2019年 11月 06日 星期三

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真空电镀什么是真空电镀

作者:幸运28 日期:2019-11-06 23:48 人气:

  材料與加工 授課者:郭鶴琳 ? 班級:工設四進二A -102下 103/06/07 表面加工技術 ? 自動塗裝 ? 電鍍 ? 线週 自動塗裝(Screen Printing) ? 許多塑膠射出消費品, 如電視機,行動電話 和MP3播放器表面上 的高亮澤度,高光澤 和金屬飾面都是徑由 自動噴漆所產生。溶 劑型基底和水基噴塗 系統都常被使用,雖 然最近基於環境因素 常選用後者。 第16週 什麼是自動塗裝? ? 自動化系統是相當快速而 生產是連續性的。產品或 經由輸送帶移動並通過噴 頭下方(如圖),或產品 堆疊在旋轉夾具上經由和 靜電噴塗槍漆上塗層。 ? 壓縮空氣經過噴霧槍使塗 料噴射霧化成細霧狀。霧 化塗料以橢圓形由噴嘴吹 出。該塗料以重疊模式噴 覆於工件表面。噴漆速度 配合適當的輸送速度,或 旋轉夾具,可提高噴塗效 率至最大。 自動塗裝 供給加壓空氣 供給噴漆 噴嘴 自動噴槍 噴霧 工件由輸送系統移動 第16週 什麼是自動塗裝?(續) ? 傳統的塗料是由顏料、粘 合劑、稀釋劑和添加劑所 組成。粘結劑的作用是使 顏料被塗與表面結合。粘 結劑決定被塗的耐久性、 成品表面質感、乾燥速度 和耐磨強度。這些混合物 溶解或分散於水或溶劑。 自動塗裝 供給加壓空氣 供給噴漆 噴嘴 自動噴槍 噴霧 工件由輸送系統移動 第16週 自動塗裝 Notes for Designers 給設計師的提醒 品質 噴塗塗料是以薄層方式堆積建立,通 常介於5至100微米(0.0002-0.004 英寸)厚。塗料光澤級別的歸類分為 霧面(也稱為平光),半光面(35% 光澤),絲緞面(也稱為絲)和亮面。● 環境衝擊 水性塗料的毒性比溶劑型低。噴塗 通常是在封閉的塗裝室或塗裝艙內 進行,△▪▲□△使油漆回收和處理具安全性。 成本與生產速度 不需模具費用,但需要夾具。若是 一般應用 自動化的過程生產週期相當快速。 噴漆有亟廣泛的應用,包括所有需要 人工成本是微乎其微的。▽•●◆ 防鏽、美觀、改變質感等方面之應用。 材料 可單件生產,也可小批量和大批量的 幾乎所有的材料可以噴漆。有些表 生產 。 面必須塗有一個中間層,兼容於工 件和面漆。 第16週 自動塗裝 應用案例 ? 包括不同的材料,▼▲內外 面皆可塗裝而表現無縫 的外觀。或者單一材料 可以在部分遮蔽下塗裝 以呈現對比材料的效果。 這個電視外殼是單一的 塑膠射出成型件(課本 第40頁)(右下圖)部分 遮蔽下噴塗亮黑色和亮 銀色。另一種方法來實 現這種效果可運用多段 射出成型(頁 44)。▷•● 第16週 案例研究 塑膠成型件噴漆Spray Painting an injection-molded Part 提供廠商kr 自動塗裝 ? ? 許多大量生產的消費品 都是以這種方式作為表 面。噴漆用以塗上顏色, 並提供表面保護。塑膠 成型件堆放準備塗層 (如圖1)。 此自動噴漆系統由三噴 槍安裝到一個旋轉軸 (如圖2)。★-●=•▽當產品移動 至下方時,噴霧槍旋轉 迅速並以均勻的塗料塗 層覆蓋工件(如圖3)。 (圖1) (圖3) (圖2) 第16週 案例研究 自動塗裝 塑膠成型件噴漆Spray Painting an injection-molded Part 提供廠商Young Sung Tis ww.youngsungtis.co.kr ? 移動工件通過烘箱, 除可降低油漆乾燥時 間,並提高表面光潔 度。