Een zelfgebouwde etsbak

Chemische metaalbewerking op messing

Dit onderwerp werd (met meer tekst) in een artikel in Modelspoormagazine 44 gepubliceerd.

Voor het etsen had ik wat gereedschap nodig, zoals een etstank. Die zijn te koop voor 300 Euro en meer, maar zelfbouw bleek best mogelijk: Voor zo'n 100 Euro maakte ik een bak die niet moet onderdoen voor vele professionele toestellen. Maar misschien moet ik eerst uitleggen wat etsen nu eigenlijk inhoudt ...

Etsen, zoals ik het hier bedoel, is het chemisch aantasten van een metaal. Zonder hier een cursus chemie uit de doeken te willen doen, even een voorbeeldje: stel dat je een stukje aluminiumfolie in bijvoorbeeld azijn zou leggen, dan wordt dit na een tijdje ‘opgelost’ door het azijnzuur.
Bij de etstechniek wordt het metaal vooraf gedeeltelijk afgeschermd door een zuurvaste laag. Het metaal dat onbeschermd is wordt aangetast, het beschermde gedeelte blijft bestaan. Op die manier kunnen we gravures maken (een deel van het oppervlak wegetsen) tot zelfs metaal “perforeren”, het zogeheten dooretsen.
Hoe brengen we nu zo’n bescherming aan? Er bestaan in de handel stiften met zuurvaste inkt, maar het probleem met het met de hand aanbrengen van een beschermlaag is dat het enerzijds voor het fijnere werk nooit erg nauwkeurig kan, en dat je voor het dooretsen de metaalplaat langs beide kanten moet afschermen én dat die beschermlagen netjes met mekaar uitgelijnd moeten zijn.
Hier komt de fotografie ons te hulp: er bestaan lichtgevoelige, zuurvaste producten. Onder invloed van (meestal ultraviolet) licht veranderen die van samenstelling. Door een metaalplaat hiermee te bedekken, te belichten en te ontwikkelen blijft er al dan niet een zuurvaste laag achter. Er bestaan ook – en dat is voor ons bijzonder handig – fotogevoelige messingfolies: dit zijn dunne platen die reeds een fotogevoelige laag bezitten.
Zulke fotogevoelige platen moeten eerst dus belicht worden doorheen een masker: een gedeeltelijk zwartbedrukte transparante laag. De drukinkt maskeert het licht, de niet-bedrukte delen laten het licht door.
Zo’n masker kunnen we, dankzij de moderne techniek, vrij makkelijk zelf maken. We gebruiken hiervoor de computer, een goed tekenprogramma, een degelijke printer en transparanten.

Het belichten gebeurt door middel van ultraviolet licht(1) De messingfolie(oranje, 4) met lichtgevoelige laag(blauw) zit tussen twee transparanten(grijs, 3) met de gedrukte zijde (zwart) naar de plaat toe. Het geheel zit ingeklemd tussen twee glasplaten(2)

Na het belichten gaat de plaat in een ontwikkelvloeistof(1) Van de fotonegatiefgevoelige laag (3) is het blauwe belicht en blijft, het paarse deel verdwijnt onder invloed van de ontwikkelaar. De messingplaat(2) is nu een deel van zijn beschermlaag verloren.

Na het ontwikkelen gaat de plaat in een etsvloeistof (1), waarbij de messingplaat met bescherming(3) intact blijft, terwijl het onbeschermde deel(2) wordt verteerd.

Op de ontwerptekening kan je de constructie bekijken. De afmetingen (35x15x40 = LxBxH) zijn niet erg kritisch, de hoogte van het apparaat wel: die moet minstens 35cm zijn, en dit om het pompje te beschermen.
Mijn apparaat heeft de volgende eigenschappen:
· 2 transparante, afneembare bakken voor elk een liter ontwikkelaar en etsvloeistof
· verwarming voor de etsbak tot zo’n 50°C
· regelbare beluchting
· stevige, draagbare en veilige constructie
· ophangsysteem voor plaatjes van diverse afmetingen
· goedkoop (zo’n 100 Euro aan onderdelen)

De benodigde onderdelen:

Een aantal houten latjes, wat stukken MDF-plaat, houtlijm spaanplaatschroeven, een handvatje worden de kast. Verf naar keuze.
Een enkelpolige netschakelaar, een dubbelpolige netschakelaar met verklikkerlampje, degelijke elektriciteitsdraad, een (traag) glaszekeringetje van 250mA en een houder hiervoor zorgen voor een veilige elektrische aansluiting.
Twee transparante kunststof opbergdozen met deksel en een inhoud van 1200cc of meer, zoals ze bijvoorbeeld bij Blokker te koop zijn in hun afdeling ‘keukenmateriaal’ Het afgebeelde model is uitstekend, omdat het hoog genoeg is en een smal rechthoekig grondvlak heeft. Zo kunnen er vrij grote platen in opgehangen worden, terwijl we toch maar een liter vloeistof hoeven te gebruiken.
Een luchtpompje: niet te krachtig en liefst geluidsarm, het afgebeelde exemplaar voldoet prima. Een meter luchtslang en een terugslagklepje, twee luchtsteentjes - liefst de keramische soort: die produceren een fijnere luchtnevel - Een driewegkraantje voor de luchtleiding, liefst een metalen exemplaar omwille van de meer betrouwbare afsluiting. Dit is allemaal te koop in een winkel voor aquariumbenodigdheden
Een klein verwarmingselement, zoals dat gebruikt wordt om drinkbakjes voor vogels en andere dieren ’s winters ijsvrij te houden. Dit is te koop in de dierenspeciaalzaak. Er bestaan verwarmingselementen met thermostaat, maar die zijn niet geschikt: ze zijn te groot en ze kunnen vaak niet ‘heter’ dan 35°C, terwijl wij 50° nodig hebben ”

We beginnen met de montage van de kast met lijm en schroeven. De voorwand wordt afneembaar en dus alleen geschroefd. In die voorwand worden gaten gemaakt voor de schakelaars, en voor de netdraad. Bovenop boor je een gat voor de luchtuitvoer, zijdelings één voor de draad van het verwarmingselement en tenslotte kan je al gaatjes boren voor het handvat. Het geheel kan je schilderen in een kleur naar keuze. Groene verf leek wel fotogeniek, vandaar. Kies echter geen wit, want hierop zie je geen gemorste producten. De verf is nodig om het hout te beschermen en het geheel onderhoudsvriendelijk te maken.

Nu wordt het tijd om de luchtpomp en de terugslagklep te plaatsen. De pomp wordt ‘elastisch’ geplaatst, en dit om het geluidsniveau ervan te beperken. We bevestigen die met kabelgespen, maar niet te strak, zodat de rubbervoetjes niet platgedrukt worden en de kast de trillingen van het pompje niet gaat overnemen en versterken. De luchtinlaat aan de onderzijde van het pompje moet ook vrij blijven.
De luchtslangetjes kan je gewoon op de uitlaat schuiven, lijmen hoeft niet. De terugslagklep, gecombineerd met de hoge plaatsing van de pomp zorgen ervoor dat er geen vloeistof in de pomp kan sijpelen. Dit zou immers een vroegtijdig einde van het pompje betekenen. Plaats de klep verticaal en in de juiste richting (zie foto) en voer de verdere luchtslang door de bovenzijde van onze kast.

Het driewegkraantje kan nu geplaatst worden. Met dit handige kraantje kunnen we de luchtuitvoer naar elke bak afzonderlijk regelen, en kunnen we eventueel wat lucht laten ontsnappen om de pomp niet te blokkeren. Bij niet-gebruik van het apparaat kan je trouwens best de kranen naar de bakken dichtzetten, om geen chemische dampen naar de pomp te laten gaan. Geloof me maar, die kan daar niet tegen…

