FOTOGRABADOS

Realizar fotograbados puede resultar una opción interesante para obtener piezas que no se encuentran en el comercio…y la obtención de estas piezas es una gran satisfacción..

LA TÉCNICA

Básicamente se siguen los mismos pasos que se aplican cuando se quiere realizar una placa de circuito impreso:

– dibujo del objeto que queremos obtener en blanco y negro / transparente y negro.

– exposición de la placa  sensibilizada mediante luz UV.

– ataque químico con un mordiente hasta separar la pieza de su placa

– limpieza de las piezas con acetona o disolvente.

Como los pasos para obtener CI´s están descritos y documentados en distintos tutoriales que hay en la Red, no voy a repetir la misma explicación.

El esquema para fotograbado se resume en los pasos:

Fotograbado 3 proceso

Lo que voy e exponer son las peculiaridades del fotograbado, y sobre todo las trampas que tiene cada paso y aportar mi experiencia. Obtener una pieza perfecta no es tan sencillo como parece y requiere correcciones del proceso hasta que obtengamos lo que queremos. La principal diferencia entre CI´s fotograbado es que las piezas quedan sueltas al final del proceso. En sentido estricto consiste en cortar mediante una reacción química.

El dibujo. El primer paso es hacer un dibujo en blanco y negro mediante ordenador. Yo uso Corel Draw pero si se prefiere usar un CAD, también. Es necesario trabajar con una resolución mínima de 600ppp. Una vez hecho el dibujo de la pieza se imprime sobre fondo transparente o translúcido… y se obtiene el fotolito, y cuanto más contraste y resolución tiene, mejor.

A nivel profesional se lleva el archivo a un sitio especializado (vale una tienda de fotos) y se pide que se haga una transparencia con filmadora. Este es el mejor fotolito pero tiene varios inconvenientes: el precio, el retraso y las necesarias correcciones que hay que hacer. Hay que tener en cuenta que el primer  fotolito no suele ser el definitivo a no ser que lo que queramos reproducir sea muy sencillo. Por estos motivos siempre he intentado hacerlos en mi casa con impresora.

LA IMPRESORA Y EL FOTOLITO

Usar transparencia parece lo mejor, pero puede no ser así: los fotolitos que he realizado sobre papel vegetal, han resultado los mejores en contraste al tener una gran carga de tinta.. pero esto depende de la impresora.

Hay un problema ya que los fabricante hacen trampas al “capar” las capacidades de la impresora mediante sofware, por tanto hay que hacer pruebas después de comprarla, y si se puede, buscar un software alternativo que sea más completo.

Si se tiene una impresora profesional con tropecientos cabezales.. perfecto. Si no es así… paciencia y pruebas

En principio se puede pensar que la mejor es la láser al tener una gran resolución, pero resulta que estas impresoras no son capaces de aplicar gran carga de tóner, lo que obliga a colocar dos fotolitos idénticos uno encima del otro… por supuesto la colocación/superposición tiene que ser perfecta, y no vale un mínimo desplazamiento, y .. hasta dónde yo sé, funcionan  mejor sobre papel vegetal que sobre transparencia.

Las de chorro de tinta son adecuadas peeeeeero tienen muchas “manías” y pongo como ejemplo mi experiencia: la anterior que tuve era una HP que es de lo peor que han fabricado, pero resultó virguera para hacer fotolitos, no sólo daba una gran resolución sino que las cargas de tinta que imprimía eran impresionantes… pero no sobre transparencia sino sobre papel vegetal. El resultado eran fotolitos muy contrastados, que se arrugaban al recibir la tinta por lo que había que prensarlos durante 24 horas antes de usarlos… después de que hubiesen secado por completo.

La actual es una Pixma 7250 a la que no le gusta el `papel vegetal pero que funciona de manera aceptable sobre transparencia… el problema es que la carga de tinta es muy inferior, y por tanto el contraste es también inferior. Puede ser necesario colocar dos fotolitos unos sobre otro para lograr el contraste `preciso… lo que trato de evitar por todos los medios.

