Patrząc na chromowaną powierzchnię, widzimy jednolitą taflę: błyszczącą, ciemną albo satynową. Gdyby jednak taki detal przeciąć i obejrzeć jego powierzchnię w dużym powiększeniu, okazałoby się, że to, co odbieramy jako jedną warstwę, jest w rzeczywistości znacznie bardziej złożoną konstrukcją. Pod zewnętrznym wykończeniem mogą znajdować się kolejne metale, a jeszcze głębiej – tworzywo stanowiące właściwy korpus elementu.
Właśnie na tej zasadzie opiera się galwanizowanie tworzyw sztucznych. Poszczególne warstwy nie są nakładane wyłącznie po to, aby zwiększyć grubość powierzchni. Każda z nich ma określone zadanie i przygotowuje warunki dla następnej. Efekt, który ostatecznie widzimy, jest więc rezultatem współpracy całego układu.
Najłatwiej wyobrazić sobie galwanizowany detal jako bardzo cienką konstrukcję wielowarstwową. Na samym dole znajduje się właściwy element wykonany z tworzywa. Nad nim powstaje powierzchnia umożliwiająca dalsze osadzanie metali, a następnie kolejne powłoki, których liczba i rodzaj zależą od przyjętej technologii oraz oczekiwanego rezultatu.
W jednym z powszechnie stosowanych układów dla tworzywa ABS pojawiają się miedź, nikiel i chrom. Nie są to trzy przypadkowo dobrane metale. Różnią się właściwościami, dlatego mogą wzajemnie uzupełniać swoje funkcje.
Dla użytkownika granice pomiędzy nimi pozostają całkowicie niewidoczne. Powierzchnia powinna wyglądać tak, jakby była jednorodna. Dopiero wiedza o jej budowie pokazuje, że końcowy wygląd zależy nie tylko od tego, co znajduje się na wierzchu.
Tworzywa ABS i ABS/PC nie zachowują się pod względem elektrycznym tak jak metal. Nie można więc rozpocząć galwanizacji od zwykłego osadzania grubej powłoki miedzi czy niklu na surowym detalu.
Najpierw powierzchnia tworzywa jest odpowiednio przygotowywana, aby mogła związać się z późniejszą warstwą metaliczną. Następnie powstaje cienka, przewodząca powierzchnia, która otwiera drogę do dalszych etapów elektrochemicznych.
Można powiedzieć, że jest to moment przejścia pomiędzy dwoma zupełnie różnymi materiałami. Z jednej strony pozostaje polimerowy korpus elementu, z drugiej zaczyna powstawać właściwa metalowa część powłoki.
Ta granica ma ogromne znaczenie dla całej konstrukcji. Jeżeli początkowe warstwy nie zostaną prawidłowo związane z podłożem, kolejne metale nie naprawią problemu znajdującego się głębiej.
Nie każda wada widoczna na gotowej powierzchni musi powstać podczas samego nakładania metalu. Na efekt mogą wpływać również wcześniejsze cechy detalu: jakość jego powierzchni, zastosowany materiał czy brak powtarzalności wykonania. Metaliczna powłoka może wręcz uwidocznić niedoskonałości, które na surowym tworzywie były znacznie mniej zauważalne.
Jedną z najbardziej charakterystycznych warstw stosowanych w galwanizacji ABS jest miedź. Choć później zostaje przykryta kolejnymi metalami, odgrywa ważną rolę w budowie całego układu.
Miedź dobrze nadaje się do tworzenia relatywnie grubej warstwy metalicznej. Jej właściwości różnią się od właściwości twardszych metali stosowanych później, dlatego może pełnić rolę warstwy pośredniej pomiędzy przygotowanym tworzywem a zewnętrzną częścią powłoki.
Ma to znaczenie zwłaszcza dlatego, że tworzywo i metal nie reagują identycznie na obciążenia oraz zmiany warunków otoczenia. Konstrukcja powłoki musi więc nie tylko dobrze wyglądać, ale również współpracować z podłożem.