最後,在明亮的 燈下仔細檢查工件,•● 以剔除不良的工件並 回收(如圖 4)。 (圖 4) 第16週 ? 電鍍是一種較複雜 的製程可用於產品 之功能性表面與裝 飾飾面。 ? 使用電化學沉積原 理,在工件表面製 作薄金屬表面,其 厚度可從1微米 (0.000039英吋)至 25微米(0.0098英吋) 厚。 ? 電鍍過程會在基材 的表層形成強固的 電鍍薄膜。▪▲□◁ 電鍍 第16週 ? 什麼是電鍍? ? 電鍍為一種電化學過程,陽極 為提供鍍層金屬的金屬片,◇…=▲陰 極為被鍍物。○▲-•■□電解液通常為鍍 著金屬的離子溶液。◆▼將陽極與 陰極置於其中,當輸入電壓後, 吸引電解液中的金屬離子游至 陰極,還原後即鍍著於工件表 面上,形成金屬薄膜;同時陽 極的金屬會被溶解,提供電解 液更多的金屬離子。△▪▲□△ 電鍍 第16週 ? 什麼是電鍍? ? 某些情況下使用不溶性陽極, 電鍍時需添加新群電解液補充 鍍著金屬離子。位於陰極之工 件其電鍍薄膜沉積的速度與電 鍍層厚度會受到電流密度、電 鍍液是否攪拌、◆◁•電鍍液溫度、 電鍍液添加劑、工件材料和表 面狀況等因素的影響。電鍍層 厚度取決於工件之功能,例如 作為一般產品外殼時的鍍鎳, 可達10微米;作為裝飾用的飾 品鍍金則只需1微米。 電鍍 第16週 電鍍 Notes for Designers 給設計師的提醒 一般應用 電鍍金屬產品包括飾品、 獎盃和餐具;應用實例包 括:汽車塑膠裝飾、☆△◆▲■浴室 配件、★▽…◇消費電子產品與化 妝品的包裝。▲★-● 材料 大多數金屬皆可電鍍。▲●…△最常見電鍍的塑膠是 ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯) ,它能夠承受攝 氏60度(華氏140度)的加工溫度,並可以蝕 刻到表面與電鍍的金屬形成相當緊密的結合。 成本與生產速度 品質 雖沒有模具成本但必須有 電鍍薄膜為金屬離子形成的純金屬合金。 夾具週期時間的長短取決 工件和金屬表層之間能形成完整強固的 於需要完成的準確度。生 結合薄層。 產週期時間從30分鐘到幾 個小時的範圍。人工成本 環境衝擊 所有電鍍工法使用許多有害化學物質。 低。 有害化學物質需要加以小心地控制,萃 取和過濾,以確保對環境影響降到最低。 第16週 ? ? ? ? ? 案例研究 電鍍原料 純銅和鎳是利用金屬在電鍍過 程、形成表層的兩個典型材料。 它們通常當作中間層已產生一 個非常明亮的表面因為他們提 供了一定程度的表面修補。 電鍍也可以使用薄表層材料如 錫、鉻、銀、金及銠等。 這些材料被放置在電鍍液中隨 著工件然後電解成正離子金屬 離子溶解於電鍍液中電鍍層在 帶負電的工件上形成 電鍍 (圖1) (圖2) (圖3) 第16週 案例研究 ? ? 珠寶金屬電鍍。◆●△▼● 提工廠商 Daedo Inc 電鍍 ? 量產電鍍是一種快速的製程, 工件高速經過清潔液和電鍍 液。 ? 首先在鑄鋅工件鍍上一層薄 薄的銅(如圖1) ,這中間層 提供了強力和兼容的功能, 讓鋅和另一層金屬鍍層形成 冶金結合。 中間層合金可 以是鋅、鉛和錫。然後再以 電化學增加一層薄金,完成 後將這些工件從電鍍液中取 出, 再以高速離心乾燥後 厚堆疊(如圖2) 。 (圖1) (圖2) 第16週 案例研究 ? ? 珠寶金屬電鍍。 提工廠商 Daedo Inc 電鍍 ? 接著將每個工件從夾具小心取下放在托盤上準備噴漆(如圖3) 。 最後使用PU噴塗工件已形成保護層防止氧化和變色(如圖4) 。 (圖3) (圖4) 第16週 電鍍 其他應用範例 X, y和z軸 第16週 真空電鍍 ? 真空電鍍製程廣泛 應用於產生金屬材 料塗層 ? 