Vollständiger Prozess der Silberbeschichtung für Kunststoff- und Metallteile: UV-Sprühlinie vs. Vakuumbeschichtungsanlage

Silberbeschichtung ist in Branchen wie Automobil-Innenräumen und Unterhaltungselektronik bis hin zu Haushaltsgeräten zu einem Grundnahrungsmittel geworden, das wegen seines schlanken Metallglänzes, seiner Korrosionsbeständigkeit,und ästhetische VielseitigkeitZwei vorherrschende Technologien, die UV-Spraying und Vakuumbeschichtung (Physical Vapor Deposition, PVD) sind für die unterschiedlichen Anforderungen an Kunststoff- und Metallsubstrate geeignet.Während die UV-Spritzung kostengünstig und anpassungsfähig für komplexe Geometrien ist, bietet sie, Vakuumbeschichtung bietet eine überlegene Haltbarkeit und authentische Metall质感Dieser Artikel beschreibt den vollständigen Arbeitsablauf beider Prozesse, von der Vorbehandlung (Polieren und Ultraschallreinigung) bis hin zu den Schritten der Kernbeschichtung.einschließlich der Zusammensetzung der silbernen UV-Farbe und der Auswahl der Vakuumbeschichtungsziele, mit Schwerpunkt auf substratspezifischen Anpassungen für Kunststoff- und Metallteile.

Vorbehandlung: Polieren und Ultraschallreinigung

Die Vorbehandlung ist entscheidend, um die Haftung, Gleichmäßigkeit und Langlebigkeit der Beschichtung zu gewährleisten, da Oberflächenunvollkommenheiten, Verunreinigungen (Öl, Staub, Oxide) oder Restschmutz zu Schälen, Bubbeln,oder ungleichmäßiger GlanzDer Prozess variiert geringfügig zwischen Kunststoff- und Metallsubstraten aufgrund von Unterschieden in Härte, Hitzebeständigkeit und Oberflächenporosität.

Polieren: substratspezifische Techniken

Das Ziel des Polierens ist es, eine glatte, defektfreie Oberfläche zu schaffen, die die reflektierenden Eigenschaften der Silberbeschichtung verbessert und sichtbare Mängel reduziert.

für Kunststoffteile

Kunststoffsubstrate (z. B. ABS, PC, PMMA) sind relativ weich (Shore D 60-85) und kratzfähig und erfordern eine sanfte Poliermethode:

•Auswahl von Abrasiven: Feinstaub-Sandpapiere (P1500-P2000) oder Diamantpolierpaste (1-3 μm) werden verwendet, um Materialdeformation zu vermeiden.eine endgültige Schleifung mit einem Mikrofaserstoff und einer Polierverbindung (mit Aluminiumoxid oder Kieselsäure) erreicht eine Oberflächenrauheit von Ra ≤ 00,05 μm.

•Ausrüstung: Das manuelle Polieren oder die niedriggeschwindigkeitsbereiten Orbitalpolierer (1000-1500 Umdrehungen pro Minute) verhindern eine Überhitzung, die thermoplastische Teile verzerren kann.Texturisierte Kunststoffteile überspringen eine aggressive Polierung, um das ursprüngliche Oberflächenmuster zu bewahren, die nur eine leichte Reinigung zur Entfernung von Schimmel befreienden Mitteln erfordern.

Für Metallteile

Metallsubstrate (z. B. Aluminium, Stahl, Zinklegierung) sind härter (HV 100-300) und tolerieren eine strengere Polierung:

•Abrasivsequenz: Das Rohpolieren mit Aluminium-Oxid-Sandpapier (P400-P800) entfernt Bearbeitungsspuren, gefolgt von mittlerem Polieren (P1000-P1200) und feinem Polieren (P1500-P2000) mit Cerium-Oxid-Pesten.für Spiegelveredelungen, ein Stoffradpolier (2000-3000 RPM) mit Chromoxidpaste erreicht Ra ≤ 0,02 μm.

•Abschleppen: Vor dem Polieren werden die Metallteile entkrustet, um scharfe Kanten zu entfernen, die zu Beschichtungsaufbau oder Rissbildung führen können.

Ultraschallreinigung: Mehrstufige Dekontamination

Bei der Ultraschallreinigung werden mit hochfrequenten Schallwellen (40-80 kHz) Verunreinigungen aus Mikroporen und komplizierten Oberflächen entfernt, was den traditionellen Reinigungsmethoden für komplexe Teile übertrifft.

Wichtige Anmerkungen: Die Ultraschallfrequenz ist auf 40 kHz für Kunststoffe (reduziert Kavitationsschäden) und 60-80 kHz für Metalle (erhöht die Kontaminationsentfernung) eingestellt.Teile werden in Maschenkörbe mit weichen Auskleidungen gelegt, um Kratzer bei der Reinigung zu vermeiden.