Miedziowanie galwaniczne nie jest zatem jedynie dodatkowym etapem wykonywanym przed właściwym wykończeniem. W odpowiednio zaprojektowanym układzie miedź staje się jednym z fundamentów całej metalicznej powierzchni.
Nad miedzią może znaleźć się nikiel. Ta warstwa pełni już inną funkcję i pomaga budować właściwości użytkowe powłoki. Nikiel jest ważnym elementem układów, w których liczy się odporność powierzchni na korozję i ścieranie, a jednocześnie stanowi odpowiednie podłoże dla warstwy końcowej.
Niklowanie galwaniczne ma również znaczenie dla efektu wizualnego. Końcowa powierzchnia nie powstaje bowiem dopiero wraz z ostatnią warstwą. Jeżeli niżej znajdujące się powłoki nie są właściwie wykonane, niedoskonałości mogą być widoczne również po zakończeniu całego procesu.
To jedna z ciekawszych cech systemów wielowarstwowych: warstwa ukryta przed wzrokiem użytkownika może w dużym stopniu wpływać na wygląd tego, co znajduje się nad nią.
Dopiero na końcu pojawia się warstwa odpowiadająca za finalny charakter powierzchni. W przypadku klasycznego chromowania jest nią chrom, który nadaje detalowi charakterystyczny wygląd i współtworzy właściwości jego zewnętrznej powierzchni.
Właśnie dlatego nazwa „chromowanie” może trochę mylić. Sugeruje, że cały efekt zawdzięczamy jednemu metalowi, podczas gdy chrom jest zaledwie końcową częścią znacznie bardziej rozbudowanego systemu.
Co więcej, końcowy efekt wcale nie musi być klasycznie srebrzysty i lustrzany. Galwanizowanie tworzyw sztucznych ABS i ABS/PC pozwala uzyskiwać różne wykończenia, w tym chrom błyszczący, czarny chrom, powierzchnie miedziane i niklowe oraz wykończenia satynowe.
Zmienia się więc to, co widzimy na zewnątrz, ale podstawowa zasada pozostaje podobna: końcowa powierzchnia jest rezultatem wcześniej zbudowanego układu.
Naukowe opracowania dotyczące galwanizacji ABS opisują ją właśnie jako tworzenie kolejnych warstw na wcześniej przygotowanym, początkowo nieprzewodzącym podłożu. Po uzyskaniu przewodzącej powierzchni możliwe jest dalsze osadzanie metali, między innymi miedzi, niklu i chromu. Potwierdza to, że widoczne wykończenie stanowi jedynie zewnętrzną część całej konstrukcji.
Źródło: https://doi.org/10.1007/s10853-015-9668-7
Na pierwszy rzut oka prostsze mogłoby wydawać się zastosowanie jednej odpowiednio grubej warstwy. W praktyce oznaczałoby to jednak oczekiwanie od jednego materiału bardzo różnych właściwości jednocześnie.
Układ warstwowy pozwala rozdzielić zadania. Jedna warstwa może dobrze współpracować z podłożem, kolejna pomagać w budowaniu odpowiedniej grubości i zachowaniu całej powłoki, następna wpływać na odporność i wygląd, a zewnętrzna nadawać powierzchni oczekiwany charakter.
Podobną zasadę stosuje się w wielu innych dziedzinach techniki. Nie zawsze najlepszy materiał do wnętrza konstrukcji jest jednocześnie najlepszym materiałem na jej powierzchnię. Łączenie kilku warstw pozwala wykorzystać różne właściwości w jednym elemencie.
W galwanizacji tworzyw ma to dodatkowe znaczenie, ponieważ cała metaliczna konstrukcja musi współpracować z materiałem bazowym, który sam metalem nie jest.
Skoro wszystkie powłoki są metalowe, można byłoby zakładać, że powinny mieć zbliżoną grubość. Tak jednak nie jest. Poszczególne warstwy wykonują różne zadania, dlatego ich grubość dobiera się do funkcji.
