فرآیند کامل پوشش نقره ای برای قطعات پلاستیکی و فلزی: خط اسپری UV در مقابل ماشین پوشش خلاء

پوشش نقره ای تبدیل به یک پایان اصلی در صنایع از داخل خودرو و الکترونیک مصرفی به لوازم خانگی شده است، با ارزش برای درخشش فلزی، مقاومت در برابر خوردگی،و انعطاف پذیری زیباییدو تکنولوژی غالب ✓ اسپری UV و پوشش خلاء (PVD) ✓ نیازهای متمایز بستر پلاستیکی و فلزی را برآورده می کنند.در حالی که اسپری UV ارائه می دهد مقرون به صرفه و سازگاری با هندسه های پیچیده، پوشش خلاء باعث دوام برتر و فلزی واقعی می شودکیفیت احساسدر این مقاله به جزئیات کامل جریان کار هر دو فرآیند، از قبل از درمان (پولیش و تمیز کردن فوق صوت) به مراحل پوشش هسته،از جمله ترکیب رنگ نقره ای UV و انتخاب اهداف پوشش خلاء، با تمرکز بر سازگاری های خاص بستر برای قطعات پلاستیکی و فلزی.

قبل از درمان: پولیش و تمیز کردن با سونوگرافی

قبل از درمان برای اطمینان از چسبندگی، یکنواخت و طول عمر پوشش بسیار مهم است، زیرا نقص های سطحی، آلاینده ها (نفت، گرد و غبار، اکسید ها) یا بقایای باقیمانده می توانند باعث پوست شدن، حباب زدن،یا درخشش نامتناسبیاین فرآیند به دلیل تفاوت در سختی، مقاومت گرما و حفره پذیری سطح، بین بستر های پلاستیکی و فلزی کمی متفاوت است.

پولیش: تکنیک های خاص بستر

هدف پولیش کردن ایجاد یک سطح صاف و بدون نقص است که خواص بازتابی پوشش نقره را افزایش می دهد و نقص های قابل مشاهده را کاهش می دهد.

برای قطعات پلاستیکی

بستر های پلاستیکی (به عنوان مثال، ABS، PC، PMMA) نسبتا نرم هستند (Shore D 60-85) و مستعد خراش هستند، که نیاز به روش های پاکسازی ملایم دارند:

•انتخاب سنگ شکن: برای جلوگیری از تغییر شکل مواد، از کاغذ شن و ماسه های خرد (P1500-P2000) یا خمیر های پولیش الماس (1-3 μm) استفاده می شود.با استفاده از پارچه مایکروفیبر و ترکیب پولیش (که حاوی آلومینیوم یا سیلیس است) ، یک خشکی سطحی Ra ≤ 0 به دست می آید..05 μm

•تجهیزات: پاکسازی دستی یا پاک کننده های مدار با سرعت پایین (1000-1500 RPM) از گرم شدن بیش از حد جلوگیری می کند که می تواند قطعات ترموپلاستیک را منحرف کند.قطعات پلاستیکی بافت دار برای حفظ الگوی اولیه سطح، از پولیش کردن خشن اجتناب می کنند، فقط نیاز به تمیز کردن خفیف برای حذف عوامل تخلیه قالب دارد.

برای قطعات فلزی

زیربناهای فلزی (به عنوان مثال آلومینیوم، فولاد، آلیاژ روی) سخت تر (HV 100-300) هستند و پولیش دقیق تر را تحمل می کنند:

•دنباله ی خیس کننده: پولیش خام با کاغذ شن و ماسه آلومینیوم اکسید (P400-P800) ، نشانه های ماشینکاری را از بین می برد، پس از آن پولیش متوسط (P1000-P1200) و پولیش خوب (P1500-P2000) با خمیر اکسید سیریوم.برای پوشش آینه، یک پاک کننده چرخ پارچه ای (2000-3000 RPM) با خمیر اکسید کروم به Ra ≤ 0.02 μm می رسد.

•از آب پاشیدن: قبل از پولیش کردن، قطعات فلزی برای از بین بردن لبه های تیز، که می تواند باعث ایجاد پوشش یا ترک شود، از بین می روند.

تمیز کردن با سونوگرافی: پاکسازی چند مرحله ای

تمیز کردن اولتراسونیک از امواج صوتی با فرکانس بالا (40-80 کیلو هرتز) برای دفع آلاینده ها از میکرو پورها و سطوح پیچیده استفاده می کند و از روش های تمیز کردن سنتی برای قطعات پیچیده استفاده می کند.

یادداشت های کلیدی: فرکانس ماوراء صوت برای پلاستیک ها به 40 kHz (کاهش آسیب های حفاری) و فلزات 60 تا 80 kHz تنظیم شده است (از بین بردن آلاینده ها را افزایش می دهد).قطعات در سبد های شبکه ای با پوشش نرم قرار می گیرند تا در هنگام تمیز کردن از خراش جلوگیری شود.

