Mineralfotos einmal anders

[cmd.powell]

Moin Zusammen

Wenn man wegen so einem kleinen nervigen Virus zuhause "eingesperrt" ist, kommen einen schonmal merkwürdige Ideen, hierzu eine etwas ausführlichere Einleitung: Seit geraumer Zeit bastle ich nebenbei an mehr oder weniger komplexen Elektronikprojekten. Um eine elektronische Schaltung aus dem PC in die Realität zu transferieren ist es nötig, die Schaltkreise in irgendeiner Form auf eine Platine zu bringen und diese dann mit den nötigen Bauteilen zu bestücken. Eine Möglichkeit zur Platinenherstellung ist das sogenannte Fotopositiv-Verfahren. Dabei werden die Leiterbahnen (das Layout) in einem speziellen Programm nach dem Schaltplan gezeichnet, auf eine Folie gedruckt und diese dann als Maske auf eine mit Kupfer und Fotolack beschichtete Epoxidharzplatte gelegt. Der Fotolack ist fotopositiv, d.h. dunkle Bereiche bleiben als Lackschicht erhalten und helle Bereiche werden vom Entwickler weggelöst. Zum Belichten wird langwelliges UV-Licht (ideal um 405nm, also schon im violetten Bereich) verwendet, als Entwickler dient verdünnte Natronlauge (ca. 1%ig). Danach wird die Platine mit einem Ätzmittel behandelt wobei die vom Lack befreiten Kupferbereiche weggelöst werden und übrig bleiben die Leiterbahnen.
Ich wende dieses Verfahren nun schon seit etlichen Jahren an. Irgendwann kam mir die Idee "Wieso eigentlich immer nur Leiterbahnen, wieso nicht auch mal etwas anderes, z.B. ein kleines Bild?" An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, das - logischerweise - keine Graustufen in den Platinen möglich sind; entweder bleibt Kupfer stehen oder nicht, wahrlich binäres schwarzweiß. Demzufolge sind Bilder etwas problematisch, da sie auf ein solches binäres schwarzweiß-Format reduziert werden müssen. Das ist z.B. mit Photoshop leicht machbar, man merkt jedoch schnell, dass das Bild sofort entsprechend pixelig erscheint, da alle Grauwerte in ein Schwarz-Weiß-Pixelmuster übersetzt werden. Man muss also ein möglichst großes, hoch aufgelöstes Bild nehmen welches danach auf einer Platine entsprechend groß erscheint - normalerweise eher unpraktisch, soll doch die Platine nicht nur funktional sondern auch möglichst klein sein. Aber gelegentlich war genügend Platz für ein "Mikrologo", so das ich schon einige Erfolge hatte.
Nun hatte ich noch aus meinen Anfangszeiten einen 300x210mm großen, einseitig mit Kupfer und Fotolack beschichteten Platinenrohling übrig und da ich inzwischen nur noch doppelseitig arbeite, drohte dieser endgültig zu verstauben. Ich habe mich also kurzerhand dazu entschlossen, ihn zu "verbrauchen" und mal ein "richtiges" Bild zu versuchen. Da ich ohnehin nur schwarz-weiß darstellen kann, fiel meine Wahl auf die Calcit-Rose, die ich im Steinbruch Winterberg gefunden hatte. Sie ist auch mein Avatar-Bild.

Hier das Originalbild:

Mineralfotos einmal anders

Mit Photoshop habe ich das Bild in die Schwarzweißform umgewandelt. Da beim Ätzen immer mit einer leichten Unterätzung (der Ätzvorgang schreitet auch minimal unter dem Fotolack voran) zu rechnen ist, kann als kleinste Auflösung nicht ein Pixel herhalten, dieser würde weggelöst werden. 3x3-Pixel als Minimum hatte schon mehrfach funktioniert, also wurde das Bild in Schwarzweiß umgewandelt und die Pixelzahl dann verdreifacht. Spiegelverkehrt deshalb, damit die bedruckte Seite der Folie möglichst dicht auf dem Fotolack aufliegt.