De elektrische verbindingen kunnen nu gemaakt worden. Het schema toont de aansluitingen: de netspanning wordt door de dubbelpolige schakelaar D, die de hoofdschakelaar is, onderbroken. Eén van de draden gaat eerst langs de glaszekering Z, waarna het verklikkerlampje L stroom krijgt, én het verwarmingselement V. Het verklikkerlampje duidt dus aan dat het verwarmingselement stroom krijgt, en is gedoofd bij een uitgeschakeld apparaat of wanneer het zekeringetje de geest heeft gegeven. De luchtpomp P wordt door de tweede, enkelpolige schakelaar E apart bediend. Omdat we tevens met geleidende vloeistoffen werken (water en elektriciteit zijn geen vriendjes!) zijn de zekering en de dubbelpolige schakelaar echt geen luxe. Sluit mogelijke plaatsen waar vocht kan insijpelen goed af door die dicht te kitten met lijm of siliconen, maar zorg er wel voor dat de pomp nog buitenlucht kan aanzuigen.

De beide bakken kunnen nu van een luchtsteen en een aanvoerslang voorzien worden. Een stukje luchtslang waarin gaatjes geboord worden is ook een mogelijkheid, maar een (best keramische) luchtsteen geeft een fijnere nevel en veroorzaakt minder ‘geweld’ in de bak. De beluchting dient immers alleen maar om een stroming op gang te houden. De luchtsteen komt op de bodem, de slang kan je in een hoek van de bak bevestigen met behulp van een lijmpistool. De warme lijm zorgt voor een degelijke bevestiging en laat toe om snel te werken – de luchtslang wil wel eens tegenspartelen.

Nu rest ons nog de deksels van de bakken onder handen te nemen. Hier moeten immers de luchtslangen doorkunnen, en ons werkstuk wordt er aan opgehangen. Met een zaagje snijden we in een hoek wat materiaal weg, zodat de luchtslang en het verwarmingselement er net door kan.
Met 5mm dikke ronde styreenprofielen maken we enkele houders voor onze werkstukjes. Tussen twee dergelijke profielstukken, gemonteerd in het deksel, kan telkens een plaatje geklemd worden. Door de onderste helft ervan in lengterichting ruw af te schuren tot op de helft van de materiaaldikte, ontstaat een ruw oppervlak met voldoende ‘grip’ en veerkracht om het werkstuk vast te houden zonder het te beschadigen.
Om de houders, afhankelijk van de grootte van het werkstuk, in het deksel te kunnen verplaatsen, boren we enkele nauw passende gaatjes op verschillende afstanden. Om het deksel toch zijn afsluitende functie te laten houden, snijden we van de rest van de styreenstrip nog enkele afsluitdopjes.”

Het is tijd om onze zelfgebouwde ets- en ontwikkelbak te vullen. We hebben hiervoor een maatbeker, een waterkoker, de ets- en ontwikkelproducten (fijnetskristal van Seno en naar keuze natriumhydroxide) en wat water nodig. Dat laatste lijkt natuurlijk evident, maar bedenk dat gewoon leidingwater, afhankelijk van streek tot streek, soms vrij veel kalk bevat. De kalk werkt neutraliserend op de gebruikte producten en zal daardoor hun levensduur beperken. Gedemineraliseerd (gedistilleerd) water is dus een betere keuze voor zowel het etsmiddel als de ontwikkelaar.
Om beide producten goed op te lossen doe je dit ook het best in water van zo’n 55 graden. Je hebt hier overigens geen thermometer voor nodig. Wanneer je 500 cc koud water (op kamertemperatuur of frisser) mengt met evenveel pas gekookt water (iets minder dan 100° Celsius dus), kom je op een temperatuur van rond de 55 graden uit.

Tijd nu om je wegwerphandschoenen aan te doen en de beide producten voorzichtig in hun bakjes te mengen. Knip de verpakking open en giet elk poeder langzaam in het juiste bakje. Om de poeders goed met het water te vermengen, laten we de bakjes met gesloten deksels nog een kwartiertje nabeluchten.
Nadat dit achter de rug is kan het ontluchtingskraantje opengezet worden en kan je de luchtkraantjes naar de beide bakken dichtdraaien, we willen immers geen dampen in het luchtpompje.

Zie ook: etsen - belichter