Etsing
Etsing er en teknikk som baserer seg på at en metallplate dekkes delvis med et syrefast belegg. Metallet legges i et syrebad, og metall som ikke er dekket av det syrefaste belegget etses bort. Fotoetsing er den teknikken som benyttes i MJ-sammenheng og til etsing av printkort. Beskrivelsen under er derfor like gyldig for elektronikk, som for vognbygging. For MJ-markedet finnes det en rekke etsede detaljer, deler og byggesett. Det er også fullt mulig å lage sine egne etseprosjekter. Man tegner da etsefilmer på data, og bruker disse for å etse selv eller man sender filene til en kommersiell etser
Innhold
Teori
Fotoetsing er en teknikk som ble utviklet for å lage kretskort til den elektroniske industrien. Materialet som skal etses dekkes med en lakk som er følsom for UV-lys, fotoresist. Det finnes to typer resist, negativ resist og positiv resist.
Resist på sprayboks for hjemmebruk er som regel positiv resist. Den resisten som eksponeres for UV-lys blir fjernet under fremkallingen. For positiv resist skal etsefilmen være svart der messingen skal beholdes. Filmene skal kjøres ut som positive filmer. Bruker man negativ resist herdes den delen av resisten som eksponeres av UV-lys, og den ueksponerte resisten vaskes bort i fremkallingen. De fleste kommersielle etsere benytter negativ resist. Filmene kjøres da ut som negativ, gjennomskinnelig på filmen gir messing. Etsingen gjøres i jernklorid. Ved å etse fra begge sider av plata får en relieff på delene. Det trengs derfor en film for framsiden, og en for baksiden
Praksis
Et etseprosjekt består grovt sett av fem faser:
1. Planlegging/research
2. Design av byggesettet/delene
3. Tegning av filmene
4. Selve etsingen
5. Byggingen av modellen
Planlegging/research
Det første man må bestemme seg for er selvsagt hva man ønsker å gjenskape i etset messing. Velg et forbilde som egner seg. Materiell med forholdsvis enkel konstruksjon og få dobbelkrumminger er ideelle. Men det er ikke bare rullende materiell som egner seg. I de minste skalaene er kan komplette bygninger være fine etseprosjekt.
Det er viktig med solid dokumentasjon av objektet en skal bygge. Originaltegninger er optimalt, er ikke det mulig må prototypen fotograferes og måles. Helst bør en benytte begge muligheter, det er ofte avvik mellom tegnigner og det som faktisk ble bygget.
Design av byggesettet
Uansett om du ser for deg å produsere modellen i ett eksemplar eller tusen, tenk på den som et byggesett!
Hva vil det så si å tenke på prosjektet som et byggesett? Det viktigste er å lage tapper og slisser som holder delene i rett posisjon når de skal loddes. Et viktig valg som må gjøres er materialtykkelsen. Alle toleranser referere til platetykkelsen (heretter omtalt som P) Tommelfingerregel er jo mindre deler, jo tynnere plate. Et allround valg er 0.3mm. For en liten modell i H0 ville jeg vurdert 0.2 mm. For ekstremt små deler kan man vurdere nysølv i 0.15mm. Nysølv egner seg utmerket til etsing, eneste ulempe er at det er dyrere. Etsefirmaene oppgir toleranser for hvor smale slisser og hvor små hull i platen kan tegnes for at de skal bli gjennometset. Som regel oppgis den minste slissebredden og den minste hulldiameteren som 1,5 P. Om du bare skal ”gravere” gir linjer ned til 0.1 mm tydelig mønster i platen. Men her må du nesten gjøre dine egne erfaringer.
Når det gjelder underetsing viser erfaring at den er ignorerbar med en platetykkelse på 0.3mm eller mindre. I 0.5mm tykkelse bør delene ”biffes opp” med 0.1mm på alle sider.
Men dette kan variere fra etsfirma til etsefirma. Om du etser selv vil underetsing være et mye større problem. Hull har en tendens til å bli litt romsligere enn de er tegnet. I en 0.3mm plate kan det være en fordel å gjøre hulldiametrene litt mindre (0,1 mm. Kan være passe. Et hull for en dreid nagle med ”fot” på 0,6mm tegnes da som en sirkel med 0,5mm diameter. Husk at å bore opp et for trangt hull er et minimalt problem, får du et hull som er for stort er det mye verre!
Når det gjelder nagler er det ikke noe problem å etse disse, spesielt i de mindre skalaene. I O-skala går det bra å etse nagler opp til 0,4mm i modell. Men husk at en nagle må ha større diameter enn platetykkelsen. For større nagler benytte jeg dreide nagler som loddes fast i etsede hull. Dette er slett ikke så tidskrevende som det høres ut. Tenk gjennom konstruksjonen grundig før du begynner å tegne på data. Lag skisser på papir. Lag gjerne en pappmodell på grunnlag av tegningene for å teste ut konstruksjonen.