La cuestión del contraste no es baladí porque cuando es pequeño hay que “afinar” mucho el tiempo que se va a exponer la placa sensibilizada,  para evitar que la parte que queremos reservar  quede tan delgada al revelar que sea atacada después por el mordiente. En efecto pasarse de exposición supone que se va a debilitar la emulsión en exceso en toda la superficie… y esto a su vez depende del grosor de la capa de emulsión fotosensible que hemos depositado… a mano por supuesto.

Fotograbado 3 fotolit

Un fotolito. Los círculos  con cruces son los registros. Permiten superponer dos fotolitos con precisión. A veces se sitúan fuera del área negra del dibujo.

A la hora de diseñar el fotolito es conveniente no apurar y llevar las piezas justo hasta el borde, dejando algo más de espacio que el que se ve arriba. Debe contener sólo lo necesario para obtener las piezas, cualquier otra cosa que tenga aparecerá sobre la placa arruinando el trabajo.

El espacio en blanco que se ve en torno a las piezas no debe ser inferior a 0,6mm ni hace falta que sea mayor de 0,8mm… y es conveniente que sea uniforme en todo el fotolito.

La placa por su lado debe ser un poco más pequeña que el espacio negro del fotolito para evitar que quede superficie sin cubrir por el negro del fondo. Hay que tener en cuenta que todo lo que esté sin cubrir será atacado por el mordiente… que es lo más caro del proceso.

Si se observa el fotolito se verá que no hay partes que unan las piezas entre sí, de manera que no es necesario estar recortando después del ataque… cada pieza está separada de las otras.

PLACAS

Valen tanto el cobre como el latón. El cobre suele ser más homogéneo.

Los grosores que he usado hasta ahora han sido 0,1 – 0,2 – 0,3 – y 0,4 mm. La de 0,2 no es rígida, ya que curiosamente en este grosor no se fabrica placa dura o rígida.  Para trabajar atacando  a una sola cara el límite según mi experiencia es de 0,4mm.

Para ventanas y puertas uso 0,1mm. Para paneles de señales 0,3 y para estructuras 0,4. La señal que hay al margen derecho, está realizada con 0,3mm. La norma de oro es que cuanto más delgada es la chapa, más fácil.

Si se usan placas más gruesas hay que exponerlas por las dos caras, revelarlas por las dos caras y atacarlas por las dos caras, lo que complica y encarece mucho el proceso. En este caso se usa un fotolito para cada cara, siendo uno el reflejo del otro. Para que coincidan se colocan registros fuera del área negra en ambos y se enfrentan lado impreso con lado impreso, La placa se introduce entre ellos.

LA LIMPIEZA DE LA PLACA.

Este paso es de la mayor importancia.  Muchos fallos se producen simplemente porque la placa está sucia.

El primer paso es limpiar la placa con acetona por ambas caras, a continuación se aísla la cara posterior pegando aironfix o aplicando una capa de betún de judea Una u otra elección dependen del espesor de la placa que se va a atacar: si la chapa es de 0,1 o 0,2mm es mejor  aplicar betún de judea y si es más gruesa, mejor el aironfix, pero este tiene que tener una buena calidad en su pegamento ya que los mediocres dejan  restos en la pieza que luego hay que quitar, y es muy incómodo.  En caso de duda se aplica también betún de judea.

No es recomendable el aironfix removible porque tiene muy poca fuerza en el pegamento.

El betún de judea debe ser previamente rebajado con disolvente.  Al aplicarlo la brocha (plana y de buen pelo)  se apoya lo justo sobre la superficie y no debe dejar cordón. Es preferible que el betún esté ligero. La brocha se limpia con un poco de disolvente y se terminan de eliminar los restos con papel, si queda algo en ella la siguiente vez se disolverá al usarla.

Una pieza delgada sobre placa de 0,1 o 0,2 al ser despegada del aironfix se deformará, por eso es mejor el betún ara la parte de detrás . Y es conveniente  usar una red en la cubeta del mordiente para que las piezas sueltas no se nos pierdan.

Para frotar durante la limpieza coloco la placa sobre un cristal y la agarro por dos de sus puntas con los dedos para que no se mueva

El siguiente paso es dejar caer unas gotas de agua sobre la cara útil de la placa y dejar caer también un poco de blanco de España (se puede sustituir por talco aunque este no es tan bueno) y frotar en círculo durante un par de minutos con un paño que no suelte pelillos. Si hay demasiada agua o poca no se formará la pasta en su superficie que hace falta.  . A continuación se lava la placa con abundante agua mientras se pasa una brochita plana por la superficie para ayudar a quitar el polvillo que se suele quedar pegado. La brocha tiene que estar completamente limpia…¡y ojo, no tocar con las manos el pelo de esta!Recomiendo lavarse bien las manos justo antes de proceder a limpiar la placa.. y aún así nada de tocar la zona útil con los dedos…¡ni rozarla! También conviene lavar la parte de detrás, porque siempre hay algo de polvillo pegado.. para esta cara no usar la misma brocha!!!! se pueden usar los dedos. A continuación se guarda hasta su secado a salvo del polvo.

LA EMULSIÓN SENSIBLE

Las placas para CI que se compran se pueden pedir con la emulsión fotosensible ya incorporada, pero las placas de latón no la traen a no ser que se pida en comercios especializados (en tiendas de componentes electrónicos que a su vez  tienen que encargar al fabricante de turno) y siempre he preferido hacérmelas yo mismo.

Existe actualmente una emulsión / film que tiene la ventaja de su uniformidad de capa aunque nunca la he usado. Es sensible al UV y creo que es inversa.  Hay que invertir el dibujo.

Para sensibilizar la placa de latón o cobre uso un foto polímero:  Positiv 20. Esta es una laca sensible al UV  por lo que exige tener una insoladora UV. Es directa por lo que no hay que invertir el dibujo antes de imprimirlo. Se compra en tiendas de componentes electrónicos. ¡ojo con la fecha de caducidad que viene en el bote! es conveniente comprarla con el mayor margen de tiempo posible. Después del período de caducidad  se puede usar hasta cuatro meses después de la fecha señalada. A partir de aquí  la emulsión evidencia una rápida y notable pérdida de sensibilidad con lo que hay que prolongar el tiempo de exposición “a voleo” porque es imposible de calcular.

La laca viene en espray y  se extiende sobre la placa en pasadas sucesivas teniendo el aerosol a unos 20 cm de la superficie. Primero se hace en un sentido toda la placa y luego pasando de nuevo a 90º (debajo)

Fotograbado 3 Positiv20

Suelo además dar otro par de breves pasadas a más altura (unos 30 cm). Es difícil describir lo que se ve porque uno siempre tiene la sensación de que algo no va a funcionar… a pesar de eso.. ¡funciona!  Si la placa está muy limpia la emulsión correrá por la superficie homogeneizando todo.

Al proyectar la emulsión hay que ser lo más regular posible, pero como la mano no es perfecta pueden aparecer zonas irregulares, aún así,  si la placa se ha limpiado a fondo se notará su efecto positivo. Es importante que en la zona útil para las piezas esté homogénea, y es menos importante en los bordes. Hay veces en que parece que va a quedar la superficie como si fuese piel de naranja pero al poco se extiende la emulsión perfectamente. Si al final hay alguna irregularidad y no es excesiva, la  tolerancia (latitud ) de la emulsión a la exposición absorberá la diferencia de tiempo relativa entre una zona y otra. Lo que hay que evitar por todos los medios es el polvo: previamente extiendo papel de periódico limpio usando sólo las hojas interiores. La placa la coloco sobre un soporte alto de manera que sus bordes sobresalgan para poder cogerla cómodamente. Una vez rociada la guardo en un cajón a salvo del polvo y de la luz del sol durante 24 horas mínimo.

El grosor de la capa de emulsión determina en parte el tiempo de exposición: cuanto más capa, más tiempo se requerirá.

La emulsión se puede exponer más de una vez: de hecho para obtener algunos efectos es imprescindible. Para ello después de la primera exposición y el primer ataque del mordiente, se lava la placa, se deja secar a cubierto de la luz y se vuelve a exponer y revelar. Esta segunda exposición tiene que ser algo más larga que la primera. Si la placa ha estado mucho tiempo sumergida la emulsión ha de ser eliminada y se vuelve a echar  otra vez emulsión

El positiv 20 se elimina bien con acetona y disolvente nitro o universal.  Al final se sumergen las piezas en un poco de estos disolventes y con una brochita pequeña se elimina, a continuación se secan las piezas…¡y ya está!

CUIDADO : recomiendo encarecidamente leer el folleto del producto antes de adquirirlo y/o usarlo, especilmente las medidas de seguridad, aquí

LA INSOLADORA

La que uso me la hice yo con una caja de cartón, dos placas CI preperforadas, Leds UV  cada uno con su correspondiente resistencia (470 Hom) y dos bornas para conectar. Para alimentarla uso una fuente de ordenador que proporciona 3A a 12VCC.

En total hay 96 led repartidos en cuadros de aproximadamente 17,8mm (la medida sale sola al poner los led separados por siete perforaciones de la placa. La caja mide 23 x 17,5 cm. Por tanto esa es la máxima medida de una placa a exponer.

Fotograbado_insoladora-640

A la caja he añadido una prensa hecha con dos vidrios de 5mm de grueso y  algo mayor  de medida de las placas más grandes que se pueden exponer.  Están unidos por un lado con cinta de carrocero. Añado un par de aprietos y una goma espuma delgada y blanda. La separación entre los led y la prensa es de 75mm.

El conjunto forma un bocadillo como sigue:

Fotograbado 3

Sobre la caja los dos vidrios y entre ellos el fotolito con la impresión hacia arriba, sobre él, la placa con la emulsión hacia abajo, a continuación la goma espuma. Finalmente se colocan los aprietos.. ojo no pasarse con la fuerza de estos.

Fotograb insoladora-640

¿ y cuanto tiempo se debe exponer la placa emulsionada para que resulte aceptable? pues como depende de la mano que ha extendido  el positiv 20  hay que hacer pruebas, yo suelo exponer en torno a 7   minutos aunque depende del grosor de la emulsión que he repartido. Esta se puede apreciar sobre la placa por el color más o menos oscuro que presenta, y con el tiempo se aprende a valorar la exposición necesaria. Afortunadamente como he señalado la emulsión admite margen… y aunque este sea amplio es conveniente controlar el tiempo con un temporizador.

La manera de hacer la primera prueba que dé alguna pista sobre el tiempo correcto es exponer por partes una placa ya preparada. Para eso se necesita una cartulina negra:  se expone una franja de la placa por ejemplo 3 minutos, se mueve un poco la cartulina y se añade 1 minuto, se repite la operación cuatro o cinco veces y se revela. Aparecerá una franja de tres minutos y otras de 4, 5 ,6, y 7 minutos. Con esto se tiene una indicación válida. Si en lugar de exponer sola la placa se hace un fotolito que tenga líneas delgadas y círculos desde 0,5mm  se tendrá una mejor visión del problema. La parte de la placa que  salga con detalles finos y la capa de mulsión más evidente será la correcta. Como es lógico no se pueden hacer pruebas cada vez y con tener claro en torno a qué tiempo se necesita según la mano de cada uno, es suficiente y a ello hay que atenerse.

A pesar de eso siempre hay algo de incontrolable en las capas, y pueden parecer estos problemas que indico.

Capa demasiado delgada o tiempo de exposición demasiado largo: en la parte cubierta de por la emulsión aparecen zonas permeables que luego serán atacadas.

Solución: eliminar la emulsión y empezar de nuevo. Limpiarla con acetona, y en este caso si no se toca la placa con los dedos se puede echar la emulsión directamente.

Capa demasiado gruesa o exposición insuficiente: se deja secar la placa a salvo de la luz y se vuelve a exponer colocando exactamente el fotolito sobre las líneas. A continuación se revela normalmente.

EL REVELADOR

Es una disolución de 7 gramos de sosa caústica en 1 litro de agua. La placa se sumerge en esta disolución boca arriba después de expuesta y transcurridos dos minutos la imagen tiene que haber aparecido por completo con todo sus detalles. Si aparece rápidamente es que se ha expuesto demasiado, si tarda más, falta tiempo, y si no sale.. . algo se ha hecho mal. A continuación se debe examinar con una lupa la superficie y si no tiene ningún punto descubierto en lo que va a ser la pieza puede ir directamente al cloruro.. .si no es así hay que dejarla secar y repasar con un rotulador permanente. Otra opción es usar betún de judea pero este se elimina con disolvente y no con acetona como se hace con la emulsión una vez que se ha terminado el proceso por completo y ya se tienen las piezas.

EL MORDENTADO

Para realizar mordentado/corte el mejor material es el cloruro férrico (FeCl3)  Lo hay líquido y en sólido. Recomiendo este último. Para prepararlo se diluye una cierta cantidad en agua templada, y al rato ya está útil. Hasta hace poco se podía comprar en tiendas de electrónica pero parece que cada vez es más difícil de encontrar. Yo lo compro en droguerías industriales. El ácido nítrico no vale por su agresividad y al clorhídrico si no se le añade agua oxigenada es como cosquillas para el cobre y el latón. Esta mezcla es extremadamente agresiva y vale para placas de CI pero no para esto.

Tanto el clorhídrico  como el nítrico son fumantes, es decir que sus vapores son muy corrosivos y peligrosos… por tanto mejor abstenerse.

El FeCl3 es corrosivo también pero en menos grado que los otros. No debe tirarse por el váter y menos por el lavabo o el fregadero.. si tienes tuberías de cobre, pronto te quedarás sin ellas. Lo mejor es llevar el cloruro gastado a un punto limpio en un envase de plástico. Para manipularlo se deben llevar guantes y  gafas. Tiene un inconveniente: mancha mucho  mucho, por tanto ponte ropa vieja. No ataca a las lozas ni las cerámicas.

Hay diferentes opiniones sobre la cantidad de agua en relación al cloruro y la temperatura a la que se debe trabajar. Hay quien recomienda disoluciones débiles del orden de 300 gr de cloruro para 1 litro de agua y temperatura ambiente en torno a 25º. Mi experiencia me indica que una concentración superior, del orden de 500 gr de cloruro y 750 de agua dan un buen resultado en tiempo y fidelidad (a 35ºC) en ocasiones he usado 500 gr de cloruro con 500cc de agua a 35ºC para placas de 0,1.

Hay que tener en cuenta una permanencia de la emulsión muy prolongada en el baño debilita los bordes de esta, y si es necesario hacer una segunda exposición como por ejemplo obtener remaches u otro relieve sobre parte de la pieza… mejor que la emulsión esté intacta.

Con una disolución 500/750 y temperatur de 35º una placa de 0,1mm y el cloruro nuevo es totalmente cortada en 35/40minutos.

El montaje que hago para atacar las placas es el siguiente:

Fotograbad0 4-640
fotograbado, cubetas

– cubeta de plástico, mejor de PE para verter el cloruro. Dentro coloco una rejilla de plástico de las que se usan para gallineros  que mantiene separadas las piezas del fondo. Las piezas se colocan boca abajo y como de vez en cuando hay que moverlas les pego un trozo de cinta adhesiva que sobresalga sobre la trasera para poder cogerlas cómodamente.

– un recipiente que soporte el fuego o calor directo. Puede ser metálico pero hay que evitar que el cloruro caiga en él, si cae un poco luego se lava. No dej aunque pueden aparecer manchas sobre el caharro.

– infiernillo con termostato. Debe regularse muy bajo. No sobrepasar los 40ºC

– una cubeta con agua para lavarse de las inevitables manchas de cloruro o lavar las placas.

Debajo se puede  ver el conjunto: las placas que hay dentro se deben cambiar de sitio de vez en cuando y rotarlas.

Para poner algo más de dificultad hay que tener en cuenta que el cloruro no solo come verticalmente, también de costado por lo que para piezas muy precisas hay que calcular la pérdidas de ancho… ¿y cuanto pierde? pues entre 1 y 3 décimas para una placa de 0,4 mm de grueso y 4 horas de inmersión. Y resulta llamativo que cuanto más desgastado está el cloruro y más baja es la temperatura del baño, más come lateralmente. En el caso de placa de 0,1 la pérdida lateral es inapreciable.

