Распространённые методы обработки поверхности различных материалов

Вакуумное напыление, электрохимическая полировка, тампопечать, цинкование, гальваническое покрытие, водная декаль, шелкография, анодирование, металлическая шлифовка, внутренняя декоративная отделка и др.

1. Вакуумное напыление

Вакуумное напыление — это физический процесс осаждения. В вакууме вводится аргон, который ударяет по мишени, разделяя её на молекулы, которые осаждаются на проводящем изделии, образуя ровный и гладкий слой, имитирующий металлическую поверхность.

Подходящие материалы: (1) Многие материалы могут подвергаться вакуумному напылению, включая металлы, мягкие и твердые пластики, композиты, керамику и стекло. Наиболее часто для обработки поверхности используется алюминий, затем серебро и медь. (2) Натуральные материалы не подходят для вакуумного напыления, так как содержащаяся в них влага влияет на вакуумную среду.

Стоимость процесса: В процессе вакуумного напыления требуется распыление, загрузка, выгрузка и повторное распыление, поэтому затраты на рабочую силу достаточно высоки, но зависят от сложности и количества изделий.

Влияние на окружающую среду: Вакуумное напыление оказывает минимальное загрязнение окружающей среды, аналогично воздействию распыления.

2. Электрохимическая полировка

Электрополировка — это электрохимический процесс, при котором атомы изделия, погружённого в электролит, превращаются в ионы и удаляются с поверхности под действием тока, что позволяет удалить мелкие заусенцы и повысить блеск поверхности.

Подходящие материалы: (1) Большинство металлов можно подвергать электрополировке, особенно часто применяется для полировки нержавеющей стали (особенно аустенитной нержавеющей стали). (2) Разные материалы нельзя полировать одновременно, даже нельзя помещать их в один электролит.

Стоимость процесса: Процесс электрополировки в основном автоматизирован, поэтому затраты на рабочую силу низкие.

Влияние на окружающую среду: Для электрополировки используются менее опасные химические вещества, процесс требует небольшого количества воды и прост в эксплуатации, кроме того, он продлевает свойства нержавеющей стали, замедляя её коррозию.

3. Тампопечать

Позволяет наносить текст, графику и изображения на поверхности сложной формы и неровные объекты, становясь важным видом специальной печати.

Подходящие материалы: Почти все материалы можно использовать для тампопечати, кроме тех, что мягче силиконового коврика, например, PTFE и подобные.

Стоимость процесса: Низкая стоимость форм и низкие затраты на рабочую силу.

Влияние на окружающую среду: Поскольку этот процесс ограничен растворимыми чернилами (содержащими вредные химические вещества), он оказывает значительное воздействие на окружающую среду.

4. Цинкование

Технология нанесения слоя цинка на поверхность стальных сплавов для улучшения внешнего вида и защиты от ржавчины. Цинковый слой является электрохимической защитой, предотвращающей коррозию металла. Основные методы — горячее цинкование и гальваническое цинкование.

Подходящие материалы:

Поскольку цинкование основано на металлургическом соединении, оно подходит только для обработки поверхности стали и железа.

Стоимость процесса: Отсутствие затрат на формы, короткий цикл/средние затраты на рабочую силу, так как качество поверхности изделия во многом зависит от ручной подготовки перед цинкованием.

Влияние на окружающую среду: Цинкование увеличивает срок службы стальных изделий на 40-100 лет, эффективно предотвращая ржавчину и коррозию, что положительно влияет на охрану окружающей среды. Кроме того, изделия после окончания срока службы можно повторно отправлять в ванну для цинкования, что позволяет многократно использовать жидкий цинк без образования химических или физических отходов.

5. Гальваническое покрытие

Процесс нанесения металлической пленки на поверхность деталей с помощью электролиза, что предотвращает окисление металла, повышает износостойкость, электропроводность, отражательную способность, коррозионную стойкость и улучшает внешний вид. Многие монеты имеют гальваническое покрытие.

Подходящие материалы: (1) Большинство металлов можно гальванизировать, но разные металлы имеют разный уровень чистоты и эффективность покрытия. Наиболее распространённые: олово, хром, никель, серебро, золото и родий. (2) Наиболее часто гальванизируемый пластик — ABS. (3) Никель нельзя использовать для гальваники изделий, контактирующих с кожей, так как он раздражает кожу и токсичен.

Стоимость процесса: Отсутствие затрат на формы, но требуется фиксация деталей с помощью приспособлений/время зависит от температуры и типа металла/затраты на рабочую силу (средние — высокие), зависят от типа гальванического покрытия, например, для серебра и ювелирных изделий требуется высококвалифицированный персонал из-за высоких требований к внешнему виду и долговечности.