Produksjon av filmer
Det beste er å tegne filmene i et eller annet tegneprogram på en Mac eller PC. Teoretisk er det mulig å håndtegne, men etter min mening er dette aller siste utvei. På data kan du jobbe med en presisjon som er utenkelig på papir. Endringer er uendelig mye lettere å gjøre, og kopier/dupliser mulighetene gjør at arbeidet gjør mye kjappere.
Har du kunnskapen og utstyret er CAD program kanskje det beste valget. Det ideelle er å starte med en CAD-tegning av prototypen. Enklere tegneprogrammer som Corel Draw og Illustrator kan fint benyttes. Spesielt svenske etsere er glade i Corel Draw. De som sverger til Corel Draw og lignende program benytter en litt snedig måte til å skrive ut filmene. Som tidligere nevnt er målet to etsefilmer, en for fremsiden, og en for baksiden. En del som befinner seg på begge filmene får full tykkelse. Skal vi ha feks. en vognside med nagler tegner vi hele vognsiden på "bak-filmen". På "fram-filmen" tegner vi bare naglene. På de ferdige delene vil da naglene stå i relieff.
Men Coreldrawfolket tegner i *farger*, selv om de ferdige filmene bare skal være svarte/gjennomskinnelige. Vi kommer ikke utenom litt elementær trykketeori for å forklare dette. For fargetrykk benytter man tre trykkfarger, eller prosessfarger for å bygge opp alle tenkelige farger. Disse fargene er Cyan, Magenta og Gult (Yellow). I trykk benytter man også svart, Key, som støttefarge, men i denne sammenhengen kan vi ignorere Kén i CMYK. Vi kan faktisk ignorere Cyan også, og konsentrere oss helt og holdent om Magenta og Gult (Husk at det vi ønsker er *to* filmer). Hvis vi tegner en Gul firkant i Coreldraw kommer denne på trykkfilmen for Gult. Tegner vi en Magenta firkant kommer denne ikke overraskende ut på Magentafilmen. Men tegner vi en rød firkant vil den dukke opp på både Magentafilmen og Gul-filmen. Det som er viktig å huske er at disse filmene kun er svarte/gjennomskinnelige, det er ingen gulfarge på filmen som skal gjengi gult i trykk!
Det som er viktig er at du benytter prosessfarger når du tegner, det holder ikke med en hvilken som helst gulfarge eller magentaaktig farge. Du kan altså ikke bare plukke fargene i en vilkårlig palett. Du må ha et tegneprogram som håndterer CMYK-farger Når du tegner i farger gjelder derfor følgende regler:
• Full tykkelese: Rødt (100% Magenta+ 100% Gult)
• Halv tykkelse forfra: 100% Gult
• Halv tykkelse bakfra: 100% Magenta
Noen eksempler: Røde sirkler på gul bunn gir nagler i relieff.
Magenta streker på rød bunn gir brettelinjer
Helt røde deler gir full tykkelse.
Dette konseptet kan det ta litt tid å bli fortrolig med, og det gjelder å holde tunga rett i munnen her! Ikke sett i gang med tegnearbeidet før du virkelig har forstått disse prinsippene.
Tegner du i et CAD-program slipper du denne problemstillingen. Da tegner man ett lag for frontfilmen og ett lag for bakfilmen. Det tegnes da i sort på begge lagene. Som sagt kan det være en fordel å ha en CAD-tegning av forbildet. Det er meget arbeidsbesparende å kunne kopierer objekter direkte fra denne å benytte dem i etsefilmene.
En annen teknikk er å scanne inn papirtegninger, å så "kalkere" over digitalt. Husk at det er mye lettere å gjøre endringer på tegnestadiet enn i blanke messingen! Det kan ikke understrekes sterkt nok at det er viktig å bruke nok tid på tegnearbeidet. Ti minutter ekstra i tegneprogrammet kan fort spare inn timer i byggetid. Del opp prosjektet i underkategorier. Håvard Houens Westinghousemodell er etset i messing, og han opererte med følgende kategorier:
1. Indre vognkasse
2. Ytre Vognkasse
3. Ramme
4. Boggier
5. Pantograf
6. Interiør
7. Deler til drivverk
8. Rådeler støpemaster
Disse kategoriene var igjen delt opp i en rekke underkategorier, ned til hver enkelt del. Hver del fikk et unikt nummer som er etset inn på rammene på etseplata. Husk at i et prosjekt som dette kan inneholde mange hundre deler er det fort gjort å glemme hva alle de små messingbitene egentlig er. Spesielt om prosjektet skal bygges av andre enn deg selv er dette viktig.
Print gjerne ut prosjektet på tykt papir før du lager filmene, og driv litt origami. På den måten kan få en bedre konstruksjon.