Mineralfotos einmal anders

Dieses Bild wurde dann auf eine Folie gedruckt, schön tintenfressend mit meinem Uralt-Tintenstrahldrucker (mit Tinte bedruckte Folien funktionieren aufgrund ihres hohen Kontrastes besser als mit Laserdrucker oder Kopierer erstellte).

Mineralfotos einmal anders

So, und nach dem Belichten und Ätzen kam dann das dabei raus:

Mineralfotos einmal anders

Das Selbe nochmal im Durchlicht:

Mineralfotos einmal anders

Man sieht deutlich, das - leider - in den "hellen" Bereichen doch einiges an Pixeln durch Unterätzung verloren gegangen ist. Aber immerhin, ein Bild, in Kupfer verewigt. Erinnert etwas an die Anfänger der Fotografie mit Daguerreotypie und dergleichen. Sicher kann das Verfahren noch etwas in Hinsicht auf den Kontrast verbessert werden. Leider ist es ein vergleichsweise teurer Spass: Ein Platinenrohling der Größe 30x21cm (etwas DIN-A 4) kostet knapp 12 Euro, dazu reichlich Tinte, eine Folie, Ätzmittel. Ok, die letzten Posten liegen im Centbereich aber der Platinenrohling schmerzt natürlich, daher wird es erstmal bei diesem Exemplar bleiben. Auch ist es nahezu unmöglich das fertige Resultat richtig abschätzen zu können: Man müsste zunächst eine Testplatine belichten und ätzen um zu sehen, ob der Kontrast richtig gewählt wurde, dann korrigieren, erneut drucken, ätzen etc.. Hinzu kommt, dass die Beschichtung der Rohlinge mit dem Fotolack nicht perfekt und 100%ig gleichmäßig ist. Gerade bei großflächigen Platinen (so in der Vergangenheit auch mit für Elektronik gedachten) treten häufig Schlieren und ähnliche Unregelmäßigkeiten auf, was man auch auf dem letzten Bild sehen kann. Dadurch muss nicht selten länger geätzt werden als theoretisch nötig und damit steigt auch die Unterätzung. Das Verfahren steht also in keinem Verhältniss zur z.B. Schwarzweißfotografie, wo Fotopapier und Negativ von hoher Güte sind. Aber bevor der Rohling irgendwann mal im Müll landet, kann man ja auch nochmal etwas rumprobieren 

Viele Grüße

Markus

[Lynx]

Hoi Markus

klasse gemacht und eine inspirierende Idee! Jetzt musst Du aber auch das neue Bild zu Deinem Avatar machen ;-)

Grüße, Martin

[Ferdl]

Servus Markus,
super Bilder. Diese ähnliche Variante verwenden wir auch in der Steinindustrie um Porträits und Landschaftbilder in den Stein einzustrahlen.
Mit Mineralien werden wir mal probieren ein Bild zu erstellen.
Wenn´s dann soweit ist werde ich das Ergebnis präsentieren
Gruß Ferdl

[Fabian99]

Hallo,

Klasse Idee und Beschreibung. Ich hatte immer "nur" den Laserdrucker zur Hand. Da habe ich dann zwei Folien gedruckt und zwar um 90° zueinander gedreht. So entfällt die Linien-Struktur. Der Stapel erhöht auc hden Kontrast, zwar etwas auf Kosten der Kantenschärfe, aber merklich. Da ich immer mit HCl+H2O2 im Abzug geätzt habe, konnte ich den Fortschritt gut sehen und ggf mit Pinselwedeln leicht nachhelfen bei kritischen Stellen, die noch Lackreste hatten. Komischerweise geht die Entwicklung mit KOH nicht...

LG

[Klaus Schäfer]

Ola - die Wiederentdeckung der Lithografie ! 

Ohne Quatsch - Lithografie-Steine sind ein eigenes, sehr weites Sammlungsgebiet. Ohne Lithografie auch kein Archaeopteryx (lithographica).

[Bode]

Hallo
Ich hätte hier ein Bild das der Zufall schuf. Bild eines Opals mit einem gewaltigen Farbspiel anzubieten. Ausgangsbild war eine Stack Aufnahme eines Opals aus den Opalfeldern Queensland.
Nachdem ich mit dem Bild aber nicht zufrieden war, habe ich den ganzen Stack noch mals aber ohne die oberen Schichten durchgeführt. Beim Laden der Aufnahmen in Helicon Focus habe ich dann etwas geschlafen. Den alten Stack sowie die alten einzelnen Fotos zusammen mit den neuen Fotos noch mals rechnen lassen, und dabei kam dieses Farbwunder heraus.

Viele Grüße
Georg Bode

[cmd.powell]

@Ferdinand: Ein Mineral in Stein gestrahlt - das Bild will ich auf jeden Fall sehen. Von Fernsehberichten kenne ich die z.T. sehr aufwendig gestallteten Grabsteine mit Bildern der Verstorbenen, die sehen richtig lebensecht aus. Ich nehme mal an, dass die auf die von Dir beschriebene Weise hergestellt werden. Kristalle sollten da sicher auch sehr gut rüberkommen.

@Frank: HCl und H₂O₂ ist eine doch ziemlich aggressive Art des Platinenätzen, nimm lieber Natriumpersulfat. Das Zeug heißt nicht umsonst "Feinätzkristall", da man damit deutlich besser die Strukturen geätzt bekommt. Moderne Leiterplatten werden nur noch mit Persulfat geätzt, ist auch deutlich Umweltfreundlicher da als Reaktionprodukt nur Natriumsulfat und Kupfersulfat entstehen (aus den Restlösungen lassen sich übrigens auch prima Kristalle züchten ). Natriumpersulfat (kann auch Ammoniumpersulfat sein) arbeitet erst ab ca. 35°C effektiv, optimal bei 40°C aber nicht viel weiter darüber gehen, sonst zersetzt es sich zunehmen (max. 45°C!). Die Lösung ist anfangs farblos und wird - durch das Kupfersulfat - langsam blau, bleibt aber immer durchsichtig, weshalb man den Ätzprozess sehr gut beobachten kann. In einer speziellen Ätzküvette mit Umwältzung etc. ätzt Persulfat auch sehr gleichmäßig, besonders eine frische Lösung; Da wird praktisch das ganze Layout schlagartig sichtbar, weil überall gleichzeitig das Kupfer weggeätzt ist und die Platine an den Stellen durchscheinend wird.
Und wie schon beschrieben, mit Laserdruckerfolien hatte ich bisher immer nur schlechte Ergebnisse, die sind optisch nicht dicht genug. Alternativ will ich immer nochmal das Thermotransferverfahren testen: Dabei druckt man mit dem Laserdrucker auf ein spezielles Papier. Der Ausdruck wird dann (logischerweise mit der bedruckten Seite nach unten, also wieder spegelverkehrt drucken) auf eine nur mit Kupfer beschichtete Rohplatine gelegt und dann erhitzt (z.B. mit einem Bügeleisen - steht so wortwörtlich in der Originalanleitung) und angedrückt. Dabei schmilzt der Toner auf, löst sich von dem Transferpapier und klebt dann auf dem Kupfer. Damit ist das Layout nun auf der Kupfer und das kann danach direkt geätzt werden. Das geht dann aber nur noch mit Persulfat, da sowohl H₂O₂+HCl als auch FeCl₃ den Toner angreifen. Mit dem Verfahren soll man noch deutlich feinere Strukturen hinbekommen. Leider ist das Thermotransferpapier nicht ganz billig (ca. 15 Euro für 10 Blatt). In manchen Foren schwärmen Bastler zwar von Zeitschriftenpapier (ideal soll der Reichelt-Katalog sein), nur das Gefummle um das Papier danach von dem Platinenrohling zu bekommen will ich mir nicht antun.