La fotoincisione, applicata al modellismo rappresenta una frontiera che permette di raggiungere i piu' alti risultati in termini di riproduzione di particolari fini con estrema precisione. E' adatta a tutte le scale; nel caso di quelle maggiormente ridotte l'utilizzo di questa tecnica e' di grande sollievo a motivo della difficolta' di lavorazione di parti estremamente miniaturizzate.

La prima cosa che va considerata nell'approccio alla fotoincisione e' il principale limite insito in essa stessa: si possono ottenere da questo tipo di lavorazione esclusivamente pezzi piani. Dunque, nell'ipotesi di progettare (in esemplare unico oppure in serie) la componenti di un modello bisognera' mettere in conto che con la fotoincisione si realizzeranno parti sviluppate in piano, che potranno in seguito essere piegate ed assemblate lungo apposite linee guida scavate sulla faccia interna delle lastrine, un metodo simile alla composizione di un pacchetto di sigarette, che deriva da un solo pezzo di cartoncino abilmente sviluppato. Tutte le parti tridimensionali (il muso di un'automotrice, oppure il gruppo pompa/compressore di una vaporiera per fare qualche esempio) andranno invece riprodotte con altre tecniche - solitamente per microfusione a cera persa nei modelli di maggior pregio.

Viceversa parti a volume chiuso o semichiuso ma squadrate (scatole per attrezzi, sabbiere cubiche, ecc.) possono essere anch'esse realizzate in piano e poi ripiegate.

La fotoincisione , per spiegarla nel modo piu' rapido possibile, consiste nel partire da un disegno bidimensionale fatto a computer e suddiviso in due fogli (fronte e retro) per arrivare ad ottenere successivamente un trasferimento dello stesso su una lastrina di metallo. Si puo' fotoincidere ogni tipo di metallo, fatta eccezione per il titanio (che e' immune all'acido di incisione) e l'acciaio inossidabile, che viene attaccato debolmente. Solitamente si lavora su ottone, rame, alpacca (argentone) e acciaio, in alcuni casi.

Si realizza un disegno, in scala 1:1 con il modello delle varie parti che si vorranno incidere all'interno della lastrina metallica che dovra' assumere l'aspetto della sprua di un kit e sostenerle; tutte le parti dovranno infatti essere collegate ad essa tramite sottili linguette, appositamente disegnate in numero sufficiente. In assenza di queste linguette, i pezzi cadranno all'interno della soluzione acida durante la lavorazione ed andranno perduti.

Si disegna seguendo questa regola: a lavoro finito non dovrebbero risultare in evidenza linee ma soltanto pieni e vuoti. Per pieni intendo riempimenti (Hatches) neri solidi, per vuoti parti che, una volta stampate su pellicola, risulteranno trasparenti. Dove avro' creato uno riempimento nero, l'acido andra' a corrodere, mentre le parti rimaste trasparenti rimarranno schermate, dunque intatte. In questo modo si puo' ottenere, per esempio, una chiodatura: si disegna una fila di minuscoli chiodi e si riempie tutto lo sfondo in nero, lasciando trasparenti i cerchietti.

Tuttavia le parti utilizzate in modellismo richiedono un'incisione passante, ovvero: in alcuni punti la lastrina dovra' essere trapassata (per aprire finestrini su una cassa, oppure per realizzare i contorni dei vari pezzi). Avro' dunque bisogno di ottenere un secondo livello, essendo il primo quello dei particolari superficiali. Questo si realizza tramite il disegno dell'altra faccia della lastrina, il retro: in definitiva, cio' che verra' disegnato su fronte e retro riguardera' le incisioni passanti, cio' che sara' presente su uno solo dei due disegni andra' invece a realizzare un'incisione a meta' spessore.
Questo tipo di incisione e' detta passante a due livelli.

E' possibile anche fotoincidere a tre (o piu') livelli, ma la difficolta' di lavorazione aumenta notevolmente e solo pochi riescono a realizzarla con buoni risultati.

Il progetto del disegno/master e' il passaggio piu' impegnativo del processo: la tecnica di incisione in se' non e' niente di irraggiungibile e presenta costi piuttosto contenuti, che la rendono la scelta migliore per le piccole produzioni e, volendo, per le autocostruzioni. Nel disegnare bisogna tenere bene a mente che l'assoluta fedelta' dell'incisione non permette alcun errore: ogni dimenticanza o imprecisione verra' impietosamente ripetuta sul prodotto finale.

Inoltre bisogna mettere in conto anche altri limiti, di tipo secondario, tipici del procedimento: non e' possibile incidere fori circolari di diametro inferiore allo spessore della lastrina utilizzata, ne' parimenti e' possibile realizzare fori ad una distanza tra le circonferenze inferiore al 110% dello spessore della lastrina, pena il risultato di ottenere un foro unico allungato - lo spazio tra i due fori verra' infatti eliminato dall'acido. Esiste inoltre una tolleranza di progetto: infatti, tra il disegno ed il risultato finale tendera' ad esserci una differenza dimensionale coincidente con un rimpicciolimento sui contorni, ed un allargamento dei fori e delle aperture. Questo effetto sara' tanto piu' accentuato quanto maggiore sara' il tempo di lavorazione della lastrina nella soluzione acida: e' a motivo di questo che le tecniche base di incisione per immersione, che si usano per produrre i circuiti stampati, sono sostanzialmente inadatte per ottenere le parti di un modello come una locomotiva oppure altre riproduzioni complesse e di precisione - si tratta infatti di incisioni troppo lente. Per queste lavorazioni si utilizzano macchine a pressione, costituite da un serbatoio entro il quale la lastrina matallica rimane sospesa e viene investita da piu' getti di acido mosso da una pompa speciale e fuoriuscente da fini spruzzatori.