UV-Sprühlinie: Silberbeschichtungsprozess

Bei UV-Spraying wird durch elektrostatisches Sprühen eine silberfarbene UV-heilenbare Beschichtung aufgetragen, die eine schnelle Heilung, geringe VOC-Emissionen und eine hervorragende Farbkonsistenz bietet.Es ist ideal für Kunststoffteile und leicht verschleißbare Metallkomponenten.

Zusammensetzung der UV-Farbe aus Silber

Das Kernmaterial, das die Silberveredelung und -leistung bestimmt, ist die UV-härtende Farbe, die wie folgt formuliert ist:

•Harzsystem: Akrylat-Oligomere (Urethanakrylat für Flexibilität, Epoxyakrylat für Härte) und Monomere (Trimethylolpropan-Triacrylat, TMPTA) bilden die Filmmatrix.Flexible Oligomere (Verlängerung beim Bruch ≥ 50%) verhindern RissbildungFür Metalle erhöhen starre Oligomere (Härte ≥ 2H) die Kratzfestigkeit.

•Silberpigment: Aluminiumflockenpulver (Aluminiumsilberpaste) ist das primäre Farbstoff mit Partikelgröße 5-20 μm und Oberflächenbehandlung (Silankopplungsmittel) zur Verbesserung der Dispersion und Wetterfestigkeit.Die Pigmentbelastung (10-15% Gewicht) kontrolliert den Metallglanz, mehr reflektierende Oberfläche.

•Zusätze: Photoinitiatoren (1-Hydroxycyclohexylphenylketon, HCPK) absorbieren UV-Licht (365 nm), um die Härtung auszulösen; Durchflussmittel (polyethermodifiziertes Polysiloxan) verhindern die Orangenschale;Gelblichmachungsmittel (Benzotriazol-UV-Absorber) erhalten den Silberglanz.

•Lösungsmittel: VOC-arme Verdünnungsmittel (Ethylacetat, Isobutylacetat) passen die Viskosität (15-20 s, DIN 4 mm Becher) für die Sprühbarkeit mit minimalem Restlösungsmittel (um Blasenbildung zu vermeiden) an.

Sprühen und Aushärten

1.Anbringung von Grundstoffen (optional): Für Kunststoffe mit schlechter Haftung (z. B. PP) wird zuerst ein UV-gehärteter Primer (Acryl + chloriertes Polyolefin) mit einer Trockenfolie (DFT) von 5-8 μm gesprüht.Es wird mit einer UV-Lampe (80-100 mJ/cm2) für 10-15 Sekunden vorgehärtet.

2.Silber UV Farbe Sprühen: Elektrostatische Sprühpistolen (Spannung 60-80 kV, Sprühdruck 0,3-0,5 MPa) geben die Silberfarbe in 1-2 Schichten auf und erzielen eine DFT von 15-25 μm.mit einer Fördergeschwindigkeit von 1-2 m/min, um eine gleichmäßige Abdeckung zu gewährleisten.

3.Flash-Off-Bühne: Die Teile werden 5-10 Minuten bei Raumtemperatur gehalten, um die Verdunstung des Lösungsmittels zu ermöglichen und die Bildung von Nadellöchern während der Härtung zu verringern.

4.UV-Härtung: Eine Quecksilberlampe (Leistung 80-120 W/cm) oder eine LED-UV-Lampe (365 nm) trocknet die Beschichtung mit einer Fördergeschwindigkeit von 3-5 m/min mit einer Gesamtenergie-Dosis von 300-500 mJ/cm2.Sicherstellung einer vollständigen Querverbindung (Gelgehalt ≥ 95%).

5.Anwendungsbereich der Oberbeschichtung (optional): Für stark verschleißfähige Anwendungen wird eine klare UV-Oberbeschichtung (DFT 10-15 μm) aufgetragen.mit einem zusätzlichen UV-Pass (200-300 mJ/cm2) gehärtet, um die Kratzfestigkeit (Härte von ≥ 4H) und die chemische Beständigkeit zu erhöhen.

Vakuumbeschichtungsmaschine: Silberbeschichtungsverfahren

Vakuumbeschichtung (Magnetron-Sputtering) legt eine dünne silberne Metallfolie in einer Vakuumum-Umgebung ab, was eine überlegene Haftung, Verschleißbeständigkeit und authentische metallische质感Es wird für Hochleistungsmetallteile und hochwertige Kunststoffkomponenten bevorzugt.

Auswahl des Zielmaterials für die Silberbeschichtung

Das Ziel bestimmt die Reinheit, Haltbarkeit und Kosten der Silberfinish.

