Антивандальная клавиатура: фоторезист + травление алюминия хлорным железом

Поставил шеф как-то передо мной задачу. Надо сделать дублирующую клавиатуру для управления контроллером станка, т. к. заводская быстро приходила в негодность, потому что сделана она из прозрачной самоклеящейся пленки, на которую на заводе наносят рисунок.

Работаю я на небольшом предприятии, которое занимается изготовлением пряностей. Занимаюсь обслуживанием упаковочных станков, электрохозяйства, локальной сети и т. д., короче всей техники, умной и не очень.
Так вот! После долгих раздумий и споров с шефом я все-таки убедил его, что для наших ламмеров — операторов корпус для клавиатуры лучше всего подойдет из «легированной орудийной стали», :cool:, но за неимением оной решили использовать высокопрочный алюминиевый корпус типа 203-125B, размерами 121×66×35 мм от Pros Kit.

↑ Идея

У фрезеровщика были заказаны кнопки из алюминия. Куплен корпус в магазине. И тут встал вопрос как сделать нестираемые надписи на кнопках и корпусе. Пробовал нацарапать и залить краской. Вышло полное «фэээ»! Можно выгравировать! Так дремеля у меня нету, а искать по знакомым влом.

Лень, друзья мои, мощнейший двигатель прогресса. После недолгих размышлений вспомнил, что когда-то случайно капнул на алюминиевый радиатор хлорным железом. Пока стёр каплю, осталось пятно на радиаторе и небольшое углубление. Ага…

А если сделать трафарет из фоторезиста, а потом протравить? Подопытным кроликом выступил кусок дюралевой пластины. Все получилось на ура!

↑ Подготавливаем поверхности

Начнем с подготовки поверхностей. Шлифуем сначала насухо наждачной бумагой № 80-100, расстелив её на ровной подложке, потом убираем крупные царапины наждачной губкой № 180-200, смочив поверхность и губку водой. Время от времени ополаскиваем все водой.



Меня вполне устроила вот такая шероховатость. При желании можно и отполировать.

↑ Накатываем фоторезист

Далее отмеряем фоторезист для корпуса и кнопок.



По фоторезисту ничего сказать не могу. Покупал в Интернет-магазине. Все, что было указано: «Фоторезист пленочный негативный индикаторный».

Отмеряем немного с запасом по краям, чтобы удобно было накатывать. Пленочный фоторезист состоит из 4-х слоев: нижний (он матовый) — полиэтилен, потом тонкий слой клея, потом, собственно, сам фоторезист, а сверху глянцевый защитный слой (лавсан). Аккуратно поддеваем матовый слой иголкой или скальпелем, отдираем полоску шириной миллиметров 5-8 и приклеиваем на корпус. Фоторезист легче накатывать вдоль длинны корпуса.

Да! Еще один нюанс. Корпус лучше подогреть над газом до температуры приблизительно 40 градусов. Тогда фоторезист лучше приклеивается. Постепенно отрывая основу, прикатываем фоторезист к поверхности жестким фотоваликом, или, на худой конец, пальцем. Выступающие края фоторезиста срезаем надфилем к корпусу или острым ножом.

Следите, чтобы под фоторезист не попали пылинки и пузырьки воздуха. В этом месте возможно попадет хлорное железо и будет бяка. Если пузырьки воздуха все же случились, можно аккуратно проколоть их острой иглой и сильно прокатать фотоваликом.
Верхний защитный слой пока не снимаем, потому что фотошаблон может приклеиться к фоторезисту (были случаи).

↑ Делаем фотошаблон

Далее в любой удобной программе готовим фотошаблон и печатаем на прозрачной пленке для принтеров. При печати указываем максимальную контрастность и минимальную яркость, но тут надо пробовать. У меня Epson RX610. Настройки такие: качество печати «Наилучшее фото», «Оттенки серого», тип бумаги «Epson Matte», яркость: -25, контрастность+25.

Фоторезист негативный! То есть, где на шаблоне отсутствует краска, там фоторезист засветится и при проявке не смоется! Будьте внимательны.

↑ Засвечиваем УФ-лампой

Прикладываем фотошаблон и придавливаем его стеклом к фоторезисту.



Перед засветкой спрячьте кнопки. Если засветятся, надо будет заново накатывать фоторезист.
Засвечиваем фоторезист УФ — лампой. Время экспозиции около 1 мин.





Таким же способом засвечиваем и кнопки. Теперь можно снять верхнюю защитную пленку фоторезиста.

↑ Проявляем

Далее — проявка. Готовим раствор для проявки из: банка стеклянная хозяйственная 0,5 л — 1 шт, сода кальцинированная (не пищевая) — 0,5 чайной ложки, вода из-под крана горячая — 0,5 л (полная банка) .
Помешиваем раствор до полного растворения соды. Потом берем не очень жесткую щетку для одежды, почаще макаем ее в раствор и елозим почти без прижима по фоторезисту. Незасвеченный фоторезист постепенно смывается и получается вот такая картинка:

↑ Травим в хлорном железе

Открытые участки металла, которые не нужно травить (например, торцы), покрываем бесцветным лаком для ногтей (можно спереть у жены, как я). Теперь берем фотованночку, наливаем хлорное железо и бросаем туда корпус и кнопки изображением ВНИЗ.



Раствор сразу начинает бурлить. Алюминий вытесняет из раствора железо и оно оседает тут же, в месте травления. Его надо удалять мягкой ненужной зубной щеткой приблизительно раз в 30 сек. При этом надо быть осторожным: могут появиться сколы фоторезиста у краев изображения. Если такое случилось — немедленно промойте, просушите и скорректируйте скол водостойким маркером или тем же лаком для ногтей. Однако лак может разъесть фоторезист, будьте осторожны.

Травил я минут 5. После травления получаются углубления около 0,5 мм глубиной.
Снимаем фоторезист. При изготовлении печатных плат фоторезист можно снимать раствором едкого натра (каустической соды) или чуть разбавленным «Кротом» для прочистки канализационных труб. Но для алюминия это не подходит. Он темнеет от контакта с каустиком. Если протравленные углубления глубокие, то можно снять фоторезист наждачной губкой с водой, если не очень, тогда можно бросить в посудину с ацетоном или растворителем № 646 или 647 на 15-20 мин.

↑ Завершающие операции

Далее выпиливаем отверстия под кнопки.



Заклеиваем контур вокруг надписи строительным скотчем. Строительного скотча у меня не оказалось, поэтому заклеил алюминиевым.



И обильно заливаем все краской. Вот так:

↑ Итого

После полного высыхания краски опять берем шлифовальную губку с водой и стираем краску до полного проявления рисунка.



P.S.
Сильно прошу не пинать, пишу впервые. Надеюсь моя статья кому-то окажется полезной!
Успехов Вам! С Новым годом!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации