht verstehe ist: verdünte greift den stahl besser als höher konzentrierte???
..ist es nicht: von mehr kommt mehr ??? also höher konzentiert säure, grössere ätzkraft?

ja werde es mit schwefelsäure bei der apotheke meiner wahl probieren, wobei sie schon beim ersten mals gestutz haben, als ich die 2 dinger gekauft habe...waren je 250 ml, dennoch quckten sie komisch und haben nach den zweck gefragt.

BLECHDICKE: es ist ja alles im experimentellem stadium...wäre toll wenn ich 4mm blech schneiden könnte, habe aber momentan so ein verzinktes stahlblech aus dem baumarkt...schätze 0,5mm... ich möchte ja den stahl fein perforieren mit bestimmten mustern (klar mit einem CNC- laserschneider ginge das auch ;)) jedoch verusche ich die mac-gyver günstig variante

ok danke im voraus für die wertvollen tipps

grüsse
a


22.06.2008, 11:14
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Chemie God

Registriert: 14.12.2002, 16:03
Beiträge: 8690
Wohnort: Im Kaff Der Guten Hoffnung
Beitrag 
Also die 4mm-Variante wird man flexen, schweißbrennen, lasern (etc) müssen.
Je nach Geldbeutel und gewünschtem Aussehen der Schnittkante,
die direkt nach dem Schnitt entsteht.

Damit eine Säure gut auf andere Stoffe wirken kann,
Muss diese möglichst vollständig dissoziiert sein.
Es müssen sich H[sup]+[/sup]-Ionen abspalten können,
damit diese durch das Metall ersetzt werden können (und so das Metall-Sulfat ergeben).
Diese Aufspaltung in die Ionen geschieht im Optimalen Maß nur in Anwesenheit von Wasser.

Versuch das mal mit Akkusäure (37%) und das ganze mal erwärmen.
Dan sollte auch erstmal das Zink von der Oberfläche entfernt werden.
Solange noch Zn da ist, wird hauptsächlich erstmal das weggeätzt.

Mit warmer Salzsäure habe ich auch schon mal VA-Stahl geätzt,
das sollte eigentlich auch gehen.

Dann gibts noch Mischungen mit Eisenchlorid (auch im Elektronik-Bereich verwendet).

Edit sagt mir noch,
diese Sachen nach Möglichkeit nicht in der Apotheke zu kaufen.
erstens wegen teuer
zweitens steht man da als potentieller Terrorist unter Generalverdacht.

Wenn garnix geht, sollte als letzte Möglichkeit immer noch die galvanische
"Vernichtung" funktionieren.

Der Strom kriegt so nach und nach alles klein.
besonders in chlorid-haltigen Elektrolyten
- also Kochsalz lösen, Bauteile reinhalten und Saft rauf geben.
Das Werkstuck als Anode (+) schalten.
KAthode kann alles Stromleitende sein,
einfaches Weißblech aus ner Dose reicht.

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22.06.2008, 11:29
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Chemie God

Registriert: 19.12.2005, 22:37
Beiträge: 1281
Beitrag 
Das Wasserstoffperoxid kannst du weg lassen, bei deinen Materialien bringt das nichts, es macht nur den Umgang mit dem Ätzmittel gefährlicher. Es wird aber z.B bei Kupfer benötigt.

Kalte Ätzmittel haben gegenüber den Metallen nur eine relativ langsame Wirkung. Erwärme die Säure ordentllich, dann steigt die Ätzrate rapide an, das wirst du dann auch an der Wasserstoffentwicklung sehen. Batteriesäure ist ok für deine Zwecke und wird auch weniger kosten als etwas aus der Apotheke. Oder direkt auf elektrochemisch Ätzen umsteigen, dann reicht eine Handvoll Kochsalz als Ätzmittel, zusammen mit einem alten PC-Netzteil.

Für die Abdeckung empfehle ich Photoresist aus der Dose, "Positiv 20" von Kontakt Chemie (gibt es bei Conrad). Damit kannst du beliebige Muster Übertragen, ich habe so mal eine A4-Seite Text in ein Stahlblech eingeätzt.

Hol dir aber einmal ein Angebot für CNC-Laserschnitt, damit du abschnätzen kannst ob sich dein Maskier- und Ätzaufwand lohnt. Das kostet je nach dem gar nicht viel, vorallem wenn du eine taugliche CAD-Datei liefern kannst. Ich war recht überrascht als ich das erste mal etwas in Auftrag gab.

edit:

Ich habe es gerade mal schnell ausprobiert und ein Muster in die Abdeckung einer 3.5" Diskette geätzt. Dazu habe ich zuerst eine Folie aufgeklebt, das Muster mit dem Messer ausgeschnitten und danach mit Lack (Plastikspray von Kontakt chemie, trocknet innert Minuten) übersprüht und die Folie abgezogen. Dann habe ich in Kochsalzlösung (Konzentration ist nicht so wichtig, einfach genug Salz nehmen so dass der gewünschte Strom fliesst) elektrochemisch geätzt, de Stromdichte betrug ca. 2A / cm[sup]2[/sup]. Nach weniger als 10 Minuten war ich komplett durch, Resultat siehe hier:

Bild

Das Material ist 0.18 mm Edelstahlblech, man sieht gut das grösste Problem dieser Methode, die Unterätzung. Ursprünglich hatte der Stern scharfe Spitzen. Bei dickeren Blechen wird das noch viel schlimmer werden. Wahrscheinlich bekommt man etwas bessere Resultate mit einer geringeren Stromdichte, ich habe einfach heftig draufgebraten damit das ganze nicht so lange dauerte...

Diese Seite könnte für dich noch interessant sein, der Autor zeigt viele geätzte Dinge und auch die genaue Durchführung:

http://steampunkworkshop.com/taxonomy/term/14

Um richtig gute Ergebnisse zu erhalten sind sicher einige Versuche notwendig.


22.06.2008, 11:39
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