目的在於使材科外 觀和感覺(質感)接 近陽極化鋁,◆■鉻, 黃金,白銀和其他 金屬的表面 。 第16週 真空電鍍 什麼是真空電鍍? ? 工件裝載在旋轉夾具上 (依工件客制化)依序 在轉輪上旋轉。組件懸 吊在框架內框架也能旋 轉。總之,工件圍繞在 三個同時旋轉平行軸, 進行電鍍作業。目的是 為了確保塗層均勻塗佈 在視線可及的幾何面 上。 10-1毫巴真空吸引 陰極 工件:陽極(+) 夾具 工件架在 旋轉夾具, 夾具在轉 輪上依序 旋轉 外框同時旋轉 稀硫酸電解液 金屬蒸氣擴散 真空槽 鋁(或其他金屬)線 電極 螺旋線載體 第16週 真空電鍍 什麼是真空電鍍? ? 在金屬電鍍艙內產生真 空。然後通過導線的鋁 (或其他金屬)的電極 放電。▪•★電流和高真空的 環境下,純金屬幾乎在 瞬間蒸發。爆發成羽絨 狀的金屬蒸汽凝結在相 對較泠的工件表面上。 10-1毫巴真空吸引 陰極 工件:陽極(+) 夾具 工件架在 旋轉夾具, 夾具在轉 輪上依序 旋轉 外框同時旋轉 稀硫酸電解液 金屬蒸氣擴散 真空槽 鋁(或其他金屬)線 電極 螺旋線載體 第16週 真空電鍍 Notes for Designers 給設計師的提醒 品質 真空金屬電鍍是用以提高反射率,耐磨 性和耐腐蝕性來提高工件表面品質。它 也提高了著色能力 。 材料 適用於許多材料,包括金屬,硬質和軟 質塑膠材料,樹脂,複合材料,◁☆●•○△陶瓷和 玻璃。一般不適合天然纖維,因為有水 分存在時是非常困難抽真空 。◇=△▲ 成本與生產速度 真空電鍍沒有模具的成本。週期時間適 中(最多6個小時)。製程是一個相當勞 力密集的過程,工件要噴塗,加載,卸 載,再噴塗 。 一般應用 裝飾性用途應用包括珠寶,•☆■▲雕塑, 獎杯,原型,廚房用具和五金製 品。電鍍可以為功能性,以提供 電磁干擾(EMI)或射頻(RF) 的屏蔽,提高耐磨性,減少熱變 形或光線反射(如火炬,汽車反 光鏡) 。 環境衝擊 真空電鍍過程產生非常少的廢棄 物。真 空電鍍可以增加工件抗腐 蝕和磨損,用來延長產品的壽命。 第16週 真空電鍍 應用案例 ? 真空電鍍按鍵組 ? 真空金屬電鍍可應用在複雜 及精緻的形狀,如技術的消 費電子產品零件。這些塑膠 成型按鍵組經由真空金屬電 鍍後呈現閃亮的金黃色。。 第16週 真空電鍍 應用案例 ? 彩色真空金屬電鍍 ? 在鮮豔的色彩應用方面 可獲得如陽極氧化處理 的鋁,鉻,銀,金,銅 或青銅等的質感。 ? 真空金屬電鍍的優點是, 使用相對便宜的材料,◇•■★▼▲=○▼ 使工件外觀和感覺像金 屬。 陰極 工件:陽極(+) 夾具 稀硫酸電解液 第16週 真空電鍍 案例研究 ? ? 真空電鍍銅支架vacuum Metalizing Brass Hinges 提供廠商VMC 安裝到夾具上工件先噴上一底塗 再裝上旋轉夾具(如圖 1)。在 連接正和負的極螺旋線圈支架上 裝上鋁導線(圖 2),•□▼◁▼整個組合 裝入线)。 陰極 工件:陽極(+) (圖 1) 夾具 (圖 2) (圖 3) 第16週 真空電鍍 案例研究 ? ? 真空電鍍銅支架vacuum Metalizing Brass Hinges 提供廠商VMC 一旦達到足夠的真空度,通過 鋁導線放電,▪…□▷▷•使鋁蒸發(圖片 4)。這些工件表面在真空金屬 電鍍之前和之後出現了顯著的 不同(圖 5)。 陰極 夾具 稀硫酸電解液 (圖 5) (圖 4) 第16週 其他應用案例 真空電鍍 陰極 工件:陽極(+) 夾具 稀硫酸電解液 第16週 END 感謝您的聆聽!!



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