Le macchine necessarie per eseguire una fotoincisione a piu' livelli con buoni risultati sono (in ordine di utilizzo durante la lavorazione):

-1) una macchina laminatrice, per stendere e far aderire al metallo la pellicola fotosensibile (io utilizzo una comune plastificatrice da ufficio);

-2) un telaio da esposizione a vuoto, ovvero un telaio apribile grazie al quale Ë possibile pressare tra due lastre di plexiglass il sandwich composto dai due disegni fronte e retro, contenenti al loro interno la lastrina da fotoincidere precedentemente sensibilizzata (punto 1). I due master vanno allineati perfettamente facendo riferimento ad appositi crocini sugli angoli (posizionati durante la fase grafica al computer), e fissati in questa posizione mediante una striscia di nastro biadesivo lungo uno dei lati. La possibilita' di creare il vuoto pneumatico nello spazio interno al telaio garantira' la perfetta aderenza dei disegni alla lastra metallica, scongiurando pieghe e distacchi. Per creare il vuoto io utilizzo l'aspirazione del mio compressore per aerografo.

-3) Una macchina illuminante, per esporre adeguatamente la lastrina sensibilizzata nella giusta misura - prima di questa fase naturalmente la pellicola fotosensibile deve essere tenuta al riparo dalla luce. Per l'esposizione il sole e' la migliore fonte illuminante disponibile, ma dato che va utilizzato nell'ora di maggiore intensita' e che il cielo non e' sempre sereno alla nostra latitudine, non resta che utilizzare una macchina che emetta raggi UVA. La mia, realizzata con un kit acquistato per corrispondenza, e' composta da quattro tubi UVA, quattro riflettori semicircolari e da una griglia nera che serve per eliminare i raggi non collimati, il tutto montato su una struttura metallica di sostegno di forma grossomodo cubica. Il telaio da esposizione contenente la lastra e i disegni viene posizionato orizzontalmente sul basso, e si espone una faccia per volta, utilizzando nel mio caso un tempo di esposizione di 5'45". Questo valore dipende dal tipo di pellicola fotosensibile utilizzata. Alcuni bromografi in vendita (a caro prezzo) presso i commercianti di attrezzature per produrre circuiti stampati assommano insieme i punti 2 e 3.

-4) la vasca per incisione. E' la vasca che contiene l'acido di incisione (FeCl, cloruro ferrico reperibile in scaglie idrosolubili oppure, molto meglio, in soluzione liquida gia' pronta). E' dotata di spruzzatori al suo interno direzionati verso la lastrina e di una pompa speciale per acidi; la circolazione forzata avviene a partire da una riserva di 5/6 lt. presente sul fondo, riscaldata fino a 40 gradi circa da una resistenza per acquari da 400W. La lastrina viene appesa verticalmente sopra al pelo del liquido tramite un sostegno a zampe di ragno presente sulla parete della vasca. Quest'ultimo ha possibilita' di rotazione sull'asse orizzontale durante il ciclo, per evitare che lo sgocciolamento della soluzione per gravita' non avvenga sempre nella stessa direzione generando imperfezioni nell'incisione. Sono infatti solito ruotare la lastrina di 1/4 di giro ogni 15 secondi circa, durante tutto il ciclo

Per adesso ho parlato in specifico di incisione, ma non ho ancora spiegato compiutamente perche' il processo in oggetto si dice foto-incisione.

La parte fotografica del processo riguarda il momento del trasferimento dell'immagine dal disegno al metallo rivestito della pellicola fotosensibile tramite l'esposizione al raggi UVA; tale procedimento e' detto fotolito. Terminata l'esposizione, e' infatti possibile intravedere sulla superficie blu intenso della pellicola il nostro disegno perfettamente trasferito in negativo, che appare come un'ombra di colore violetto.

Le parti che sono rimaste esposte alla luce, quelle cioe' dove il master era trasparente, risultano indurite e resistenti al successivo sviluppo (la consistenza della pellicola fotosensibile prima dell'esposizione e' gelatinosa ed appiccicosa), mentre le altre vengono lavate via e lasciano esposto il metallo, che verra' corroso durante il successivo passaggio nella vasca contenente la soluzione acida.

Lo sviluppo, che precede dunque l'incisione finale, si esegue in un bagno di soluzione acqua distillata + Soda Solvay (carbonato di sodio, reperibile in ogni supermercato) all'1%. Tempo un paio di minuti, le parti non esposte precedentemente saranno dissolte, liberando il metallo sottostante.

A questo punto sulla lastrina metallica emerge il nostro disegno in positivo, costituito dalle parti di materiale fotosensibile (blu) rimaste dove dovranno fare barriera all'acido.

Finita l'incisione ed annullata l'azione del cloruro ferrico lavando la lastrina in un bagno di acqua distillata + carbonato di sodio (il comune bicarbonato) in soluzione debole, si predispone un ulteriore bagno di acqua distillata + soda caustica (idrossido di sodio, anch'esso reperibile al supermercato) in soluzione all'1/2% che far‡ sollevare e rimuover‡ la pellicola fotosensibile residua.

Il processo e' cosi' terminato.

Un ultimo passaggio in un bagno di aceto lucidera' perfettamente la lastrina e rimuovera' la corrosione superficiale causata dalla soda caustica.

Non resta ora che passare al montaggio delle varie parti, gia' perfettamente dimensionate e rifinite se il lavoro di progettazione sara' stato eseguito correttamente.