Wissen · Toleranzen

Toleranzen & Konstruktionsregeln

Welche Toleranzen lassen sich beim chemischen Ätzen wirtschaftlich erreichen, und wie sollten Bauteile konstruktiv ausgelegt werden? Hier sind die wichtigsten Faustregeln und Richtwerte.

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Wichtigste Faustregel: Die meisten Toleranzen skalieren mit der Materialdicke. Die wirtschaftliche Konturtoleranz liegt bei ± 10 % der Materialdicke, mindestens jedoch ± 0,02 mm.

Konturtoleranzen

Materialdicke	Typische Konturtoleranz
0,05 mm	± 0,02 mm
0,1 mm	± 0,02 mm
0,2 mm	± 0,02 mm
0,3 mm	± 0,03 mm
0,5 mm	± 0,05 mm
1,0 mm	± 0,1 mm
1,5 mm	± 0,15 mm
2,0 mm	± 0,2 mm

Minimale Innenkonturen

Minimum-Bohrungs-Ø: ≥ 1,0 × Materialdicke
Minimum-Schlitzbreite: ≥ 1,1 × Materialdicke
Minimum-Innenradius: ≥ 0,2 × Materialdicke (technisch oft sogar kleiner möglich)

Geätzter Ring mit feinen Speichen, Makroaufnahme — Geätzter Ring mit filigranen Speichen. Solche Stege liegen im Bereich weniger Zehntelmillimeter; die Untergrenze ergibt sich aus der Materialdicke, weil die Ätzlösung von beiden Seiten wirkt und dabei seitlich unterätzt. Die Faustregeln auf dieser Seite leiten sich aus diesem Zusammenhang ab.

Minimale Stegbreite

Material zwischen zwei Durchbrüchen muss eine Mindeststärke haben, damit es beim Ätzen nicht unterätzt wird. Faustregel:

Minimum-Steg: ≥ 0,8 × Materialdicke
Bei 0,3 mm Material also Steg ≥ 0,24 mm
Schmälere Stege sind technisch möglich, aber mit erhöhtem Ausschussrisiko

Bohrungs-/Loch-Geometrie

Da das Ätzen beidseitig läuft und das Material auch seitlich angegriffen wird (Unterätzung), entsteht eine charakteristische "Fass-Form" der Bohrung:

Der nominal definierte Durchmesser bezieht sich auf die Mitte der Materialdicke
An den Außenseiten ist die Bohrung etwas größer als nominal
Bei Präzisions-Anforderungen wird die Maskengeometrie entsprechend kompensiert

Ätztiefe und Halbätzen

Standard ist das Durch-Ätzen (Bauteil wird aus dem Blech gelöst). Halbätzen erlaubt definierte Tiefenstrukturen:

Typische Halbätz-Tiefe: 30–60 % der Materialdicke
Toleranz der Halbätz-Tiefe: ca. ± 10–20 % der nominalen Tiefe
Anwendung: Sollbruchstellen, Prägungen, Markierungen, Tiefenstrukturen

Oberflächenrauheit

Typische Werte: Ra ≈ 0,4 – 1,2 µm
Materialabhängig (Edelstahl glatter, Kupfer etwas rauer)
Nach Bedarf kann poliert oder geschliffen werden

Maßhaltigkeit der Außenkontur

Die Außenkontur eines Bauteils wird i. d. R. mit folgenden Toleranzen erreicht:

Bauteile bis 100 mm Größe: ± 0,05 mm
Bauteile bis 300 mm Größe: ± 0,1 mm
Bauteile > 300 mm: prozessabhängig, in Rücksprache mit dem Anbieter

Konstruktions-Checkliste

Materialdicke gewählt? – bestimmt minimale Strukturgrößen.
Werkstoff inkl. Werkstoffnummer angegeben?
Toleranzen nur dort spezifiziert, wo sie funktional nötig sind? (Engere Toleranzen = höhere Stückkosten.)
Bohrungen und Schlitze ≥ Materialdicke?
Stegbreiten ≥ 0,8 × Materialdicke?
Halbätz-Bereiche markiert und mit Solltiefe versehen?
Datenformat: bevorzugt DXF, DWG oder STEP.

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