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A FABRICAÇÃO DE COMPONENTES PELA TECNOLOGIA DE ELETROFORMAÇÃO (UV-LIGA)

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1. Introdução

Surgida em 1998, esta tecnologia aditiva de fabricação de componentes combina a litografia (por exposição à luz UV) e a galvanoplastia. O acrónimo UV-LIGA faz referência direta a isso. Os métodos tradicionais de fabricação são geralmente associados ao uso de um tipo específico de máquina (centro de usinagem, prensa de estampagem ou máquina de eletroerosão). Na relojoaria, são principalmente ligas de níquel (nomeadamente o níquel fósforo) que são utilizadas com esta tecnologia. A tecnologia UV-LIGA consiste, sobretudo, num processo de fabricação segmentado em diferentes etapas:

2. Concepção do componente

A tecnologia UV-LIGA permite obter perfis de componentes impossíveis de obter pelos outros métodos de fabricação. Por exemplo, uma roda de escapamento poderá ser recortada segundo uma estrutura definida de modo a reduzir ao máximo o peso sem enfraquecer a rigidez. É, portanto, importante conhecer bem esta tecnologia para tirar partido dela desde a conceção do componente.

3. Criação da fotomáscara

O perfil do componente a produzir é impresso à escala 1 numa placa de vidro. Reproduz-se aí o componente a produzir tantas vezes quanto possível na superfície da fotomáscara. A Luz (os UV) só poderá assim passar pelo exterior do contorno dos componentes a produzir.

4. Fabricação do wafer

O wafer é, de certo modo, o molde que permitirá fabricar o componente por crescimento aditivo. Trata-se de um Disco de Silício cuja superfície é dourada para melhorar a sua condutividade elétrica. Aplica-se em seguida uma camada de resina fotossensível, com uma espessura superior à do componente a fabricar, na superfície do wafer previamente dourada.

5. Estruturação do molde

A etapa consiste em sobrepor a fotomáscara ao wafer e irradiar a superfície deste com raios UV. Claro, graças ao filtro constituído pela fotomáscara, apenas as superfícies dos componentes a produzir serão protegidas dos raios UV. A resina exposta aos raios UV endurecerá por polimerização e não poderá ser dissolvida na etapa seguinte.

6. Dissolução da resina não irradiada

Após ter sido exposto aos raios UV, o wafer é mergulhado num banho que permite dissolver, com uma precisão extrema, as superfícies do wafer que não foram expostas aos raios UV, ou seja, a superfície precisa dos componentes a produzir. Por esta operação, obtêm-se tantos moldes do componente a produzir quantos a superfície do wafer conseguir acolher. Nesta fase, o molde do componente a produzir está concluído, assim como a parte de litografia do processo.

7. Fabricação do componente por crescimento de material

O molde é mergulhado num banho galvânico. Uma corrente elétrica circula entre um ânodo imerso no banho e o fundo da caixa do molde (dourado) que constitui o cátodo. As partículas do metal em suspensão no banho depositam-se em camadas sucessivas no fundo da caixa do molde e depois em toda a altura do componente, respeitando perfeitamente os limites do seu contorno, definidos pela resina.

8. Retificação da superfície

A superfície superior do conjunto molde-componentes é depois retificada para levar o conjunto dos componentes à sua espessura final e garantir a planeza e o paralelismo das diferentes superfícies do componente.

9. Dissolução do molde

Uma vez retificado, o conjunto é mergulhado num banho que permite dissolver a resina endurecida do molde e o seu substrato. Os componentes terminados são libertados do molde e ficam prontos a ser montados.

A tecnologia UV-LIGA apresenta numerosas vantagens em comparação com os métodos tradicionais de fabricação de componentes. O design e a tecnicidade dos componentes beneficiaram imediatamente disso. Graças ao nível de precisão que este método oferece e à ausência de tensão mecânica durante a fabricação do componente, os limites em termos de tecnicidade e de design são magistralmente ultrapassados.

Embora o processo necessite de várias etapas, a implementação é rápida e o seu custo controlado. Os componentes realizados por este processo são sempre perfeitamente idênticos e conformes ao plano de origem. A precisão exprime-se em mícrons e, na ausência total de ferramentas, é possível atingir tolerâncias rigorosamente apertadas.

Graças a esta precisão e à ausência de ferramentas de corte, os estados de superfície não necessitam, na maioria das vezes, de qualquer tratamento. Uma vantagem importante, particularmente quando se trata de engrenagens, uma vez que os atritos são minimizados graças à qualidade das superfícies obtidas por esta tecnologia. Por fim, o níquel-fósforo geralmente utilizado é Amagnético. Uma qualidade particularmente apreciada no fabrico dos componentes do Escapamento.

As numerosas vantagens deste processo rapidamente o tornaram uma tecnologia incontornável e amplamente utilizada. Ela verdadeiramente libertou a criatividade dos concetores e melhorou o desempenho dos relógios. Com a ascensão do silício, a tecnologia UV-LIGA constitui uma das evoluções mais importantes deste século.