Warstwa odpowiedzialna za budowanie głównej części metalicznej powłoki może być wyraźnie grubsza od warstwy końcowej. Zewnętrzny chrom nie musi więc stanowić większości metalu znajdującego się na elemencie, choć to właśnie on nadaje nazwę całemu wykończeniu.
Dobrze pokazuje to, jak bardzo wygląd gotowego produktu może różnić się od jego rzeczywistej budowy. To, czego jest najwięcej, niekoniecznie jest najbardziej widoczne, a to, co widzimy najlepiej, niekoniecznie stanowi główną część całej powłoki.
Tak zbudowane powłoki znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie tworzywo ma otrzymać trwałe, estetyczne wykończenie metaliczne. Dotyczy to między innymi elementów wyposażenia samochodów, sprzętu AGD, urządzeń sanitarnych oraz różnych detali stosowanych w wyposażeniu wnętrz.
Dla producenta istotne jest nie tylko uzyskanie określonego koloru. Powierzchnia musi również spełniać wymagania wynikające ze sposobu użytkowania danego elementu. Inaczej pracuje detal dekoracyjny, którego niemal się nie dotyka, a inaczej przycisk, uchwyt czy pokrętło używane wielokrotnie każdego dnia.
Dlatego dobór powłoki nie sprowadza się jedynie do decyzji: błysk czy satyna. Znaczenie ma cały system znajdujący się pod widoczną powierzchnią.
Najbardziej charakterystyczną cechą dobrze wykonanej powłoki galwanicznej jest paradoksalnie to, że użytkownik nie dostrzega jej złożoności. Nie widzi granicy między tworzywem a metalem ani miejsc, w których kończy się jedna powłoka i zaczyna następna. Całość odbiera jako jednolitą powierzchnię.
Za tym prostym efektem kryje się jednak wielowarstwowa konstrukcja. Przygotowane tworzywo stanowi podstawę. Warstwa przewodząca umożliwia rozpoczęcie właściwej galwanizacji. Miedź, nikiel i końcowe wykończenie przejmują kolejne zadania.
Dlatego chromowany detal warto traktować nie jak tworzywo pokryte jedną cienką warstwą dekoracyjną, lecz jak połączenie dwóch światów materiałowych. W środku pozostaje lekki i łatwy do kształtowania element z ABS lub ABS/PC, natomiast na jego powierzchni znajduje się rzeczywisty układ metalicznych powłok.
I właśnie dlatego to, co wygląda jak jedna warstwa chromu, może w rzeczywistości składać się z kilku zupełnie różnych warstw, z których większości nigdy nie zobaczymy.
Autor: Madziar Sławomir, ekspert ds. galwanizacji tworzyw sztucznych
Źródła
https://galwan.com.pl/blog,ac99/najczestsze-bledy-przy-przygotowaniu-detali-do-seryjnej-galwanizacji-tworzyw-abs-i-abspc,1826 — publikacja Galwan poświęcona wpływowi jakości materiału, powierzchni i przygotowania detalu na rezultat późniejszej galwanizacji.
https://doi.org/10.1007/s10853-015-9668-7 — Sharon Olivera, H.B. Muralidhara, K. Venkatesh, K. Gopalakrishna, C.S. Vivek, „Plating on acrylonitrile–butadiene–styrene (ABS) plastic: a review”, „Journal of Materials Science”, 2016, 51, 3657–3674. Publikacja przeglądowa dotycząca przygotowania ABS do metalizacji i budowania na nim kolejnych warstw metalicznych, w tym miedzi, niklu i chromu.
0
0
0
0
0
0
Brak komentarza, Twój może być pierwszy.
Dodaj komentarz
Użytkowniku, pamiętaj, że w Internecie nie jesteś anonimowy. Ponosisz odpowiedzialność za treści zamieszczane na portalu ekutno.pl. Dodanie opinii jest równoznaczne z akceptacją Regulaminu portalu. Jeśli zauważyłeś, że któraś opinia łamie prawo lub dobry obyczaj - powiadom nas redakcja@ekutno.pl lub użyj przycisku Zgłoś komentarz