خط اسپری UV: فرآیند پوشش نقره ای

اسپری UV یک پوشش UV رنگ نقره ای را از طریق اسپری الکتروستاتیک استفاده می کند که باعث می شود سرعت سرعت، انتشار کم VOC و سازگاری عالی رنگ باشد.این ایده آل برای قطعات پلاستیکی و قطعات فلزی با فرسایش کم است.

ترکیب رنگ نقره ای UV

ماده اصلی تعیین کننده پایان نقره و عملکرد رنگ UV-curable رنگ است که به شرح زیر است:

•سیستم رزین: اولیگومرهای آکریلات (آکریلات اورتان برای انعطاف پذیری، آکریلات اپوکسی برای سختی) و مونومرها (تریمیتیل پروپان تریاکریلات، TMPTA) ماتریس فیلم را تشکیل می دهند.الیگومرهای انعطاف پذیر (طول در زمان شکستن ≥ 50٪) از ترک شدن جلوگیری می کنندبرای فلزات، اولیگومرهای سفت (سختی ≥ 2H) مقاومت در برابر خراش را افزایش می دهند.

•رنگدانه نقره ای: پودر فلک آلومینیوم (پست نقره آلومینیوم) رنگ دهنده اصلی است، با اندازه ذرات 5-20 μm و درمان سطحی (عوامل اتصال سیلان) برای بهبود پراکندگی و مقاومت در برابر آب و هوا.بارگذاری رنگدانه (10 تا 15 درصد وزن) کنترل درخشش فلزی را کنترل می کند، بازتاب دهنده تر

•مواد افزودنی: شروع کننده های نور (۱-هیدروکسی سایکلوهکسیل فنیل کتون، HCPK) نور UV (365 nm) را جذب می کنند تا خشک شدن را آغاز کنند؛ عوامل جریان (پولیتر اصلاح شده پلی سیلوکسان) از پوست پرتقال جلوگیری می کنند.داروهای ضد زرد شدن (مستقیم کننده های UV بنزوتریازول) درخشش نقره را حفظ می کنند.

•محلول ها: داروهای رقیق کننده کم VOC (استات اتیل، استات ایزوبوتیل) برای اسپری شدن، با حداقل محلول باقیمانده (برای جلوگیری از حباب زدن) ، ویسکوزیت (15-20 s، DIN 4 mm cup) را تنظیم می کنند.

فرآیند اسپری و خشک کردن

1.استفاده از پرایمر (اختیاری): برای پلاستیک هایی که چسبندگی ضعیف دارند (به عنوان مثال PP) ، ابتدا یک پرایمر UV-curable (اکریلیک + پلیولفین کلر) با ضخامت فیلم خشک (DFT) 5-8 μm اسپری می شود.آن را با یک لامپ UV (80-100 mJ/cm2) برای 10-15 ثانیه پیش از خشک شدن.

2.رنگ نقره ای UV: تفنگ های اسپری الکترواستاتیک ( ولتاژ 60-80 کیلو ولت، فشار اسپری 0.3-0.5 MPa) رنگ نقره را در 1-2 لایه اعمال می کنند و DFT 15-25 μm را به دست می آورند. فاصله اسپری 20-30 سانتی متر است.با سرعت کانویر 1-2 m/min برای اطمینان از پوشش یکنواخت.

3.فلاش آف مرحله: قطعات در دمای اتاق برای 5 تا 10 دقیقه نگه داشته می شوند تا اجازه تبخیر محلول را دهد و تشکیل سوراخ های پین را در طول خشک کردن کاهش دهد.

4.درمان UV: یک لامپ جیوه ای (قدرت 80-120 W/cm) یا لامپ UV LED (365 nm) پوشش را با سرعت کانویر 3-5 m/min، با دوز انرژی کل 300-500 mJ/cm2 درمان می کند.تضمین پیوند متقابل کامل (محصول ژل ≥95%).

5.استفاده از پوشش بالا (اختیاری): یک پوشش UV شفاف (DFT 10-15 μm) برای کاربردهای با فرسایش بالا اعمال می شود.با یک عبور UV اضافی (200-300 mJ/cm2) برای افزایش مقاومت در برابر خراش (سختی پنسل ≥4H) و مقاومت شیمیایی.

ماشین پوشش خلاء: فرآیند پوشش نقره ای

پوشش خلاء (اسپوتینگ مغناطیس) یک فیلم فلزی نقره ای نازک را در یک محیط با خلاء بالا قرار می دهد، چسبندگی برتر، مقاومت در برابر لباس و فلزی واقعی را ارائه می دهدکیفیت احساسبرای قطعات فلزی با عملکرد بالا و اجزای پلاستیکی برتر ترجیح داده می شود.

انتخاب مواد مورد نظر برای پوشش نقره

هدف تعیین کننده خالصیت، دوام و هزینه رنگ نقره است. دو گزینه اصلی استفاده می شود:

•هدف آلومینیوم (Al): رایج ترین انتخاب (99.99٪ خلوص) ، ارائه یک درخشش نقره ای روشن شبیه به آلومینیوم پولیش شده است. آلومینیوم مقرون به صرفه است، شیمیایی پایدار،و یک لایه اکسید متراکم (Al2O3) را تشکیل می دهد که مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهدابعاد هدف با توجه به اندازه اتاق متفاوت است (معمولاً 300 × 100 × 5 میلی متر برای تجهیزات کوچک) ، با بهره اسپتر 1.2 اتم / یون.

