Etsen van messing

E11.08 - Decals - Vorige | Volgende - E12 - Gereedschappen

---

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

---

In deze rubriek 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 dakornament.

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).
• Als 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 simpel 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 laserprinter. Die geeft immers een duidelijke scherper beeld dan een inktjetprinter. 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 1 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. Zo blijven na het etsen alle onderdelen mooi aan elkaar verbonden, zodat u ze veel makkelijker uit de etsvloeistof kunt nemen.

E11.09-01

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 dus 0,5 - (0,25 x 0,3 x 2) = 0,35 mm.
Een groef van 0,5 mm, wordt 0,5 + (0,25 x 0,3 x 2) = 0,65 mm

Van door-etsen is sprake als de ets-diepte groter is dan de plaatdikte. Dit kan onbedoeld gebeuren als de duur van het etsen te lang is. Maar natuurlijk ook als 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 JIF. Gebruik daarbij een Kleenex doekje. Wees niet snel tevreden. Maak cirkelvormige bewegingen. Het messing krijgt een mooi helder licht oppervlak. U voert een controle uit door het materiaal schuin onder een kraan met warm water te houden. Pas wanneer het water zonder druppels achter te laten, als een film van het messing afzakt, is het goed. Anders gewoon doorgaan met schuren. het helpt overigens als u hierbij dunne plastic handschoenen draagt. Het verdient aanbeveling niet meer met blote handen aan het oppervlakte te komen. Pluis en stofvrij houden.

Het aanbrengen van de lichtgevoelige lak dient te gebeuren op een donkere, stofvrije plaats. Om toch iets te zien mag u gebruik maken van een GELE lamp. De UV stralen die dit licht produceert heeft geen invloed op de lichtgevoelige lak. Leg de plaat horizontaal (controleren met 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 behandeld met lak.

E11.09-02

Voor de lichtgevoelige fotokopieerlak kunt u gebruik maken van Positive 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 voor het gebruik rustig op kamertemperatuur laten komen.

E11.09-03

Indien u slechts eenzijdig wilt etsen, kunt u ter vervanging van de fotokopieerlak, aan de achterzijde ook laklaag aanbrengen met Plastik 70.
Voor meer informatie over Positive 20 en Plastik 70 , kunt u contact opnemen met de fabrikant: CRC Europa
Zie: http://www.crceurope.com/csp/web/home.csp

Als 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 ene rustige, regelmatige beweging, zonder onderbreking heen en weer, links bovenaan beginnen. Na enkele seconden bent u klaar. Te dik spuiten levert ongewenst randvorming op en leidt tot langer 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 rustig 10 minuten rusten.

Drogen met IR of grill-oventje

Als de lak is glad getrokken, kunt u e.e.a. (in het donker) drogen met IR-licht of in een grill oventje.
De droogtemperatuur ligt tussen de 70 en 800 Celcius, 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 en hard worden. Onvoldoende drogen veroorzaakt spelde gaatjes en verminderde hechting. Te lang drogen veroorzaakt vermindering of zelfs verdwijning van 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 UV-lamp en de messingplaat, met een belichtingtijd van 3 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 caustic soda ofwel natronloog op één liter water van 200 graden Celcius. Natronloog is gemakkelijk verkrijgbaar in elektronicazaken, bij drogist apotheek en doe-het-zelf-zaken. Loog is, net als een zuur, een bijtende stof en gevaarlijk bij inwendig gebruik. U kunt het neutraliseren met azijn en water. Let erop dat u nooit met natte handen de soda 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. Laat het ontwikkelde materiaal vervolgens hangend drogen.

Let op! De ontwikkelvloeistof kan niet bewaard worden. Afvoeren met het chemisch afval.

Etsvloeistof

Het beste resultaat krijgt u met ijzerchloride (FE2CL3) als etsmiddel. Het voordeel van dit etsmiddel is dat het niet al te giftig is, niet te sterk stinkt en ook niet zo duur is. IJzerchloride is te koop in elktronicazaken, apotheken en drogisterijen. Het komt voor als bolletjes ter grootte van borrelnootjes, als gele brokken en plakken en als donkerbruine vloeistof. Voor 1 liter etsmiddel heeft u 250 gram ijzerchloride nodig. Het lost gemakkelijk op in water van 400 Celcius tot een geelbruine vloeistof.

Het is niet bijzonder gevaarlijk en etst niet 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.

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. Te warm geeft een rafelig resultaat en sterke onder-etsing. Een temperatuur van 35-400 C 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 ontstaat door toevoeging van zuurstofbelletjes. Beweeg daarom de messing plaat met de ene, en maak roerende bewegingen met de andere hand.

Afspoelen, drogen en nabewerken

Na twee tot drie uur is de totae dipte van 0,35 mm. bereikt in een concentratie van 250 gr/liter IJzerchloride bij 350 C met langzame beweging en toevoeging van luchtbelletjes. Hang de messingplaat daarom met plastic plakband in het etsmiddel. Tegen het einde van de etstijd controleert u even hoever het proces gevorderd is. Als het resultaat 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 vijl 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 1 mm;
• Alleen werkstukken, die uit een plat vlak bestaan of kunne worden opgebouwd komen in aanmerking.

---

E11.08 - Decals - Vorige | Volgende - E12 - Gereedschappen