Vær helt sikker på at du har forstått spesifikasjonene og dimensjonene til etsefirmaet hvis du skal etse kommersielt. De opererer med et bruttomål for filmene som er mye større enn det nettomålet der du kan tegne delene. Micrometallic operere med en bruttostørrelse på filmene på 508 X 406 mm. Men delene må holde seg innenfor et område på 426X276mm (A3)
Når du er helt sikker på at tegnearbeidet er ferdig dobbeltsjekker du spesifikasjonene til etsefirmaet, og setter av noen timer til en siste korrektur. Ser du noe som kan forbedres, så gjør det.
Utkjøring av filmene
Uansett hvilket tegneprogram man benytter så skal resultatet kjøres ut som film på en fotosetter. Fotosettertjenester får du kjøpt hos reprofirma eller trykkerier. Det er ekstremt viktig at du har sjekket med etsefirmaet om filmene skal være negative eller positive. Selv om firmaet benytter positiv resist kan det være at de skal ha positive filmer. Noen etsere insisterer nemlig på å slå kontaktkopier av filmene dine for ikke å risikere å skade originalfilmene dine. Dette er et fordyrende mellomledd, og strengt tatt unødvendig. Om filmene skulle bli skadd i produksjonen koster det ikke noe mer å få kjørt ut nye filmer enn det du må ut med for kontaktkopier.
En viktig detalj er at frontfilmen skal ha hinneside opp, emulsjonsside ned. Bakfilmen skal ha hinneside ned, emulsjonsside opp.
Om du har tegnet i farger skal du be om en fargeseparasjon når du skriver ut filmene. Da må du presisere at den gule filmen skal ha emulsjonsside ned, og magentafilmen skal ha emulsjonsside opp. Det er viktig at filmene har passmerker.
De fleste etsefirma kan nå ta imot originaler som digitale filer. Det sparer både tid og som regel penger å overlate utkjøringen av filmer til etsefirmaet. Faren for feil på filemene reduseres også betraktelig ved at etsefirmaet selv gjør alle innstillinger for utkjøringen.
Etsingen
Tosidig etsing i A3 kan med fordel overlates til de kommersielle etserne. I teorien kan man kanskje får det til i heimen, men med alle kostnadene til prøving og feiling blir det neppe billigere. Å etse hos kommersielle etsere i England som MicroMetallic og PhotoEtch Consultants er faktisk ganske overkommelig. En plate i A3 størrelse koster rundt 300 no.kr. Med moms og avgifter samt porto begge veier kommer det seg fort på rundt 600,- for en plate. Om du bare trenger en plate, så er ikke det noe problem. Men vær forberedt på å lage en andre utgave! Det er nesten umulig å få full klaff i første forsøk. Så trenger du bare ett eksemplar kan det fort bli endel penger av det. Det finnes leverandører i Norge som kan etse for deg også.
Om du synes dette er dyrt, tenk på hva du kommer til å bruke på messing, fotoresist og kjemikalier før du kommer fram til et tilfredsstillende resultat.
Husk å pakke filmene solid når du skal sende dem. De skal sendes flatt, ikke rullet opp i et rør. To masonittplater litt større enn filmene, tynt papir over, under og mellom filmene er en ideell pakkeløsning. Sendes som vanlig post.
Bygging
Den beste måten å grovkutte delene fra rammene på er med en skarp kniv på et hardt underlag. Fintrimmingen gjøres med en elektronikkavbiter med helt rett kutt (”superflush” i Lindström-lingo). Tips: Game Workshop (leverandør av rollespillsfigurer) selger en helt grei avbiter til rund 90 kr. Skulle holde lenge om du utelukkende benytter den til tynn messing. (hold den langt unna pianotråd, uansett tykkelse!)
Nå kommer det tråkigste arbeidet med etsede deler. Alle kanter må slipes rene for å bli kvitt ”telteffekten”. Her gjelder det å være lett på labben, det er lett å pusse bort for mye, eller å runde av kantene. Til dette arbeidet benytte jeg filer og smergel. Spesielt en glassplate med smergel festet med dobbeltsidig tape har jeg hatt mye nytte av. Da drar jeg delene over smergelduken langs et egnet emne for å holde delen i eksakt 90 graders vinkel.
For etsede modeller er det egentlig bare lodding som gjelder (se egen artikkel).
Linker
Mer info finner du på disse nettsedene:
Erik olsens nettside om etsing
Mads Bjørklunds artikkel i AoH årbok 1996
(Denne artikkelen anbefales på det varmeste)
Etsefirma:
Precision Micro (tidligere Chempix)
Bøker og tidskrift
Svenske "Allt om Hobby" har gitt ut en serie årbøker om MJ, og i 1996 utgaven var det en veldig bra artikkel om etsing. Denne utgaven er dessverre utsolgt fra forlaget, men kan sannsynligvis skaffes gjennom et antikvariat(søk på "Modelltåg 96"). Denne artikkelen av Mats Bjørklund er en meget god innføring i etsning.
”Etched Loco Construction” av Iain Rice (Wild Swan) anbefales også. Kan bestilles fra Stavanger Lokomotiv & Vogn Fabrik elle Amazon i England
