Гальванічний обробний процес є методом нанесення тонкого шару металу на поверхню предметів. Згадайте блиск позолочених прикрас, які незрівнянно доступніші за їхні золоті аналоги, проте виглядають практично однаково. Цей прийом відкриває можливість покриття провідників різноманітними металами та полімерами. Сюди входить і пластик, надрукований на 3D-принтері, що дозволяє покращити як зовнішній вигляд деталі, так і її міцність та довговічність. На відміну від загальноприйнятої думки, гальваніка не зводиться до простого розпилення фарби або занурення компонентів у металевий розчин. Це хімічний процес, який використовує електрику, який можна виконати як у домашніх умовах чи лабораторії, і на виробничому підприємстві. У цій статті ви дізнаєтеся всю суть цього методу та його принцип роботи.
Зміст:
- Що таке гальваніка?
- Підготовка та заходи безпеки
- 3D-друк деталі
- Усунення несправностей при гальваніку
- Де можна купити нитку для 3D-друку?
Що таке гальваніка?
Простіше кажучи, гальваніка це коли поміщається 3D-надрукований об'єкт у розчин електроліту з металом, який хочете використовувати як покриття, і подається електрика, шматочки металу починають переміщатися через розчин та прилипають до 3D-проекту. Це досягається завдяки заряду, який змушує позитивні іони (катіони) розчинятися при окисленні і рухатися у напрямку струму, що призводить до утворення металевого шару деталі. Важливо, що у гальваніці використовуються мідь, нікель, золото і навіть срібло. Коли застосовується до пластикових матеріалів, ці елементи можуть значно покращити механічні властивості кінцевої деталі, хоча не на тому рівні, що і повністю металеві об'єкти, створені за допомогою 3D-принтера. Існує кілька методів гальванізації, включаючи спосіб у бочці, покриття на стійці та намотування на барабані. Кожен із цих технік має свої переваги та застосовується залежно від конкретних вимог виробництва. При цьому деталі поміщаються в розчин електроліту, що містить солі металу, сірчану кислоту і розчинники, щоб почати процес гальванізації.
Необхідно звертати увагу на безпеку при роботі з електролітом, оскільки він може бути корозійно активним і потребує відповідних запобіжних заходів. Важливо пам'ятати, що гальваніка – це процес балансування, при якому метал наноситься на деталь, і електричний струм і електроліт роз'їдають щойно нанесену поверхню. Успіх цього покриття залежить від багатьох факторів, включаючи час експозиції, геометрію деталі та інтенсивність струму.
Підготовка та заходи безпеки
Підготовка деталей, надрукованих на 3D-принтері, та їх гальваніка завжди повинні виконуватися з використанням захисних засобів – необхідний відповідний одяг, рукавички, окуляри та респіраторна маска. Розпилення і покриття також слід виконувати в приміщенні, що добре провітрюється, щоб уникнути вдихання шкідливих речовин. Як завжди, дотримуйтесь інструкцій по обігу та зберіганню використаних матеріалів. А поки що давайте розглянемо необхідні кроки перед обшивкою.
3D-друк деталі
Пластикові деталі, створені за допомогою 3D-друку, можуть бути успішно піддані гальванізації, щоб нанести на них металеве покриття. Для цього необхідно підготувати поверхню компонентів та забезпечити їх провідність. Такий процес дозволяє створювати вироби з естетичним зовнішнім виглядом та додатковими функціональними характеристиками, зберігаючи при цьому переваги 3D-друку із пластику.
Шліфування компонента
Однією з найпростіших вимог до гальваніки є гладка поверхня, що дозволяє досягти непоганих результатів завдяки крихкій плівці товщиною всього кілька сотень мікрон. Чим краще покриття, тим більше блискучим буде остаточний металевий покрив. Особливо для деталей, надрукованих методом FDM, це означає кілька циклів інтенсивного шліфування та розпилення наповнювача. Поліуретановий лак також допомагає заповнити прогалини у відбитку.
Очищення деталі
Чиста поверхня не тільки перед початком процедури гальваніки, а й між кожним етапом не менш важлива, ніж гладка поверхня. Пил і жир – смертельні вороги цього процесу, оскільки вони перешкоджають рівномірному прилипанню наповнювача, що проводить фарби та наступних металевих покриттів до деталі. Ретельно очистіть та знежиріть деталь перед поміщенням її у ванну та очистіть її дистильованою водою між етапами гальваніки.
Робимо компонент провідним
Спочатку поверхня пластикової деталі піддається спеціальної обробки, щоб забезпечити адгезію металевого покриття. Потім застосовується покрив, такий як мідь чи нікель. Далі деталь міститься в гальванічний розчин, де прикладена електрика викликає осадження металевого шару на поверхні компонента. Такий процес перетворює пластикову частину на провідний елемент, розширюючи її застосування в різних областях.