Si todo se ha hecho bien, las piezas ya están aquí… ¡felicidades!

¿y como salen? pues las delgadas perfectas, las de más grueso pueden requerir un breve repaso en sus bordes con lima si el ataque no ha sido perfecto.

¿y cuanto vale esto?.. pues no es barato: el latón no lo regalan, el cloruro dura poco, la emulsión  es cara sobre todo si caduca sin usar, la impresora consume tinta especialmente si deja mucha capa, y el tiempo que hay que dedicar al diseño en el ordenador, la preparación  y  bañado…. Y a veces el primer fotolito no vale…

¿ y la satisfacción de hacer algo como esto???? no tiene precio… pero sí paciencia.

Debajo, piezas terminadas sobre placa de 0,1mm

Fotograbado -640
Fotograbado: piezas sobre placa de 0,1mm

Y un detalle de piezas fotograbadas: la puerta está realizada en dos capas, una para el cerco y otra para las hojas. ·El reloj en solo una.

Fotograbado-790
Puerta con piezas fotograbadas

Otro ejemplo de uso de placa de 0,1, en este edificio

Debajo: estructura de grúa puente realizada con placa de 0,4 teniendo algunas piezas doble ataque para obtener superficie con remaches

Fotograb Grua-640

ATAQUE A DOBLE CARA.

En la foto precedente hay un ejemplo de ataque a dos caras y en varias fases que exige distintos fotolitos, técnica algo complicada para el aficionado, pero no imposible…

Otro ejemplo más sencillo es el farol de la señal de agujas de Norte que tengo en la maqueta

Fotograbado IMG_0068-2-640
Señal de agujas de Norte y RENFE

La pieza más importante es la caja que está hecha con una única pieza fotograbada a dos caras de 0,3 mm, cuyos dos fotolitos están debajo.

Fotograbado  marmita Fotolito
Fotolito farol Norte

En él está la pieza del farol quintuplicada y otra pieza más no relacionada con el farol.

Si se observa con atención se verá que hay una diferencia entre uno y otro: en uno se observa una línea de separación que no existe en el otro. Su finalidad es obtener un ataque diferenciado para cada cara de manera que en una de ellas la línea NO CORTARÁ por completo el  latón como hace con el resto de la pieza.  Por ella se doblará después esta, y se obtendrán las cuatro caras del farol…

El primer paso es sensibilizar la placa por las dos caras. Hay que dejar pasar 24 horas entre ambas capas.

El fotolito tiene que estar colocado con toda precisión en cada cara de la placa. Lo mejor es separar ambas mitades y manipularlos como dos fotolitos diferentes. Para asegurarse un buen alineamiento hay unos círculos (registros) que deben sobreponerse con precisión. Para evitar problemas fijo en uno de los vidrios de la prensa uno de los fotolitos con celo y a continuación en el mismo vidrio, encima de él, el otro cuidando su alineamiento. A continuación se coloca la placa entre ambos y se cierra la prensa. Hay que asegurarse que al voltear la prensa la pieza no va a moverse.  Ya sólo queda exponer la placa por ambas caras y revelarlo.

El mordentado tiene su importancia porque no ataca por igual la cara boca abajo que la cara boca arriba. Es importante controlar el proceso de ataque pero en principio la cara que tiene las líneas marcadas (por las que va a atacarse y por donde se doblará) esté más tiempo mirando hacia arriba que en posición invertida.

Si la operación se ha hecho bien la pieza saldrá perfecta.

Si al final te decides… te felicito.. pero no te enfades conmigo si no te sale a la primera… y recomiendo empezar con placa de 0,1mm.

Aquí enlace de comercios donde se pueden encontrar los productos.

 

2 pensamientos en “FOTOGRABADOS”

  1. Hola. yo lo que quiero es comprar la emulsion foto sensible para poder hacer una cuantas piezas en laton para mi el grabado es superficial y la chapa de 4 decimas, muchas gracias anticipadas.
    P.D. Yo soy de Murcia.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *