ماشین کاری فتوشیمیایی

ماشین کاری فتوشیمیایی ( انگلیسی: Photochemical machining ) یا PCM که به آن فرزکاری فتوشیمیایی یا کنده کاری نوری نیز می گویند، فرآیندی شیمیایی بر پایه سونش ( اچینگ ) است. در این روش با استفاده از لاک نوری ( Photo - resist ) و همچنین مواد اچ کننده، سطوح انتخاب شده‎ از ورقی فلزی به روش خوردگی، ماشین کاری می شود تا قطعه ساخته شود. این فرآیند در دهه 1960، به عنوان روشی برای ساخت برد های مدار چاپی به وجود آمد. روش مشابه آن طرح نگاری نوری است که در ساخت مدار های مجتمع به کار می رود.
این روش قادر است قطعات بسیار پیچیده با جزییات بسیار دقیق را با هزینه ای کاملا اقتصادی تولید کند؛ به گونه ای که می تواند گزینه ای اقتصادی برای جایگزین شدن با پانچ، مهر ، برش لیزر، برش با جت آب و یا ماشین کاری با تخلیه الکتریکی برای قطعاتی با ضخامت پایین باشد. ابزار آلات این روش ارزان بوده و به سرعت نیز تولید می شوند که موجب می شود این فرآیند گزینه ای مناسب برای ساخت نمونه باشد. همچنین موجب آسان تر شدن تغییرات در تولید انبوه می شود. از دیگر ویژگی های این روش می توان به عدم ایجاد لبه های تیز و پلیسه و همچنین دقت ابعادی بسیار بالا و در عین حال سرعت بالا ( چند ساعت پس از اعمال طرح ) اشاره کرد. [ ۱]
این روش تقریبا بر روی همه فلز ها و آلیاژ های موجود در بازار، شامل آلومینیوم، برنج، مس، اینکونل، منگنز، نیکل، نقره، فولاد، فولاد ضدزنگ، روی و تیتانیوم، و با هرگونه سختی قابل اعمال است. محدودیت این روش در ابعاد است؛ در واقع ضخامت قطعه مورد استفاده می بایست بین 0. 0005 تا 0. 080 اینچ ( 0. 013 تا 2. 032 میلی متر ) باشد. [ ۲]
ابزار نوری ( photo - tool ) ابزار اصلی این روش بوده و به صورت تصویر نگاتیو قطعه موردنظر بر روی یک فیلم از جنس پلی اتیلن ترفتالات دو - محوره ( BoPET ) چاپ می شود. در ابزار نوری بخش های موردنظر با رنگ تیره دیده می شود. ابزار نوری به صورت کامپیوتری طراحی شده و توسط رسام هایی با دقت بسیار بالا چاپ می شوند که موجب می شود تولید ابزار نوری، سریع، دقیق و ارزان قیمت بوده و به راحتی و با سرعت بالا می توان اصلاحات مورد نیاز را بر روی آن اعمال کرد. این ابزار به صورت دوطرفه ایجاد می شود تا فرآیند بر هر دو سوی قطعه صورت گیرد. [ ۳]
ابتدا ماده اولیه که قرار است قطعه از آن ساخته شود با مواد شیمیایی کاملا تمیز شده و سپس به صورت لایه های نازک در آمده و در نهایت با پلیمری حساس به نور فرابنفش به نام لاک نوری روکش دهی می شود. در اینجا ابزار نوری و فلز روکش دار با هم مواجه می شوند. در یک قالب خلأ، پنل روکش دار بین دو نیمه ابزار نوری قرار می گیرد و به سپس با ایجاد خلأ دو نیمه ابزار نوری به پنل فلزی روکش دار می چسبد. در مرحله بعد، امواج پرانرژی فرابنفش به این مجموعه تابیده می شود؛ در اثر پرتو های فرابنفش، قسمت تیره سخت تر شده و قسمت روشن بدون تغییر باقی می ماند. در حقیقت با استفاده از امواج فرابنفش تصویر ابزار نوری بر روی لاک نوری و پنل فلزی می افتد. با توجه به اینکه در این فقط از نور فرابنفش استفاده می شود، هیچ گونه مشکلی در ابزار، اعم از خوردگی و یا سایش به وجود نمی آید که عملا موجب می شود همه هزینه های مربوط به تعمیرات و نگه داری از بین رفته و تکرارپذیری برای مدت طولانی در خطوط تولید تضمین شود. علاوه بر این هنگامی که امواج فرابنفش از طریق ابزار نوری بر پنل تابیده می شود، طرح و هندسه با تمام جزییات، بلافاصله به قطعه منتقل می شود و هیچ گونه هزینه دیگری برای آماده سازی قطعات وجود ندارد. [ ۳]