Processo Completo de Revestimento Prateado para Peças Plásticas e Metálicas: Linha de Pulverização UV vs. Máquina de Revestimento a Vácuo

O revestimento prateado tornou-se um acabamento essencial em indústrias que vão desde interiores automotivos e eletrônicos de consumo até eletrodomésticos, valorizado por seu brilho metálico elegante, resistência à corrosão e versatilidade estética. Duas tecnologias dominantes—pulverização UV e revestimento a vácuo (Deposição Física de Vapor, PVD)—atendem aos requisitos distintos de substratos plásticos e metálicos. Enquanto a pulverização UV oferece custo-benefício e adaptabilidade a geometrias complexas, o revestimento a vácuo oferece durabilidade superior e Metálica metálica autêntica. Este artigo detalha o fluxo de trabalho completo de ambos os processos, desde o pré-tratamento (polimento e limpeza ultrassônica) até as principais etapas de revestimento, incluindo a composição da tinta UV prateada e a seleção de alvos de revestimento a vácuo, com foco em adaptações específicas do substrato para peças plásticas e metálicas.

Pré-Tratamento: Polimento e Limpeza Ultrassônica

O pré-tratamento é fundamental para garantir a adesão, uniformidade e longevidade do revestimento, pois imperfeições na superfície, contaminantes (óleo, poeira, óxidos) ou resíduos podem causar descamação, bolhas ou brilho irregular. O processo varia ligeiramente entre substratos plásticos e metálicos devido às diferenças de dureza, resistência ao calor e porosidade da superfície.

Polimento: Técnicas Específicas do Substrato

O polimento visa criar uma superfície lisa e sem defeitos que melhore as propriedades reflexivas do revestimento prateado e reduza as falhas visíveis.

Para Peças Plásticas

Os substratos plásticos (por exemplo, ABS, PC, PMMA) são relativamente macios (Shore D 60-85) e propensos a arranhões, exigindo métodos de polimento suaves:

• Seleção de Abrasivos: Lixas de granulação fina (P1500-P2000) ou pastas de polimento de diamante (1-3 μm) são usadas para evitar a deformação do material. Para requisitos de alto brilho, um polimento final com um pano de microfibra e composto de polimento (contendo alumina ou sílica) atinge uma rugosidade superficial de Ra ≤ 0,05 μm.

• Equipamento: Polidoras orbitais manuais ou de baixa velocidade (1000-1500 RPM) evitam o superaquecimento, que pode deformar peças termoplásticas. Peças plásticas texturizadas evitam o polimento agressivo para preservar o padrão original da superfície, exigindo apenas uma limpeza suave para remover agentes desmoldantes.

Para Peças Metálicas

Os substratos metálicos (por exemplo, alumínio, aço, liga de zinco) são mais duros (HV 100-300) e toleram um polimento mais rigoroso:

• Sequência de Abrasivos: O polimento bruto com lixa de óxido de alumínio (P400-P800) remove marcas de usinagem, seguido por polimento médio (P1000-P1200) e polimento fino (P1500-P2000) com pastas de óxido de cério. Para acabamentos espelhados, uma politriz de roda de pano (2000-3000 RPM) com pasta de óxido de cromo atinge Ra ≤ 0,02 μm.

• Rebarbação: Antes do polimento, as peças metálicas passam por rebarbação para remover bordas afiadas, que podem causar acúmulo ou rachaduras no revestimento.

Limpeza Ultrassônica: Descontaminação Multi-Estágio

A limpeza ultrassônica usa ondas sonoras de alta frequência (40-80 kHz) para remover contaminantes de micro-poros e superfícies intrincadas, superando os métodos de limpeza tradicionais para peças de formato complexo.

Observações importantes: A frequência ultrassônica é definida para 40 kHz para plásticos (reduz danos por cavitação) e 60-80 kHz para metais (melhora a remoção de contaminantes). As peças são colocadas em cestos de malha com revestimentos macios para evitar arranhões durante a limpeza.

