Vakuumska metalizacija - opis tehnologije, naprava in ocene

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Sprememba različnih struktur, delov in funkcionalnih elementov se pogosto izvaja s popolno spremembo strukture materialov. Za to se uporabljajo sredstva za globoko toplotno, plazemsko in kemično obdelavo. Obstaja pa tudi širok segment metod za spreminjanje operativnih lastnosti zaradi zunanjih premazov. Takšne metode vključujejo vakuumsko metalizacijo, zahvaljujoč kateri je mogoče izboljšati dekorativne, prevodne, odbojne in druge lastnosti materialov.

Pregled tehnologije

Bistvo metode je pršenje kovinskih delcev na delovno površino. Proces nastajanja nove prevleke nastane zaradi izhlapevanja donorskih kovin v vakuumu. Tehnološki cikel vključuje izvedbo več stopenj strukturne spremembe ciljne podlage in elementov prevleke. Zlasti se razlikujejo procesi izhlapevanja, kondenzacije, absorpcije in kristalizacije. Ključni postopek lahko imenujemo interakcija kovinskih delcev s površino v posebnem plinastem okolju. V tej fazi tehnologija vakuumske metalizacije zagotavlja procese difuzije in pritrditve delcev na strukturo obdelovanca. Namoč, odvisno od načinov brizganja, lastnosti premaza in vrste obdelovanca, lahko dobite različne učinke. Sodobna tehnična sredstva omogočajo ne le izboljšanje individualne učinkovitosti izdelka, temveč tudi diferenciacijo površinskih lastnosti na posameznih področjih z visoko natančnostjo.

uporabljena oprema

Za to tehnologijo se uporabljajo tri glavne skupine strojev. Ta oprema je neprekinjena, polkontinuirana in občasna. V skladu s tem se razlikujejo glede na splošno organizacijo procesa obdelave. Enote z neprekinjenim delovanjem se pogosto uporabljajo v množični proizvodnji, kjer je potrebna linijska vakuumska metalizacija. Oprema te vrste je lahko enokomorna in večkomorna. V prvem primeru so enote usmerjene v izvajanje neposredne metalizacije. Večkomorni modeli predvidevajo tudi možnost izvajanja dodatnih postopkov - primarna priprava izdelka, kontrola, toplotna obdelava itd. Ta pristop vam omogoča optimizacijo proizvodnega procesa. Stroji za serijsko in polkontinuirano prevleko imajo običajno eno glavno komoro. Prav zaradi nepravilnosti proizvodnje se uporabljajo za določen postopek, pripravljalne operacije in enak nadzor kakovosti pa se izvajajo v ločenem vrstnem redu - včasih v ročnem načinu brez avtomatiziranih linij. Zdaj je vredno podrobneje razmisliti, iz katerih vozlišč so sestavljeni takšni agregati.

Razporeditev strojev za metalizacijo

Poleg glavne komore, kjer potekajo procesi nanašanja, oprema vključuje številne pomožne sisteme in funkcionalne komponente. Najprej je vredno neposredno izpostaviti vire škropljenega materiala, katerih komunikacije so povezane s kompleksom za distribucijo plina. Da bi naprava za vakuumsko metalizacijo zagotovila parametre, ki so potrebni za določeno nalogo obdelave, škropilni dovodni kanali z regulatorji omogočajo predvsem prilagajanje nivoja temperature, hitrosti smeri toka in prostornine. To infrastrukturo tvorijo zlasti puščanja, črpalke, ventili, prirobnični elementi in druga oprema.

V sodobnih instalacijah za enako regulacijo obratovalnih parametrov se uporabljajo senzorji, povezani z mikroprocesorsko enoto. Ob upoštevanju danih zahtev in določitvi trenutnih dejanskih vrednosti lahko oprema popravlja načine obdelave brez sodelovanja operaterja. Prav tako je za olajšanje procesov delovanja oprema dopolnjena s sistemi za čiščenje in kalibracijo v komori. Zahvaljujoč takšni opremi je popravilo vakuumske metalizacije stroja poenostavljeno, saj stalno in pravočasno čiščenje zmanjšuje tveganje preobremenitve zračnih motorjev, manipulatorjev in komunikacijskih vezij. Slednji v celoti veljajo za potrošni del, katerega zamenjava v neprekinjenih enotah poteka v okviru rednega vzdrževalnega postopka.

Ciljni materiali za metalizacijo

Najprej so kovinski surovci podvrženi postopku,ki jih je mogoče izdelati tudi iz posebnih zlitin. Za zagotovitev protikorozijske plasti, izboljšanje kakovosti električne napeljave ali spremembo dekorativnih lastnosti je potreben dodaten premaz. V zadnjih letih se v zvezi s polimernimi izdelki vse bolj uporablja vakuumska metalizacija. Ta proces ima svoje posebnosti zaradi značilnosti strukture tovrstnih predmetov. Manj pogosto se tehnologija uporablja za izdelke z nizko trdoto. To velja za les in nekatere sintetične materiale.

Lastnosti metalizacije plastike

Škropljenje po površini plastičnih delov lahko spremeni tudi njegove električne, fizikalne in kemijske lastnosti. Pogosto se metalizacija uporablja tudi kot sredstvo za izboljšanje optičnih lastnosti takšnih surovcev. Glavna težava pri izvajanju takšnih operacij je proces intenzivnega toplotnega izhlapevanja, ki neizogibno pritiska na tokove delcev, ki pršijo površino elementa. Zato so potrebni posebni načini za uravnavanje difuzije osnovnega materiala in porabljene mase.

