Chemisches Ätzen

Chemisches Ätzen — auch Nassätzen genannt — ist ein subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem Metall durch eine saure oder alkalische Ätzlösung kontrolliert abgetragen wird. Es liefert gratfreie, spannungsfreie Bauteile mit engsten Toleranzen — ohne Wärmeeintrag, ohne mechanische Belastung.

So funktioniert das Verfahren

1. Reinigung: Das Metallblech wird entfettet und chemisch gereinigt.
2. Beschichtung: Beidseitig wird ein lichtempfindlicher Photoresist auflaminiert oder aufgeschleudert.
3. Belichtung: Über eine Maske wird das Bauteildesign per UV-Licht in den Photoresist übertragen.
4. Entwicklung: Die nicht belichteten (bzw. belichteten, je nach Resist-Typ) Bereiche werden ausgewaschen — das Metall liegt dort frei.
5. Ätzen: Das Blech läuft durch eine Sprühätzanlage. Die Ätzlösung (häufig Eisen(III)-chlorid für Edelstahl/Kupfer) trägt das freiliegende Metall ab — beidseitig, parallel.
6. Strippen & Reinigung: Der Resist wird abgelöst, das fertige Bauteil gespült und getrocknet.

Vorteile gegenüber Lasern, Stanzen, Fräsen

Geeignete Materialien

Nahezu alle Metalle und Metalllegierungen lassen sich chemisch ätzen:

• Edelstahl — 1.4301, 1.4310, 1.4404, 1.4571 und weitere
• Kupfer und Kupferlegierungen — Cu-OF, Cu-DHP, CuBe, CuNi, CuSn
• Federstahl — 1.4310, 1.1248, 1.8159
• Aluminium — EN AW-1050, 3003, 5754 (mit alkalischer Ätzlösung)
• Messing — CuZn37, CuZn40
• Titan — Grade 1, 2, 5 (spezielle Ätzbäder)
• Nickel und Nickel-Legierungen
• Weitere: Silber, Molybdän, Wolfram, Kovar, Invar, Hastelloy

Typische Toleranzen

Typische Anwendungen

• Lochbleche, Filter, Siebe — hohe Lochdichte, präzise Kantenkontur
• Kontaktfedern, Federelemente — spannungsfrei für reproduzierbare Federkennlinien
• EMV-Abschirmungen — komplexe 3D-Geometrien aus dünnem Blech
• Encoder-Scheiben — präzise Teilungen, gratfreie Kanten
• Typenschilder, Markierungen — feinste Schrift- und Logo-Strukturen
• Lead-Frames, Maschen, mikrofluidische Bauteile, Schablonen

Wann lohnt sich chemisches Ätzen?

• Komplexe Geometrien mit vielen Features (Lochmuster, Schlitze, Mikrokonturen)
• Gratfreie, spannungsfreie Bauteile gefordert
• Materialdicken 0,02 – 2,0 mm
• Stückzahlen ab 1 Stück (Prototyp) bis viele Tausend (Reel-to-Reel-Bandproduktion)
• Wenig Werkzeug-Vorlaufkosten gewünscht (nur Photomaske)
• Konstruktionsänderungen sollen schnell umsetzbar bleiben (neue Maske statt neues Stanzwerkzeug)

Häufige Fragen

Verändert chemisches Ätzen die Materialeigenschaften?

Nein. Da kein thermischer Eintrag und keine mechanische Belastung erfolgt, bleiben Gefüge, Härte und Federkennwerte unverändert. Das ist besonders bei Federstahl und gehärteten Edelstählen ein entscheidender Vorteil gegenüber Lasern oder Wasserstrahlen.

Wie sieht eine Ätzkante aus?

Die Ätzkante ist leicht gewölbt (näherungsweise halbkreisförmig, da das Ätzmittel auch seitlich angreift — "Unterätzung"). Das wird beim Maskenlayout konstruktiv eingerechnet, sodass die Endgeometrie maßhaltig ist.

Welche Stückzahlen sind sinnvoll?

Chemisches Ätzen lohnt sich ab Stückzahl 1 (Prototyp), weil die Werkzeugkosten gering sind — nur eine Photomaske wird benötigt. Für Großserien ist die Reel-to-Reel-Bandfertigung wirtschaftlich besonders attraktiv.

Wie schnell ist eine Lieferung möglich?

Speziallieferanten wie Ätztechnik Herz bieten Speedline-Service mit 48–72 h Bearbeitungszeit für Prototypen und Eilaufträge. Reguläre Serienproduktion liegt typisch bei 2–4 Wochen.