Linha de Pulverização UV: Processo de Revestimento Prateado

A pulverização UV aplica um revestimento curável por UV de cor prateada por meio de pulverização eletrostática, oferecendo cura rápida, baixas emissões de VOC e excelente consistência de cor. É ideal para peças plásticas e componentes metálicos de baixo desgaste.

Composição da Tinta UV Prateada

O material principal que determina o acabamento e o desempenho prateado é a tinta curável por UV, formulada da seguinte forma:

• Sistema de Resina: Oligômeros de acrilato (acrilato de uretano para flexibilidade, acrilato epóxi para dureza) e monômeros (trimetilolpropano triacrilato, TMPTA) formam a matriz do filme. Para plásticos, oligômeros flexíveis (alongamento na ruptura ≥ 50%) evitam rachaduras; para metais, oligômeros rígidos (dureza ≥ 2H) melhoram a resistência a arranhões.

• Pigmento Prateado: Pó de flocos de alumínio (pasta prateada de alumínio) é o corante primário, com tamanho de partícula de 5-20 μm e tratamento de superfície (agente de acoplamento de silano) para melhorar a dispersão e a resistência às intempéries. A carga de pigmento (10-15% em peso) controla o brilho metálico—uma carga mais alta cria um acabamento mais brilhante e reflexivo.

• Aditivos: Fotoiniciadores (1-hidroxiciclohexil fenil cetona, HCPK) absorvem a luz UV (365 nm) para desencadear a cura; agentes de fluxo (polissiloxano modificado com poliéter) evitam casca de laranja; agentes anti-amarelamento (absorvedores de UV benzotriazol) preservam o brilho prateado.

• Solventes: Diluentes de baixo VOC (acetato de etila, acetato de isobutila) ajustam a viscosidade (15-20 s, copo DIN 4 mm) para pulverização, com solvente residual mínimo ( para evitar bolhas.

Processo de Pulverização e Cura

1. Aplicação de Primer (Opcional): Para plásticos com má adesão (por exemplo, PP), um primer curável por UV (acrílico + poliolefina clorada) é pulverizado primeiro, com uma espessura de filme seco (DFT) de 5-8 μm. É pré-curado com uma lâmpada UV (80-100 mJ/cm²) por 10-15 segundos.

2. Pulverização de Tinta UV Prateada: Pistolas de pulverização eletrostática (tensão 60-80 kV, pressão de pulverização 0,3-0,5 MPa) aplicam a tinta prateada em 1-2 camadas, atingindo um DFT de 15-25 μm. A distância de pulverização é de 20-30 cm, com uma velocidade de esteira de 1-2 m/min para garantir uma cobertura uniforme.

3. Estágio de Evaporação: As peças são mantidas à temperatura ambiente por 5-10 minutos para permitir a evaporação do solvente, reduzindo a formação de furos durante a cura.

4. Cura UV: Uma lâmpada de mercúrio (potência 80-120 W/cm) ou lâmpada UV LED (365 nm) cura o revestimento a uma velocidade de esteira de 3-5 m/min, com uma dose de energia total de 300-500 mJ/cm². O tempo de cura é de 1-3 segundos, garantindo a reticulação total (teor de gel ≥ 95%).

5. Aplicação de Topcoat (Opcional): Um topcoat UV transparente (DFT 10-15 μm) é aplicado para aplicações de alto desgaste, curado com uma passagem UV adicional (200-300 mJ/cm²) para melhorar a resistência a arranhões (dureza de lápis ≥4H) e resistência química.

Máquina de Revestimento a Vácuo: Processo de Revestimento Prateado

O revestimento a vácuo (espalhamento por magnetron) deposita um filme metálico prateado fino em um ambiente de alto vácuo, oferecendo adesão superior, resistência ao desgaste e Metálica metálica autêntica. É preferível para peças metálicas de alto desempenho e componentes plásticos premium.

Seleção de Material Alvo para Revestimento Prateado

O alvo determina a pureza, durabilidade e custo do acabamento prateado. Duas opções principais são usadas:

• Alvo de Alumínio (Al): A escolha mais comum (pureza de 99,99%), oferecendo um brilho prateado brilhante semelhante ao alumínio polido. O alumínio é econômico, quimicamente estável e forma uma camada de óxido densa (Al₂O₃) que melhora a resistência à corrosão. As dimensões do alvo variam de acordo com o tamanho da câmara (normalmente 300×100×5 mm para equipamentos de pequena escala), com um rendimento de espalhamento de 1,2 átomos/íon.