•Aluminium (Al) Ziel: Die gängigste Wahl (99,99% Reinheit) bietet einen leuchtenden silbernen Glanz, ähnlich wie poliertes Aluminium.und bildet eine dichte Oxidschicht (Al2O3), die die Korrosionsbeständigkeit erhöhtDie Zieldimensionen variieren je nach Kammergröße (typischerweise 300×100×5 mm für kleinere Geräte) mit einer Sputterleistung von 1,2 Atomen/Ion.

•Ziel für Silber (Ag): Für eine reine, reflektierende Silberfinish (z. B. spiegelähnliche Oberflächen) werden 99,99% reine Silberziele verwendet.Silber hat eine außergewöhnliche Reflexionsfähigkeit (≥95% für sichtbares Licht), ist aber weicher (HV 60-80) und teurer als AluminiumEs wird häufig für High-End-Anwendungen (z.B. Luxus-Elektronik, Automobil-Ausstattung) mit einer schützenden Oberbeschichtung verwendet, um Verschmutzung zu verhindern.

Magnetron-Sputterungsprozess

1.Beförderung und Befestigung: Vorbehandelte Teile werden auf rotierenden Befestigungen montiert (planetare Rotation, 5-10 RPM), um eine gleichmäßige Beschichtung zu gewährleisten.

2.Vakuumausfuhr: Die Kammer wird mit einer Turbomolekülpumpe auf einen Grunddruck von 1 × 10−3 Pa evakuiert, wodurch Luft und Feuchtigkeit, die Filmfehler verursachen (Spitzenlöcher, Oxidation), entfernt werden.

3.Reinigung durch Ionenbombardierung: Argon (Ar) Gas wird eingeführt (Druck 1×10−1 Pa) und eine negative Verzerrung (-300 bis -500 V) auf die Teile angewendet.Entfernung von Restkontaminanten und Aktivierung des Substrats (erhöht die Haftung)Dieser Schritt dauert 5-10 Minuten.

4.Sputtering und AblagerungDas Ziel wird mit einer Gleichstromversorgung (2-5 kW) angetrieben, die ein Plasma erzeugt, das Argongas ionisiert.mit einer Breite von mehr als 20 mm,Schlüsselparameter:

◦Absetzdruck: 2 × 10−2 Pa (Argondurchfluss 20-30 cm3).

◦Temperatur der Ablagerung: 80-120°C für Kunststoffe, 150-200°C für Metalle.

◦Filmdicke: 50 - 200 nm (Kontrollen Silberglänzende – dickere Filme sind reflektierender).

1.Behandlung nach der Ablegung: Nach der Ablagerung wird die Kammer mit Stickstoff gereinigt und die Teile auf Raumtemperatur (20-30 Minuten) abgekühlt.20-50 nm) wird häufig gesprüht, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen und Verschmutzung zu verhindern (kritisch für Silberziele).

Inspektion und Qualitätskontrolle nach der Beschichtung

Beide Verfahren erfordern eine strenge Prüfung, um die Leistungskonformität zu gewährleisten:

•Einhafte Prüfung: Querschnittsprüfung (ASTM D3359) bei Metallen mit 100/100 (ohne Schälen); Bandprüfung (3M 610) bei Kunststoffen (ohne Abbau der Beschichtung).

•Ästhetische Prüfung: Visuelle Beurteilung nach D65-Standardbeleuchtungskontrollen auf Ungleichheiten, Nadellöcher oder Farbweichungen (ΔE ≤ 1,0 für Silberton).

•Körperliche Eigenschaften: Bleistifthärte (≥ 2H bei UV-Spritzungen, ≥ 3H bei Vakuumbeschichtung), Abriebfestigkeit (≥ 500 Zyklen bei 500 g Belastung, ASTM D4060) und Korrosionsbeständigkeit (Salzspritzprüfung von 48 Stunden,ASTM B117 (keine Rost oder Verfärbung).

•Filmdicke: Ein digitales Dickenmessgerät (Genauigkeit 1 μm bei UV-Beschichtung, 1 nm bei Vakuumbeschichtung) überprüft die DFT-Konformität.

Prozessvergleich und Anwendungsszenarien

Typische Anwendungen

•UV-Sprühen: Kunststoffe für den Innenraum von Fahrzeugen (Armaturenbrettverkleidungen, Türgriffe), Gehäuse für Unterhaltungselektronik (Telefon-Tasten), Spielzeug und Haushaltsgeräte.

•Vakuumbeschichtung: Metallteile für den Außenbereich von Fahrzeugen (Radfelgen, Gitter), hochwertige Elektronik (Laptoprahmen), medizinische Geräte und dekorative Metallvorrichtungen.