Занурення деталі
Налаштуйте електричний ланцюг, підключивши електроди до джерела живлення. Анод необхідно прикріпити до металу, що утворює покриття. Катод буде підключений до наявної деталі. Відріжте металевий дріт потрібної довжини і надайте їй таку форму, щоб у нього міг поміститися надрукований, загрунтований і очищений на 3D-принтері компонент. Деякі 3D-відбитки хочуть плавати, тому при необхідності тримайте їх дротом. Не забувайте періодично переміщати деталь під час нанесення покриття, інакше вона привариться до дроту. Заповніть скляний або пластиковий контейнер відповідним електролітом і переконайтеся, що компонент, що покривається, повністю занурений у нього.
Гальваніка компонента
Все налаштовано, і можна вмикати живлення. Необхідний струм залежить від товщини моделі, площі поверхні та обсягу резервуара. Існують онлайн-калькулятори, які допоможуть розрахувати потрібну напругу. Для досягнення найкращих результатів має сенс збільшувати потужність, оскільки шар, що наноситься, поступово стає товщі. Занадто великий струм призведе до нерівномірної поверхні з грубими та зернистими відкладеннями та більш швидкого руйнування електроліту, а слабкий – до недостатнього осадження металу, що призведе до утворення тонкого чи неоднорідного покриву.
Подальша обробка деталі
Потім гальванічну деталь можна додатково покрити іншими металами, наприклад, нікелем, золотом або паладієм. Це можна зробити або за допомогою подальшого електролізу, або з використанням методів, таких як нанесення щіткою. Деталь також можна очистити хімічно, щоб ще більше підвищити відбивну здатність плівки.
Усунення несправностей при гальваніку
Гальваніка – складний процес, що вимагає високого рівня старанності та досвіду для досягнення задовільних результатів. У цьому розділі коротко описані деякі з найпоширеніших дефектів, як вони виникають і що можна зробити, щоб їх уникнути.
Дефекти та проблеми у геометричній формі компонента
Процес гальванізації може іноді зіткнутися з неполадками та дефектами в геометричній формі компонента, що потребує їх усунення для досягнення бажаної якості покриття. Деякі з можливих проблем включають нерівномірне осадження металевого шару, поява плям або бульбашок на поверхні, а також утворення зламів або тріщин. Для усунення цих неполадок може бути потрібне регулювання параметрів процесу, таких як температура, концентрація розчину або час експозиції. Також важливо забезпечити правильну підготовку поверхні компонента перед гальванізацією та контролювати якість процедури на всіх її етапах, щоб мінімізувати можливі дефекти та забезпечити рівномірне та якісне покриття.
Погана адгезія
Погана адгезія в процесі гальванізації може виникати через різні причини, такі як недостатня підготовка поверхні компонента, нерівномірне нанесення покриття та наявність на ньому забруднень або оксидів, а також неправильний вибір процедурних параметрів. Це може призвести до відшарування або утворення бульбашок між металевим шаром та покроєм деталі, що знижує його якість та міцність. Для усунення цієї проблеми необхідно уважно контролювати кожен етап процесу гальванізації. Це включає здійснення більш ретельної попередньої обробки поверхні, вибору оптимальних умов осадження покриття, а також уникнення контакту із забрудненнями і забезпечення хорошого зчеплення між металевим шаром і деталлю.
Нерівномірна поверхня
Припустимо, готове покриття не просто матове, а й шорстке. У цьому випадку електроліт може зіпсуватися та забруднитися частинками, які осядуть на підкладці, залишаючи після себе нерівномірне покриття. Виправити це допоможе фільтрація. Надмірний струм також призводить до нерівномірності поверхні. Отже, зменшення струму часто вирішує проблему. Пухирці, що утворюються на підкладці, зазвичай є характерною ознакою. Однак, якщо струм занадто малий, покриття може бути занадто тонким або навіть неоднорідним та неповним. Пошук правильного балансу одна із найважливіших аспектів успіху гальванотехніки.
Тьмяне та каламутне покриття
Цей дефект може бути викликаний кількома факторами, включаючи неправильну підготовку покриву компонента перед процесом, недостатній час експозиції в гальванічному розчині, а також вибір параметрів процедури або неякісні хімічні реагенти. Насамперед важливо стежити за якістю води та розчинів, щоб уникнути забруднень, які можуть призвести до поганого зовнішнього вигляду покриття. Для усунення цієї проблеми необхідно ретельно очистити і підготувати поверхню компонента перед покриттям, забезпечити правильні умови експозиції в гальванічному розчині, а також використовувати хороші хімічні речовини.
Де можна купити нитку для 3D-друку?
Купуючи нитки для 3D-друку в магазині Артлайн, ви вибираєте якісні матеріали для творчості. У нас широкий вибір високоякісних філаментів та смол. Наші досвідчені фахівці завжди готові зв'язатися з вами та допомогти з вибором найбільш відповідного товару.
м. Київ, вул. Кирилівська, 104
- (080) 033-10-06
- (044) 338-10-06
- (066) 356-10-01
- (097) 356-10-01
- (063) 356-10-01