• Alvo de Prata (Ag): Para um acabamento prateado puro e reflexivo (por exemplo, superfícies semelhantes a espelhos), são usados alvos de prata pura de 99,99%. A prata tem refletividade excepcional (≥95% para luz visível), mas é mais macia (HV 60-80) e mais cara do que o alumínio. É frequentemente usada para aplicações de ponta (por exemplo, eletrônicos de luxo, acabamento automotivo) com um topcoat protetor para evitar o embaciamento.

Processo de Espalhamento por Magnetron

1. Carregamento e Fixação: As peças pré-tratadas são montadas em dispositivos rotativos (rotação planetária, 5-10 RPM) para garantir um revestimento uniforme. As peças plásticas usam dispositivos de baixa temperatura para evitar danos térmicos.

2. Evacuação a Vácuo: A câmara é evacuada a uma pressão base de 1×10⁻³ Pa usando uma bomba turbomolecular, removendo ar e umidade que causam defeitos no filme (furos, oxidação).

3. Limpeza por Bombardeio Iônico: Gás argônio (Ar) é introduzido (pressão 1×10⁻¹ Pa), e uma polarização negativa (-300 a -500 V) é aplicada às peças. Íons argônio bombardeiam a superfície, removendo contaminantes residuais e ativando o substrato (melhora a adesão). Esta etapa dura 5-10 minutos.

4. Espalhamento e Deposição: O alvo é energizado com uma fonte de alimentação CC (2-5 kW), criando um plasma que ioniza o gás argônio. Íons argônio bombardeiam o alvo, ejetando átomos de metal (Al ou Ag) que se depositam nas peças rotativas. Parâmetros principais:

◦ Pressão de Deposição: 2×10⁻² Pa (vazão de argônio 20-30 sccm).

◦ Temperatura de Deposição: 80-120°C para plásticos, 150-200°C para metais.

◦ Espessura do Filme: 50-200 nm (controla o brilho prateado—filmes mais espessos são mais reflexivos).

1. Tratamento Pós-Deposição: Após a deposição, a câmara é purgada com nitrogênio e as peças são resfriadas à temperatura ambiente (20-30 minutos). Uma fina camada protetora (SiO₂ ou Al₂O₃, 20-50 nm) é frequentemente espalhada para melhorar a resistência ao desgaste e evitar o embaciamento (crítico para alvos de prata).

Inspeção Pós-Revestimento e Controle de Qualidade

Ambos os processos exigem testes rigorosos para garantir a conformidade do desempenho:

• Teste de Adesão: Teste de corte cruzado (ASTM D3359) com classificação 100/100 (sem descamação) para metais; teste de fita (3M 610) para plásticos (sem remoção do revestimento).

• Inspeção Estética: Avaliação visual sob iluminação padrão D65 verifica irregularidades, furos ou desvio de cor (ΔE ≤ 1,0 para tom prateado).

• Propriedades Físicas: Dureza do lápis (≥2H para pulverização UV, ≥3H para revestimento a vácuo), resistência à abrasão (≥500 ciclos com carga de 500g, ASTM D4060) e resistência à corrosão (teste de névoa salina de 48 horas, ASTM B117—sem ferrugem ou descoloração).

• Espessura do Filme: Medidor de espessura digital (precisão de 1 μm para revestimento UV, 1 nm para revestimento a vácuo) verifica a conformidade com DFT.

Comparação de Processos e Cenários de Aplicação

Aplicações Típicas

• Pulverização UV: Plásticos de interiores automotivos (acabamentos de painel, maçanetas), revestimentos de eletrônicos de consumo (capas traseiras de telefones), brinquedos e eletrodomésticos.

• Revestimento a Vácuo: Peças metálicas externas automotivas (aros de rodas, grades), eletrônicos premium (estruturas de laptops), dispositivos médicos e acessórios metálicos decorativos.