آبکاری چیست؟
دو سال پیش، دسته‌ای از 12000 دستگیره ABS با روکش کروم-از یک مشتری خودروسازی اروپایی بازگشتیم. هر قطعه در چرخه حرارتی در 80 درجه شکست خورد. کروم در انبار عالی به نظر می رسید. آن را در چهار چرخه بین 30- درجه و 80 درجه قرار دهید و لایه نیکل مانند رنگ قدیمی لایه لایه شود. هزینه کار مجدد، حمل و نقل هوایی، و تقریباً حساب ما را تمام می کند.
آن پروژه بیش از هر کتاب درسی دیگری در مورد آبکاری الکتریکی به ما آموخت.
مبانی
آبکاری با استفاده از جریان الکتریکی، فلز را روی سطحی رسوب می دهد. قطعه را در یک حمام الکترولیت فرو کنید، جریان را از آن عبور دهید و یونهای فلزی محلول روی کاتد{1}} قطعه کار شما کاهش می‌یابد. مس، نیکل، کروم، طلا، نقره-حمام های مختلف، نتایج متفاوت.
در بسترهای فلزی این کار ساده است. در مورد پلاستیک، هیچ چیز ساده نیست.
پلاستیک جریان الکتریسیته را هدایت نمی کند. قبل از اینکه هر فلزی بتواند رسوب کند، سطح نیاز به فعال سازی دارد-یک سری مراحل شیمیایی که یک لایه بذر رسانا ایجاد می کند. از یک مرحله بگذرید، زمان‌بندی را عجله کنید، از غلظت اشتباه استفاده کنید، و آبکاری یا نمی‌چسبد یا در زمین خراب می‌شود. این شکست دسته اروپایی به عمق ناکافی اچ باز می گردد. حفره های بوتادین خیلی کم عمق بودند، کاتالیزور پالادیوم به درستی لنگر نمی زد و کل پشته از ابتدا چسبندگی مکانیکی ضعیفی داشت.
اصلا چرا صفحه پلاستیکی؟
وزن یک دستگیره درب ABS با روکش کرومی-شاید 85 گرم وزن دارد. همین قسمت در ریخته گری روی 400-500 گرم است. آن را در داخل خودرو با پانزده قطعه تزئینی ضرب کنید و متوجه می شوید که چرا هر OEM خودرویی پلاستیک آبکاری شده را در جایی که می تواند مشخص می کند.
عوامل هزینه در بیش از حد. ابزار قالب گیری تزریق پلاستیک در حجم های بالا مستهلک می شود. هندسه های پیچیده ای که نیاز به عملیات ماشینکاری متعدد در فلز دارند از قالب آماده برای تکمیل بیرون می آیند. و بر خلاف فلز، در صورت خراشیده شدن پوشش، پلاستیک زیر آبکاری خوردگی نمی کند.
برنامه ها به دو دسته تزئینی و کاربردی تقسیم می شوند. وسایل حمام، قاب‌های لوازم خانگی، توری‌های خودرو-که تزئینی است. محافظ EMI روی محفظه های الکترونیکی، سطوح سایش روی مجموعه های مکانیکی، مدیریت حرارتی روی محفظه های LED{3}}عملکردی است. برخی از قطعات به هر دو نیاز دارند.
شیمی
صفحات ABS به دلیل ترکیب آن به خوبی می باشد. این ماده حاوی لاستیک بوتادین است که در یک ماتریس استایرن-اکریلونیتریل پراکنده شده است. اچ کروم-اسید سولفوریک به طور انتخابی به بوتادین حمله می کند و حفره های میکروسکوپی در سطح باقی می گذارد. این گودال ها لنگر مکانیکی برای لایه های فلزی فراهم می کنند. اچ همچنین گروه های کربونیل قطبی ایجاد می کند که پیوند شیمیایی را بهبود می بخشد.
توالی استاندارد اجرا می شود: تمیز کردن قلیایی، حکاکی، خنثی کردن، فعال کردن با کاتالیزور پالادیوم{0}}قلع، نیکل یا مس الکترولس، سپس آبکاری معمولی. هر مرحله دارای پنجره های دما، محدوده غلظت و زمان غوطه وری است. خطوط تولید به طور مداوم بر این پارامترها نظارت می کنند زیرا رانش باعث ایجاد نقص می شود.
آبکاری الکترولس پل مهم است. برخلاف آبکاری الکتریکی، به جای جریان، از مواد کاهنده شیمیایی استفاده می کند. هیپو فسفیت سدیم یونهای نیکل را بر روی سطح کاتالیز شده پالادیوم کاهش می دهد. این اولین لایه فلزی-معمولاً 0.3 تا 0.5 میکرون-رسانایی را برای رسوب الکتریکی بعدی ایجاد می‌کند.