Влияние на окружающую среду: В процессе гальваники используется много токсичных веществ, поэтому необходима профессиональная система отвода и очистки для минимизации воздействия на окружающую среду.

6. Водная декаль

Метод переноса цветного рисунка с декальной бумаги на трёхмерную поверхность изделия с помощью водного давления. С ростом требований к упаковке и декорированию изделий применение водной декали становится всё шире.

Подходящие материалы: Все твёрдые материалы подходят для водной декали, материалы, пригодные для покраски, также подходят для этого метода. Наиболее распространены изделия из литьевого пластика и металла.

Стоимость процесса: Отсутствие затрат на формы, но требуется использование приспособлений для одновременной обработки нескольких изделий; время цикла обычно не превышает 10 минут.

Влияние на окружающую среду: По сравнению с покраской, водная декаль более полно использует печатные краски, снижая вероятность утечек и потерь материалов.

7. Шелкография

Печать с помощью ракеля, который проталкивает краску через сетку на поверхность изделия, создавая изображение, идентичное оригиналу. Оборудование для шелкографии простое, удобное в эксплуатации, печать и изготовление трафаретов просты и недороги, а метод универсален. Распространённые изделия: цветные картины, плакаты, визитки, обложки, товарные знаки и текстиль с печатью.

Подходящие материалы: Почти все материалы можно использовать для трафаретной печати, включая бумагу, пластик, металл, керамику и стекло.

Стоимость процесса: Стоимость изготовления форм низкая, но зависит от количества цветов, так как для каждого цвета требуется отдельная форма. Затраты на рабочую силу высоки, особенно при многоцветной печати.

Влияние на окружающую среду: Светлые трафаретные краски оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, однако краски, содержащие ПВХ и формальдегид, содержат вредные химические вещества, которые необходимо своевременно собирать и утилизировать, чтобы предотвратить загрязнение водных ресурсов.

8. Анодирование

Основное — анодирование алюминия, которое использует электрохимический принцип для образования слоя Al2O3 (оксид алюминия) на поверхности алюминия и алюминиевых сплавов. Этот оксидный слой обладает защитными, декоративными, изоляционными и износостойкими свойствами.

Подходящие материалы: Алюминий, алюминиевые сплавы и другие алюминиевые изделия

Стоимость процесса: В процессе производства потребление воды и электроэнергии довольно велико, особенно на этапе окисления. Тепловые потери оборудования требуют постоянного охлаждения циркулирующей водой, потребление электроэнергии на тонну часто достигает около 1000 кВт·ч.

Влияние на окружающую среду: Анодирование не отличается высокой энергоэффективностью, кроме того, при электролитическом производстве алюминия анодный эффект вызывает выделение газов, разрушающих озоновый слой атмосферы.

9. Металлическая шлифовка

Это метод обработки поверхности, при котором на изделии создаются линейные узоры путем шлифовки, что придает декоративный эффект. В зависимости от узора различают прямую шлифовку, хаотичную шлифовку, волнистую и спиральную.

Подходящие материалы: Почти все металлические материалы можно обрабатывать методом металлической шлифовки.

Стоимость процесса: Простая технология, простое оборудование, низкое потребление материалов, низкая стоимость и высокая экономическая эффективность.

Влияние на окружающую среду: Изделия из чистого металла, поверхность без краски и химических веществ, не горят при температуре 600 градусов, не выделяют токсичных газов, соответствуют требованиям пожарной безопасности и экологичности.

10. Внутримодельное декорирование

Метод формования, при котором уже напечатанная пленка помещается в металлическую форму, в которую затем вводится формовочная смола, соединяющаяся с пленкой и затвердевающая в готовое изделие.

Подходящие материалы: Поверхность пластика

Стоимость процесса: Требуется только одна форма, что снижает затраты и время, обеспечивает высокую автоматизацию производства, упрощает процесс и позволяет одновременно формовать и декорировать изделие за один этап.

Влияние на окружающую среду: Эта технология экологична и предотвращает загрязнение, связанное с традиционной покраской и гальваникой.

Вышеописанные методы обработки поверхности материалов удовлетворяют различные функциональные требования, такие как коррозионная стойкость, износостойкость, декоративные или другие специальные функции.

Отказ от ответственности: статья предназначена только для обмена знаниями и информацией о композитных материалах и рынке, не для коммерческого использования. Если у вас есть сомнения относительно авторских прав или точности содержания статьи, пожалуйста, свяжитесь с нами как можно скорее. Мы оперативно примем меры.