•هدف نقره (Ag): برای تکمیل نقره خالص و بازتاب دهنده (به عنوان مثال، سطوح شبیه آینه) ، 99.99٪ اهداف نقره خالص استفاده می شود.نقره دارای بازتاب استثنایی است (≥95٪ برای نور مرئی) اما نرم تر (HV 60-80) و گران تر از آلومینیوم استاغلب برای کاربردهای پیشرفته (به عنوان مثال، الکترونیک لوکس، پوشش خودرو) با یک پوشش محافظ برای جلوگیری از نقش استفاده می شود.

فرآیند اسپتر کردن مغناطیس

1.بارگذاری و نصب: قطعات پیش پردازش شده بر روی وسایل چرخش (دوران سیاره ای، 5-10 RPM) نصب می شوند تا پوشش یکنواخت را تضمین کنند. قطعات پلاستیکی از وسایل گرما کم برای جلوگیری از آسیب حرارتی استفاده می کنند.

2.تخلیه خلاء: اتاق با استفاده از یک پمپ توربومولیکولی با فشار پایه 1 × 10-3 Pa تخلیه می شود و هوا و رطوبت ایجاد کننده نقص های فیلم (دوره های فلزی، اکسیداسیون) را از بین می برد.

3.تمیز کردن بمب گذاری یون: گاز آرگون (Ar) وارد می شود (فشار 1 × 10 -1 Pa) ، و یک انحراف منفی (-300 تا -500 V) به قطعات اعمال می شود.از بین بردن آلاینده های باقی مانده و فعال کردن بستر (افزایش چسبندگی)اين مرحله 5 تا 10 دقيقه طول مي کشه

4.اسپتر کردن و رسوبهدف با یک منبع برق ثابت (۲ تا ۵ کیلو وات) انرژی می گیرد و پلاسما ای ایجاد می کند که گاز آرگون را یونیزه می کند.اتم های فلزی (Al یا Ag) که روی قطعات چرخانده قرار می گیرندپارامترهای کلیدی:

◦فشار رسوب: 2×10−2 Pa (سرعت جریان آرگون 20-30 cm2).

◦دمای رسوب: 80 تا 120 درجه برای پلاستیک، 150 تا 200 درجه برای فلزات.

◦ضخامت فیلم: 50-200 nm (کنترل های نقره ای درخشش √ فیلم ضخیم تر بیشتر بازتاب دهنده هستند).

1.درمان پس از سپرده گذاری: پس از رسوب، اتاق با نیتروژن پاک می شود و قطعات به دمای اتاق (20-30 دقیقه) خنک می شوند. یک لایه محافظ نازک (SiO2 یا Al2O3,20-50 نانومتر) اغلب برای افزایش مقاومت در برابر فرسایش و جلوگیری از لکه بندی (بسیار مهم برای اهداف نقره) اسپتر می شود..

بازرسی پس از پوشش و کنترل کیفیت

هر دو فرآیند نیاز به آزمایش دقیق برای اطمینان از انطباق عملکرد دارند:

•آزمایش چسبندگی: آزمایش قطع متقابل (ASTM D3359) با رتبه 100/100 (بدون پوست کردن) برای فلزات؛ آزمایش نوار (3M 610) برای پلاستیک (بدون حذف پوشش).

•بازرسی زیبایی: ارزیابی بصری بر اساس چک نورپردازی استاندارد D65 برای عدم مساوات، سوراخ های پین یا انحراف رنگ (ΔE ≤ 1.0 برای رنگ نقره ای).

•خواص فیزیکی: سختی مداد (≥2H برای اسپری UV، ≥3H برای پوشش خلاء) ، مقاومت در برابر سایش (≥500 چرخه با بار 500g، ASTM D4060) و مقاومت در برابر خوردگی (بررسی اسپری نمک 48 ساعته،ASTM B117 (بدون زنگ و تغییر رنگ).

•ضخامت فیلم: اندازه گیری ضخامت دیجیتال (دقیقیت 1μm برای پوشش UV، 1nm برای پوشش خلاء) مطابقت DFT را تأیید می کند.

مقایسه فرآیندها و سناریوهای کاربرد

کاربردهای معمول

•اسپری UV: پلاستیک های داخلی خودرو (دستگاه های داشبورد، دستگیره های درب) ، غلاف های الکترونیک مصرفی (پوش های تلفن) ، اسباب بازی ها و لوازم خانگی.

•پوشش خلاء: قطعات فلزی خارجی خودرو (طاقم چرخ، ریل) ، الکترونیک برتر (چوکات لپ تاپ) ، دستگاه های پزشکی و لوازم فلزی تزئینی.