پس از الکترولس، پشته آبکاری معمولی به نیازهای انتهایی بستگی دارد. کروم تزئینی معمولاً به این صورت است: مس اسیدی برای تراز کردن، نیکل نیمه روشن، نیکل روشن، کروم ریز متخلخل یا ریزترک. ASTM B604 ضخامت لایه ها را بر اساس شرایط سرویس مشخص می کند. تزئینات بیرونی خودرو در آب و هوای خشن به پشته کامل در حداکثر ضخامت نیاز دارد.
چه چیزی اشتباه می شود
بیشتر خرابی‌های آبکاری به قسمت قالب‌گیری شده بازمی‌گردد، نه خط آبکاری.
استرس درونی بزرگ ترین عامل است. قطعات پلاستیکی از بیرون به داخل خنک می‌شوند. اگر قالب سرد شود، اگر سرعت تزریق خیلی زیاد باشد، اگر محل دروازه جریان نامتعادل ایجاد کند، جهت مولکولی منجمد می‌شود. این تنش تا زمانی که قطعه به مخزن اچ نخورد، ظاهر نمی‌شود. نواحی تحت استرس متفاوت از نواحی آرام حکاکی می شوند. پس از آبکاری، خطوط شاهد، بافت پوست پرتقال، یا لایه برداری کامل را در طول چرخه حرارتی مشاهده می کنید.
دستگیره هایی که در اروپا خراب شدند از قالبی 15 درجه پایین تر از مشخصات کار می کردند زیرا کنترل کننده دما کار نمی کرد. هیچ کس در طول تولید آن را نگرفت. استرس تا زمانی که آبکاری ادامه پیدا نکرد و آزمایشات حرارتی شروع شد، قابل مشاهده نبود.
عیوب سطح زیر کروم تقویت می شود. علائم سینک که روی یک قسمت بافت قابل قبول است در کروم روشن آشکار می شود. خطوط جوشی که در زیر پوشش های مات ناپدید می شوند به صورت درزهای قابل مشاهده ظاهر می شوند. سوختگی گاز ناشی از تهویه ناکافی لکه های کسل کننده ای ایجاد می کند. ما قطعاتی را قبل از ارسال به فروشنده آبکاری رد می‌کنیم که می‌توانستیم آنها را برای سایرین واگذار کنیمعملیات ثانویه.
آلودگی مواد چسبندگی را از بین می برد. Regrind مخلوط شده با ABS خالص توزیع بوتادین را تغییر می دهد. افزودنی های بازدارنده شعله با شیمی اچ تداخل می کنند. عوامل رهاسازی روی سطح قالب به قطعات منتقل می شوند و فعال شدن کاتالیزور را مسدود می کنند. یکی از مشتریان اصرار داشت که از 20% regrind برای صرفه جویی در هزینه استفاده کند. پس از سه قطعه آبکاری رد شده، آنها به مواد بکر بازگشتند.
طراحی برای آبکاری
تغییر ضخامت دیوار باید کمتر از 25٪ باشد. بخش های ناهموار با سرعت های مختلف خنک می شوند و شیب تنش ایجاد می کنند. خط آبکاری نمی تواند آنچه را که فرآیند قالب گیری تزریقی ساخته شده است، جبران کند.
ماده شعاع. چگالی جریان در لبه های تیز متمرکز می شود و در حین گرسنگی فرورفتگی ها، فلز اضافی را در آنجا رسوب می دهد. حداقل شعاع 0.5 میلی متر در تمام لبه ها، در صورت امکان بیشتر. دیده‌ایم که کروم سوخته روی لبه‌های کوچکی به شعاع 0.2 میلی‌متر-وحشتناک به نظر می‌رسد، هر بار بازرسی نمی‌شود.
محلول تله سوراخ های کور و جیب های عمیق. کاتالیزور فعال نمی‌شود، پوشش الکترولس از کار می‌افتد، و دقیقاً در مناطقی که در هنگام بازرسی دیدن آنها سخت‌تر است، آبکاری از بین می‌رود. اگر هندسه به ویژگی های کور نیاز دارد، آنها را برای زهکشی جهت دهید.
محل گیت بر روی قرارگیری خط جوش تاثیر می گذارد. خطوط جوش باید روی سطوح غیر قابل مشاهده یا در مناطقی که در حین آبکاری پوشانده می شوند قرار گیرند. جابجایی دروازه گاهی هیچ هزینه ای در قالب ندارد اما کل برنامه آبکاری را ذخیره می کند.
