آبکاری پلاستیکها
برای رسیدن به سطوحی با کیفیت و بادوام یا با ظاهری فلزی می‌توان از فرایند الکتروپلیتینگ یا آبکاری استفاده کرد. با اینکه اکثر پلیمرها را می‌توان آبکاری کرد اما ABS بهترین پلیمر برای آبکاری است.
پلیمرها در حالت عادی نارسانا هستند، برای همین قبل از انجام فرایند آبکاری، سطوح نارسانای پلاستیک باید آماده‌سازی شده و توسط فرایند شیمیایی الکترولس، یک لایه ماده رسانای فلزی نازک بر روی آن انباشت. این فرایند الکترولس معمولاً شامل فروبردن قطعه در حمام‌هایی از مواد شیمیایی مخصوص و آبکشی و اچینگ (Etching) سطح برای فعال کردن سطوح میشود. سپس معمولاً یک لایه فلزی از مس بر روی سطوح انباشته میشود. پس از این مرحله می‌توان توسط فرایندهای متداول برای فلزات، قطعه را آبکاری کرده و لایه‌های فلزی مورد نیاز را بر روی سطوح انباشت. یکی از این لایه‌های ترکیبی متداول، استفاده از یک لایه نیکل بر روی مس میباشد.
در بسیاری از کاربردهایی که برای ایجاد محافظت الکتریکی است، از مرحله الکترولس صرفنظر شده و فقط یک لایه آبکاری الکترولس به سطوح داخلی محفظه دستگاه اعمال میشود. این لایه در برابر تداخل امواج الکترومغناطیسی محافظت ایجاد میکند که به آن EMI shielding یا حفاظت الکترومغناطیسی گفته میشود.
امروزه استفاده از پلاستيکهای آبکاري شده در صنايع مختلف ازجمله صنايع اتوموبيل سازي، صنايع الکترونيک، صنايع توليد لوازم خانگي و ...، گسترش چشمگيري يافته است.
بايد توجه داشت که بسياري از پلاستيک ها قابليت آبکاري دارند اما در عين حال آبکاری پلاستیکها برای آن دسته ازپلاستيک ها استفاده میشود که بعد از آبکاري چسبندگي مناسبي بين پوشش و قطعه پلاستيکي بوجود آيد.
اساساَ آبکاری پلاستیکها شامل دو مرحله است:
رسانا یا نیمه رسانا کردن قطعه و ایجاد قابلیت هدایت الکتریکی روی سطح آن
آبکاری کردن قطعه (نشاندن لایه فلزی روی قطعه) با روش آبکاری الکتریکی
مراحل رسانا کردن یک قطعه پلاستیکی چنین است:
چربی گیری
اسید شویی یا پیش زبرسازی
زبرسازی
کروم گیری
خنثی سازی
اسید گیری
حساس سازی
شتاب دهی
آبکاری شیمیایی بدون برق.
پلاستيکهايي که امروزه به طور وسیع آبکاري میشوند عبارتند از :
• آلياژ ABS
• پلي سولفون
• نايلون
• پلي استر
• پلي اتراترکتون ( Polyetheretherkeetone )
• پلي پروپيلن
• پلي آريل اتر
• پلي فنيل اکسيد
• تفلون
• پلي اتريميد
آلیاژ ABS
در بین این پلاستیکها ABS با خواصی چون قالب پذیری و انعطاف پذیری خوب، هزينه پائين تولید،چسبندگي بالا، کيفيت ظاهري خوب، پايداري ابعادي و توليد آسان بهترين نوع پلاستيک براي آبکاري مي باشد. این پلاستیک از پلیمریزاسیون سه ماده اکریلو نیتریل، بوتادین و استایرن بدست می آید و دارای وزن مخصوص 1.04 گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و رنگ آن کدر است، در دمای 100 درجه سانتیگراد نرم میشود.بوتادین جزء لاستیکی این پلاستیک است که به صورت ذره هایی با قطر کمتر از یک میکرون در شبکه اکریلو نیتریل- استایرن پخش شده است.ذرات لاستیکی مذکور، این ماده را ارتجاعی میکند. این ذرات در تماس با محلولهای شیمیایی خورده میشوند و حفره هایی در پلاستیک ایجاد میکنند که این حفره ها، چسبندگی لایه فلزی آبکاری شده را روی پلاستیک بهبود میبخشند.
روشهای پوشش دهی پلاستیکها:
1-آينه كاري :
ابتدا قطعه را زبر كرده (در سطوح آن خلل و فرج ريز ايجاد كرده ) متعاقبا با كلريد قلع دو ظرفيتي آن را حساس كرده و سپسبا استفاده از پاشيدن دو محلول شيميايي به طور هم زمان بر روي قطعه و در اثر مخلوط شدن دو محلول ، فلز نقره احيا شده و در سطوحقطعه به صورت يك فيلم درخشنده خواهد نشست.
2-استفاده از لاكهاي هدايت کننده:
استفاده از لاك هاي هدايت كننده كه از مخلوط رزين هاي آلكيد و اپوكسي با ذرات ميكروني گرافيت یا نقره يا پودر فلزي تهيه میشوند، عليرغم گرانبودن اين لاكها کاربرد این روش بیشتر بر روی قطعاتی است که به لحاظ شیمیایی قابلیت آبکاری را ندارند.
