Гальванический отделочный процесс представляет собой метод нанесения тонкого слоя металла на поверхность предметов. Вспомните блеск позолоченных украшений, которые несравненно доступнее, чем их золотые аналоги, однако выглядят практически одинаково. Этот прием открывает возможность покрытия проводников разнообразными металлами и полимерами. Сюда входит и пластик, напечатанный на 3D-принтере, что позволяет улучшить как внешний вид детали, так и ее прочность и долговечность. В отличие от общепринятого мнения, гальваника не сводится к простому распылению краски или погружению компонентов в металлический раствор. Это химический процесс, использующий электричество, который можно выполнить как в домашних условиях или лаборатории, так и на производственном предприятии. В данной статье вы узнаете всю суть этого метода и его принцип работы.
Содержание:
- Что такое гальваника?
- Подготовка и меры безопасности
- 3D-печать детали
- Устранение неполадок при гальванике
- Где можно купить нить для 3D-печати?
Что такое гальваника?
Проще говоря, гальваника это когда помещается 3D-напечатанный объект в раствор электролита с металлом, который хотите использовать в качестве покрытия, и подается электричество, кусочки металла начинают перемещаться через раствор и прилипают к 3D-проекту. Это достигается благодаря заряду, который заставляет положительные ионы (катионы) растворяться при окислении и двигаться в направлении тока, что приводит к образованию металлического слоя на детали. Важно отметить, что в гальванике используются медь, никель, золото и даже серебро. Когда применяется к пластиковым материалам, эти элементы могут значительно улучшить механические свойства конечной детали, хотя не на том уровне, что и у полностью металлических объектов, созданных с помощью 3D-принтера. Существует несколько методов гальванизации, включая способ в бочке, покрытие на стойке и намотки на барабане. Каждый из этих техник имеет свои преимущества и применяется в зависимости от конкретных требований производства. При этом детали помещаются в раствор проводящего электролита, содержащий соли металла, серную кислоту и растворители, чтобы начать процесс гальванизации.
Необходимо обращать внимание на безопасность при работе с электролитом, поскольку он, может быть, коррозионно активным и требует соответствующих мер предосторожности. Важно помнить, что гальваника – это процесс балансировки, при котором металл наносится на деталь, и электрический ток и электролит разъедают только что нанесенную поверхность. Успех данного покрытия зависит от множества факторов, включая время экспозиции, геометрию детали и интенсивность тока.
Подготовка и меры безопасности
Подготовка деталей, напечатанных на 3D-принтере, и их гальваника всегда должны выполняться с использованием защитных средств - необходима соответствующая одежда, перчатки, очки и респираторная маска. Распыление и покрытие также следует выполнять в хорошо проветриваемом помещении, чтобы избежать вдыхания вредных веществ. Как всегда, соблюдайте инструкции по обращению и хранению использованных материалов. А пока давайте рассмотрим необходимые шаги перед обшивкой.
3D-печать детали
Пластиковые детали, созданные с помощью 3D-печати, могут быть успешно подвергнуты гальванизации, чтобы нанести на них металлическое покрытие. Для этого необходимо подготовить поверхность компонентов и обеспечить их проводимость. Такой процесс позволяет создавать изделия с эстетичным внешним видом и дополнительными функциональными характеристиками, сохраняя при этом преимущества 3D-печати из пластика.
Шлифование компонента
Одним из самых элементарных требований к гальванике является гладкая поверхность, позволяющая добиться хороших результатов благодаря хрупкой пленке толщиной всего несколько сотен микрон. Чем более лучшее покрытие, тем больше блестящим будет окончательный металлический покров. Особенно для деталей, напечатанных методом FDM, это означает несколько циклов интенсивной шлифовки и распыления наполнителя. Полиуретановый лак также помогает заполнить пробелы в отпечатке.
Очистка детали
Чистая поверхность не только перед началом процедуры гальваники, но и между каждым этапом не менее важна, чем гладкая поверхность. Пыль и жир – смертельные враги этого процесса, поскольку они препятствуют равномерному прилипанию наполнителя, проводящей краски и последующих металлических покрытий к детали. Тщательно очистите и обезжирьте деталь перед помещением ее в ванну и очистите ее дистиллированной водой между этапами гальваники.
Делаем компонент проводящим
Сначала поверхность пластиковой детали подвергается специальной обработке, чтобы обеспечить адгезию металлического покрытия. Затем применяется покров, такой как медь или никель. Далее деталь помещается в гальванический раствор, где приложенное электричество вызывает осаждение металлического слоя на поверхности компонента. Такой процесс превращает пластиковую часть в проводящий элемент, расширяя ее применимость в различных областях.
Погружение детали
Настройте электрическую цепь, подключив электроды к источнику питания. Анод необходимо прикрепить к металлу, образующему покрытие. Катод будет подключен к имеющейся детали. Отрежьте металлическую проволоку нужной длины и придайте ей такую форму, чтобы в нее могла поместиться напечатанный, загрунтованный и очищенный на 3D-принтере компонент. Некоторые 3D-отпечатки хотят плавать, поэтому при необходимости придерживайте их проволокой. Не забывайте периодически перемещать деталь во время нанесения покрытия, иначе она приварится к проволоке. Заполните стеклянный или пластиковый контейнер соответствующим электролитом и убедитесь, что покрываемый компонент полностью погружен в него.
Гальваника компонента
Все настроено, и можно включать питание. Необходимый ток зависит от толщины имеющейся модели, площади поверхности и объема резервуара. Существуют онлайн-калькуляторы, которые помогут рассчитать необходимое напряжение. Для достижения наилучших результатов имеет смысл увеличивать мощность, поскольку наносимый слой постепенно становится толще. Слишком большой ток приведет к неравномерной поверхности с грубыми и зернистыми отложениями и более быстрому разрушению электролита, а слабый - к недостаточному осаждению металла, что приведет к образованию тонкого или неоднородного покрова.
Дальнейшая обработка детали
Затем гальваническую деталь можно дополнительно покрыть другими металлами, например никелем, золотом или палладием. Это возможно сделать либо с помощью дальнейшего электролиза, или с использованием методов, таких как нанесение щеткой. Деталь также можно очистить химически, чтобы еще больше повысить отражательную способность пленки.
Устранение неполадок при гальванике
Гальваника – сложный процесс, требующий высокого уровня усердия и опыта для достижения удовлетворительных результатов. В этом разделе кратко описаны некоторые из наиболее распространенных дефектов, как они возникают и что можно сделать, чтобы их избежать.
Дефекты и проблемы в геометрической форме компонента
Процесс гальванизации может иногда столкнуться с неполадками и дефектами в геометрической форме компонента, что требует их устранения для достижения желаемого качества покрытия. Некоторые из возможных проблем включают неравномерное осаждение металлического слоя, появление пятен или пузырей на поверхности, а также образование изломов или трещин. Для устранения этих неполадок может потребоваться регулировка параметров процесса, таких как температура, концентрация раствора или время экспозиции. Также важно обеспечить правильную подготовку поверхности компонента перед гальванизацией и контролировать качество процедуры на всех её этапах, чтобы минимизировать возможные дефекты и обеспечить равномерное и качественное покрытие.
Плохая адгезия
Плохая адгезия в процессе гальванизации может возникать из-за различных причин, таких как недостаточная подготовка поверхности компонента, неравномерное нанесение покрытия и наличие на нём загрязнений или окислов, а также неправильный выбор процедурных параметров. Это может привести к отслоению или образованию пузырьков между металлическим слоем и покроем детали, что снижает его качество и прочность. Для устранения этой проблемы необходимо внимательно контролировать каждый этап процесса гальванизации. Это включает в себя осуществление более тщательной предварительной обработки поверхности, выбора оптимальных условий осаждения покрытия, а также избегания контакта с загрязнениями и обеспечивание хорошего сцепление между металлическим слоем и деталью.
Неравномерная поверхность
Допустим, готовое покрытие не просто матовое, но и шероховатое. В этом случае электролит может испортиться и загрязниться частицами, которые осядут на подложке, оставляя после себя неравномерное покрытие. Исправить это поможет фильтрация. Чрезмерный ток также приводит к неравномерности поверхности. Таким образом, уменьшение тока часто решает проблему. Пузырьки, образующиеся на подложке, обычно являются характерным признаком. Однако, если ток слишком мал, покрытие может быть слишком тонким или даже неоднородным и неполным. Поиск правильного баланса является одним из наиболее важных аспектов успеха гальванотехники.
Тусклое и мутное покрытие
Этот дефект может быть вызван несколькими факторами, включая неправильную подготовку покрова компонента перед процессом, недостаточное время экспозиции в гальваническом растворе, а также не тот выбор параметров процедуры или некачественные химические реагенты. В первую очередь важно следить за качеством воды и растворов, чтобы избежать загрязнений, которые могут привести к плохому внешнему виду покрытия. Для устранения этой проблемы необходимо более тщательно очистить и подготовить поверхность компонента перед покрытием, обеспечить правильные условия экспозиции в гальваническом растворе, а также использовать хорошие химические вещества.
Где можно купить нить для 3D-печати?
Приобретая нити для 3D-печати в магазине Артлайн, вы выбираете качественные материалы для творчества. У нас широкий выбор высококачественных филаментов и смол. Наши опытные специалисты всегда готовы связаться с вами и помочь с выбором наиболее подходящего товара.
г. Киев, ул. Кирилловская, 104
- (080) 033-10-06
- (044) 338-10-06
- (066) 356-10-01
- (097) 356-10-01
- (063) 356-10-01