کار با فروشنده آبکاری
ارتباط بین تولید قالب‌گیری تزریقی و آبکاری خانه‌ها نیازمند هماهنگی است که بسیاری از برنامه‌ها آن را دست کم می‌گیرند.
ما قطعات نمونه را قبل از التزام به تولید ابزار از طریق خط آبکاری اجرا می کنیم. نمونه های T1 برای تست آبکاری و تست چسبندگی به فروشنده مراجعه می کنند. اگر چیزی شکست خورد، قبل از برش فولاد تولیدی، قالب یا فرآیند را تنظیم می کنیم. یافتن مشکل در T1 روزها هزینه دارد. پیدا کردن آن در 50000 قطعه هزینه برنامه را دارد.
قطعات در بسته بندی محافظ به آبکاری ارسال می شوند که از آسیب و آلودگی جلوگیری می کند. ظروف اختصاصی، دستکش برای جابجایی، ذخیره سازی کنترل شده. اثر انگشت نامرئی بر روی قسمت قالب گیری شده به یک نقص دائمی در زیر کروم تبدیل می شود.
برای برنامه‌های با حجم-بالا، ما فرآیند فروشنده آبکاری را واجد شرایط می‌کنیم، نه فقط نمونه‌های آنها. مانیتورینگ شیمی تانک، برنامه های تعمیر و نگهداری خط، سوابق آموزش اپراتور. هنگامی که آبکاری چرخه حرارتی در مرکز مشتری با شکست مواجه می شود، هر دو شرکت ضربه می خورند.
محدودیت های مواد
صفحات ABS قابل اعتماد. PC/ABS صفحه را با شیمی اصلاح شده و کنترل های محکم تر ترکیب می کند. فراتر از آن، اقتصاد و فیزیک شروع به کار علیه شما می کنند
.
مواد پر از{0}شیشه بشقاب نمی‌شوند. الیاف شیشه از سطح خارج می شوند و بافتی حفره ای ایجاد می کنند که هیچ مقدار مس نمی تواند آن را صاف کند. ترکیبات معدنی-مشکلات مشابهی دارند.
مواد با دمای بالا مانند PPS یا PEEK به شیمی فعال‌سازی کاملاً متفاوت-ضربه‌های فلز گرانبها، کاتالیزورهای تخصصی، دمای فرآیند فراتر از قابلیت‌های خط آبکاری استاندارد نیاز دارند. برخی از برنامه ها هزینه را توجیه می کنند. بیشتر این کار را نمی کنند.
پی وی سی و مواد کلردار در حین پردازش گازهای خورنده ای آزاد می کنند که هم به سطح قطعه و هم به تجهیزات آبکاری حمله می کند. اگر به یک قطعه PVC آبکاری شده نیاز دارید، برای پوشش‌های مخزن مقاوم در برابر خوردگی{1} و تعویض مکرر حمام هزینه کنید.
محاسبه هزینه واقعی
آبکاری 0.15 تا 2.00 دلار برای هر قطعه بسته به اندازه، پیچیدگی و ضخامت مورد نیاز اضافه می کند. تا زمانی که نرخ‌های رد وارد محاسبات نشود، به نظر قابل کنترل است.
یک برنامه خوب-کنترل شده با DFM مناسب، ابزار معتبر، و شریک آبکاری واجد شرایط، رد 2-5٪ را اجرا می‌کند. برنامه‌هایی با میان‌بر-ابزارسازی سریع، مواد حاشیه‌ای، پارامترهای قالب‌گیری ناسازگار - رد ۱۵ تا ۲۵ درصد یا بدتر از آن. هزینه آبکاری هر قطعه خوب دو یا سه برابر می شود.
ما برنامه‌های آبکاری را با فرض برخی سطوح رد بودجه می‌کنیم و آن را در قیمت‌گذاری قرار می‌دهیم. مشتریانی که پایین‌ترین قیمت قطعه را درخواست می‌کنند، معمولاً زمانی که مشکلات کیفی در پایین دست ظاهر می‌شوند، هزینه بیشتری می‌پردازند.
این یادداشت فنی تجربیات میدانی از ABIS Mold Technology برنامه‌های خودرو و لوازم الکترونیکی مصرفی را که به قطعات پلاستیکی آبکاری شده نیاز دارند، خلاصه می‌کند. تیم مهندسی ما الزامات آبکاری را در طول تجزیه و تحلیل DFM بررسی می کند و با شرکای آبکاری واجد شرایط در طول تولید هماهنگ می کند. برای سؤالات خاص مواد یا هندسه، با گروه مهندسی برنامه های کاربردی ما تماس بگیرید.