Ima svoje posebnosti in vakuumsko metalizacijo plastike, za katero je značilna toga struktura. V tem primeru bo pomembna prisotnost zaščitnih in temeljnih lakov. Da bi ohranili zadostno raven oprijema za premagovanje ovir teh filmov, bo morda potrebno povečati energijo toplotnega delovanja. Toda tu spet obstaja težava s tveganji uničenja plastične strukture pod vplivom toplotnih tokov. Posledično, da bi odstranili presežeknapetosti v delovnem okolju se uvajajo modificirajoče komponente, kot so mehčalci in topila, ki omogočajo ohranjanje oblike obdelovanca v optimalnem stanju, ne glede na temperaturni režim.

Lastnosti obdelave filmskih materialov

Tehnologije za izdelavo embalažnih materialov vključujejo uporabo metalizacije za PET folije. Ta postopek zagotavlja aluminizacijo površine, zaradi česar je obdelovanec obdarjen z večjo trdnostjo in odpornostjo na zunanje vplive. Glede na parametre obdelave in končne zahteve za premaz je mogoče uporabiti različne metode odvajanja toplote. Ker je film temperaturno občutljiv, se uvede dodaten postopek nanašanja. Tako kot v primeru plastike vam omogoča prilagajanje toplotnega ravnovesja in ohranjanje optimalnega okolja za obdelovanec. Debelina filmov, ki jih obdelujemo z metodo vakuumske metalizacije, je lahko od 3 do 50 mikronov. Postopoma se uvajajo tehnologije, ki zagotavljajo podobne premaze na površinah materialov z debelino 0,9 mikrona, vendar je to večinoma še vedno le eksperimentalna praksa.

Metalizacija reflektorjev

To je tudi ločena smer uporabe metalizacije. Ciljni objekt v tem primeru so avtomobilski žarometi. Njihova zasnova predvideva prisotnost reflektorjev, ki sčasoma izgubijo svojo zmogljivost - zbledijo, zarjavijo in posledično postanejo neuporabni. Poleg tega celo nov žarometse lahko po nesreči poškoduje, kar lahko zahteva popravilo in obnovo. Ravno na to nalogo je usmerjena vakuumska metalizacija reflektorjev, ki zagotavlja odporno nanos na zrcalno površino. Polnjenje zunanje strukture z metaliziranimi delci po eni strani odpravlja manjše napake, po drugi strani pa deluje kot zaščitni premaz, ki preprečuje morebitne poškodbe v prihodnosti.

Organizacija postopka doma

Brez posebne opreme je mogoče uporabiti tehnologijo površinske kemične prevleke, vendar je za vakuumsko obdelavo v vsakem primeru potrebna ustrezna komora. Na prvi stopnji je sam obdelovanec pripravljen - ga je treba očistiti, razmastiti in po potrebi brusiti. Nato se predmet postavi v vakuumsko metalizacijsko komoro. Z lastnimi rokami lahko izdelate tudi posebno opremo na tirnicah iz profilnih elementov. To bo priročen način za nalaganje in razkladanje materiala, če ga nameravate redno obdelovati. Kot vir metalizacijskih delcev se uporabljajo tako imenovani surovci - iz aluminija, medenine, bakra itd. Po tem se komora nastavi na optimalni način obdelave in začne se postopek nanašanja. Končni izdelek takoj po metalizaciji je mogoče ročno premazati s pomožnimi zaščitnimi premazi na osnovi lakov.

Pozitivne povratne informacije o tehnologiji

Metoda ima številne pozitivne lastnosti, ki jih opažajo uporabniki končnih izdelkov na različnih področjih. Zlasti se nanaša navisoke zaščitne lastnosti premaza, ki preprečujejo procese korozije in mehanskega uničenja podlage. Pozitivno se odzivajo tudi navadni potrošniki izdelkov, ki so bili podvrženi vakuumski metalizaciji, da bi izboljšali ali spremenili svoje dekorativne lastnosti. Strokovnjaki poudarjajo tudi okoljsko varnost tehnologije.

Negativne ocene

Slabosti te metode obdelave izdelkov vključujejo zapletenost tehnične organizacije procesa in visoke zahteve za pripravljalne ukrepe za obdelovanec. In to da ne omenjam uporabe visokotehnološke opreme. Samo z njegovo pomočjo lahko dobite visokokakovostno škropljenje. Stroški so tudi na seznamu pomanjkljivosti vakuumske obloge. Cena obdelave enega elementa je lahko 5-10 tisoč rubljev. odvisno od površine ciljnega območja in debeline premaza. Druga stvar je, da serijsko prevleka zmanjša stroške posameznega izdelka.

Na koncu

Sprememba tehničnih, fizikalnih in dekorativnih lastnosti določenih materialov širi možnosti njihove nadaljnje uporabe. Razvoj metode vakuumske metalizacije je privedel do nastanka posebnih področij obdelave s poudarkom na specifičnih zmogljivostih. Tehnologi delajo tudi na poenostavitvi samega postopka nanašanja, kar se že danes kaže v obliki zmanjševanja opreme in postopkov naknadne obdelave. Kar se tiče uporabe tehnike doma, je to največproblematičen način pokrivanja, saj od izvajalca zahteva posebne veščine, da ne omenjam tehničnih sredstev. Po drugi strani pa cenovno ugodnejši načini škropljenja ne omogočajo pridobivanja enako kakovostnih premazov – naj bo to zaščitni sloj ali dekorativni styling.