表面處理 是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。
表面處理的目的是滿足産品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。我們比較常用的表面處理方法是,機械打磨,化學處理,表面熱處理,噴塗表面,表面處理就是對工件表面進行清潔、清掃、去毛刺、去油污、去氧化皮等。
常用表面處理的工藝有:
真空電鍍、電鍍工藝、陽極氧化、電解抛光、移印工藝、鍍鋅工藝、粉末噴塗、水轉印、絲網印刷、電泳等。
01.真空電鍍
—— Vacuum Metalizing ——
真空電鍍是一種物理沉積現象。即在真空狀态下注入氩氣,氩氣撞擊靶材,靶材分離成分子被導電的貨品吸附形成一層均勻光滑的仿金屬表面層。
适用材料:
1、很多材料可以進行真空電鍍,包括金屬,軟硬塑料,複合材料,陶瓷和玻璃。其中最常見用于電鍍表面處理的是鋁材,其次是銀和銅。
2、自然材料不适合進行真空電鍍處理,因為自然材料本身的水分會影響真空環境。
工藝成本:真空電鍍過程中,工件需要噴塗,裝載,卸載和再噴塗,所以人力成本相當高,但是也取決于工件的複雜度和數量。
環境影響:真空電鍍對環境污染很小,類似于噴塗對環境的影響。
02.電解抛光
—— Electropolishing ——
電抛光是一種電化學過程,其中浸沒在電解質中的工件的原子轉化成離子,并由于電流的通過而從表面移除,從而達到工件表面除去細微毛刺和光亮度增大的效果。
适用材料:
1.大多數金屬都可以被電解抛光,其中最常用于不鏽鋼的表面抛光(尤其适用于奧氏體核級不鏽鋼)。
2.不同材料不可同時進行電解抛光,甚至不可以放在同一個電解溶劑裡。
工藝成本:電解抛光整個過程基本由自動化完成,所以人工費用很低。環境影響:電解抛光采用危害較小的化學物質,整個過程需要少量的水且操作簡單,另外可以延長不鏽鋼的屬性,起到讓不鏽鋼延緩腐蝕的作用。
03.移印工藝
—— Pad Printing ——
能夠在不規則異形對象表面上印刷文字、圖形和圖象,現在正成為一種重要的特種印刷。
适用材料:
幾乎所有的材料都可以使用移印工藝,除了比矽膠墊還軟的材質,例如PTFE等。
工藝成本:模具費用低、人力成本低。
環境影響:由于此工藝隻局限于溶解性油墨(其中含有害化學物質),所以對環境影響很大。
04.鍍鋅工藝
—— Galvanizing ——
在鋼鐵合金材料的表面鍍一層鋅以起美觀、防鏽等作用的表面處理技術,表面的鋅層是一種電化學保護層,可以防止金屬腐壞,主要采用的方法是熱鍍鋅和電鍍鋅。
适用材料:
由于鍍鋅工藝依賴于冶金結合技術,所以隻适合鋼和鐵的表面處理。
工藝成本:無模具費用,周期短/人力成本中等,因為工件的表面質量很大程度上取決于鍍鋅前的人工表面處理。
環境影響:由于鍍鋅工藝增長了鋼鐵件40-100年的使用壽命,很好的防止了工件的生鏽和腐壞,所以對保護壞境有積極的作用。另外,鍍過鋅的工件在使用壽命到期後,可以重新送返鍍鋅槽,對液态鋅的反複利用不會産生化學或物理廢料。
05.電鍍工藝
—— Electroplating ——
利用電解作用使零件表面附着一層金屬膜的工藝,從而起到防止金屬氧化,提高耐磨性、導電性、反光性、抗腐蝕性及增進美觀等作用,不少硬币的外層亦為電鍍。
适用材料:
1.大多數金屬可以進行電鍍
但是不同的金屬具有不同等級的純度和電鍍效率。其中最常見的有:錫,鉻,鎳,銀,金和铑;
2.最常用于電鍍的塑料為ABS。
3.鎳金屬不可用于電鍍接觸皮膚的産品,因為鎳對皮膚有刺激性且有毒性。
工藝成本:無模具費用,但需要夾具對零件進行固定/時間成本取決于溫度和金屬種類/人力成本(中-高),取決于具體電鍍件的種類,例如銀器和珠寶的電鍍就需要極高的熟練工人進行操作,因為其對外觀和耐久性的要求很高
環境影響:大量有毒物質會被用在電鍍過程中,所以需要專業的分流和提取,以确保最小的環境影響。
06.水轉印
—— Hydro Transfer Printing ——
是利用水壓将轉印紙上的彩色紋樣印刷在三維産品表面的一種方式。随着人們對産品包裝與表面裝飾要求的提高,水轉印的用途越來越廣泛。
适用材料:
所有的硬材料都适合水轉印,适合噴塗的材料也一定适用于水轉印。最常見的為注塑件和金屬件。
工藝成本:無模具費用,但需要利用夾具将多件産品同時進行水轉印,時間成本一般每周期不會超過10分鐘。
環境影響:和産品噴塗比較而言,水轉印更充分的應用了印刷塗料,減少了廢料洩漏和材料浪費的可能。
07.絲網印刷
—— Screen Printing ——
通過刮闆的擠壓,使油墨通過圖文部分的網孔轉移到承印物上,形成與原稿一樣的圖文。絲網印刷設備簡單、操作方便,印刷、制版簡易且成本低廉,适應性強。
常見的印刷品有:彩色油畫、招貼畫、名片、裝幀封面、商品标牌以及印染紡織品等。
适用材料:
幾乎所有的材料都可以絲網印刷,包括紙張,塑料,金屬,陶藝和玻璃等。
工藝成本:模具費用低,但是還是取決于顔色的數量,因為每一種顔色都要單獨制版。人力成本偏高,尤其當涉及到多彩印刷。
環境影響:淺色絲印油墨對環境影響較小,然而含有PVC和甲醛的油墨具有有害的化學物質,需及時回收和處理以防污染水資源。
08.陽極氧化
—— Anodic Oxidation ——
主要是鋁的陽極氧化,是利用電化學原理,在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3(氧化鋁)膜。這層氧化膜具有防護性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性
适用材料:
鋁、鋁合金等鋁制品
工藝成本:生産過程中,水、電的消耗是相當大的,特别是在氧化工序。機器本身的熱耗,需要不停地用循環水進行降溫,噸電耗往往在1000度左右。
環境影響:陽極氧化在能效方面不算出色,同時在鋁電解生産中,陽極效應還會産生對大氣臭氧層造成破壞性副作用的氣體。
09.金屬拉絲
—— Metal Wired ——
是通過研磨産品在工件表面形成線紋,起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據拉絲後紋路的不同可分為:直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋
适用材料:幾乎所有的金屬材料都可以使用金屬拉絲工藝
工藝成本:工藝方法簡單,設備簡單,材料消耗甚少,成本比較低廉,經濟效益高
環境影響:純金屬制品,表面無油漆和任何化工物質,600度高溫不燃燒,不産生有毒氣體,複合消防環保要求
10.模内裝飾
—— In-Mold Decoration-IMD ——
是将已印刷好圖案的膜片放入金屬模具内,将成形用的樹脂注入金屬模内與膜片接合,使印刷有圖案的膜片與樹脂形成一體而固化成成品的一種成形方法。
适用材料:塑膠表面
工藝成本:隻需開一套模具,能降低成本與工時高自動化生産,制程簡化,有一次注塑成型的工法,将成型與裝飾同時達成。
環境影響:該技術綠色環保,避免了傳統的噴漆電鍍帶來的污染
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