3-پوشش گذاري تحت خلا :
پوشش گذاري تحت خلا نيز كه با فرايندهاي مختلفي صورت مي گيرد، از روشهاي متداول و رايج جهت پوششدهي غير هاديها به ويژه پلاستيك ها میباشد.با استفاده از اين روش، پوشش هايي با ضخامت يك نانومتر تا يك ميكرون قابل حصول مي باشد. به لحاظ نازكي پوشش داده شده با اينروش در مقايسه با آبكاري قطعه به روش الكتروپليتينگ استفاده از لاكهاي شيميايي قبل و بعد از پوشش دهي به منظور دستيابي به يكسطح با كيفيت بالا و محافظت شده ضروري مي باشد.
4- الکتروپلیتینگ:
این روش متداولترین روش آبکاری پلاستیکهاست و دارای مراحل مختلف پوشش دهی الکترولس و الکترولیتی است. این روش به تفصیل در زیر آورده شده است.با توجه به اينکه پلاستيک ماده اي است که ماهيتا نارسانا مي باشد در ابتدا لازم است که به ماده ای که خاصیت رسانایی را داشته باشد تبدیل شده و سپس آبکاری روی آن انجام گیرد.
از بين روشهاي فوق، روش پوشش گذاري تحت خلاء و الکتروپلیتینگ بیشترین کاربردها را دارند. در زير به مقايسه این دو روش پرداخته مي شود.
در مقايسه با روش پوشش گذاري تحت خلاء روش الكتروپليتينگ به سرمايه گذاري اوليه كمتري نياز دارد.
چسبندگي فلز به سطح قطعه در آبكاري به روش الكتروپليتينگ بسيار بهتر از روشهاي تحت خلا بوده و در نتيجه پايداري و دوام پوششداده شده بهتر است.امكان افزايش ضخامت پوشش تا ده ميكرون و بالاتر و به دست آوردن خصوصيات فيزيكي لازم بر روي سطحقطعه وجوددارد در حاليكه پوشش هاي ايجاد شده با روشهاي تحت خلا معمولا زير يك ميكرون است و به همين دليل استفاده از لاكهاي محافظ بعد ازپوشش دهي ضروري مي باشد.
براي جلوگيري از خروج نرم كننده ها، مواد فرار و ساير افزودنيها از سطح يك قطعه پلاستيكي در شرايط خلا در بسياري از موارد لازماست يك پوشش پليمري اوليه نيز بر روي قطعه پلاستيكي داده شود كه موجب افزايش هزينه خواهد شد.
آبكاري سطوح قطعات پيچيده با روش الكتروپليتينگ راحت تر صورت مي گيرد.
در روشهاي تحت خلا به نيروهاي با تخصص بالاتري در مقايسه با روش الكتروپليتينگ نياز مي باشد.
روش استفاده از پوشش دهي تحت خلا به آبكاري با روش الكتروپليتينگ برتري دارد كه اهم آن عبارتند از:
1- در اين روش به علت اينكه قطعه در تماس مستقيم با مواد شيميايي قرار نمي گيرد خصوصيات فيزيكي پليمر تغيير نمي يابد.
2- در روش پوشش دهي تحت خلا ، ايجاد پوشش بر روي اكثر پلاستيكها امكان پذير است در حاليكه در روش الكتروپليتينگ پوشش دهيبرروي چند نوع پلاستيك موفق بوده و در برخي موارد به محلولهاي زبرسازي گران قيمت نياز مي باشد.
3- در برخي موارد يك پوشش با ضخامت بسيار كم (زير يك ميكرون كه با لاك محافظت شده باشد ) پاسخ گوي نياز خواهد بود كه در چنين حالتيقيمت تمام شده در مق ايسه با روش الكتروپليتينگ كمتر خواهد بود.
4- معمولا به آماده سازي قطعه از طريق پوشش دهي با لاك و رزينهاي شيميايي بعد از پوشش دهي نياز مي باشد.
5- روش پوشش دهي تحت خلا پساب آلوده كننده محيط زيست نداشته و به تجهيزات تصفيه پساب نيازي ندارد. در اين روش تنها در مرحلهلاك زني (دادن پوشش از رزينهاي شيميايي قبل و بعد از پوشش دهي فلزي ) و در صورت استفاده از روش اسپري كردن لاك و رزين، بايستيبخارات و حلالهاي تبخير شده ضمن كار به وسيله هواكش به خارج از محيط كارگاه منتقل شده و در ارتفاع مناسب رها شوند.
6- به علت اين كه در روشهاي پوشش دهي تحت خلا تجهيزات و دستگاه پوشش دهي خارجي بوده و همچنين مواد و قطعات مصرفي وارداتي هستند ارزبري بيشتر مي باشد. به عنوان مثال فلزي كه براي پوشش دهي مورد استفاده قرار مي گيرد بايد از خلوص بالايي برخوردار باشد.
7-پوشش دهي در روشهاي تحت خلا در يك محيط بسيار تميز بايستي صورت گيرد بطوري كه محيط از ذرات گرد و غبار عاري باشد . بنابراين بهمراتب تميز تر و بهتر ازمحيط آبكاري به روش الكتروپليتينگ مي باشد كه معمولا آلوده به انواع گازه اي سمي و غير سمي بوده ونياز به تهويه دائمي دارد.
8-با توجه به توضيحات فوق روشن است كه هر يك از روشهاي فوق در محدوده كار برد مربوط به خود بهترين كارايي را خواهند داشت ودر مواردكاملا مشابه نيز بايستي انتخاب روش با بررسي معايب و محاسن هر روش صورت گيرد
همچنین شما میتوانید برترین دوره طراحی قالب های تزریق پلاستیک، به کمک دو پلاگین مولدورکس و اسپلیتورکس در سایت مشاهده کنید.جهت ورود به صفحه دوره طراحی قالبهای تزریق پلاستیک کلیک کنید.