Šta je galvanizacija?
Prije dvije godine vratili smo seriju od 12.000 hromiranih- ABS ručki od evropskog kupca automobila. Svaki komad nije uspio termički ciklus na 80 stepeni. Hrom je izgledao savršeno u skladištu. Provedite ga kroz četiri ciklusa između -30 stepeni i 80 stepeni, a sloj nikla se raslojavao kao stara boja. Koštala nas je prerada, avio transport i skoro račun.
Taj nas je projekat naučio više o galvanizaciji nego što bi bilo koji udžbenik ikada mogao.
The Basics
Galvanizacija nanosi metal na površinu pomoću električne struje. Potopite dio u kupku s elektrolitom, provedite struju kroz njega i metalni joni iz otopine se svode na katodu-vašeg radnog predmeta. Bakar, nikl, hrom, zlato, srebro-različite kupke, različiti rezultati.
Na metalnim podlogama to je jednostavno. Što se tiče plastike, ništa nije jednostavno.
Plastika ne provodi struju. Prije nego što se bilo koji metal može taložiti, površini je potrebna aktivacija-serijom hemijskih koraka koji stvaraju provodljivi sloj sjemena. Preskočite korak, požurite s vremenom, koristite pogrešnu koncentraciju i oplata se ili ne zalijepi ili propadne na terenu. Taj evropski neuspjeh drške pratio je nedovoljnu dubinu urezivanja. Butadienske jame su bile previše plitke, paladijumski katalizator se nije dobro učvrstio, a čitav niz je od početka imao slabu mehaničku adheziju.
Zašto uopšte plastična ploča
Težina. Kromirana- ABS kvaka na vratima teži oko 85 grama. Isti dio kod livenja pod pritiskom iznosi 400-500 grama. Pomnožite to preko unutrašnjosti vozila sa petnaest ukrasnih dijelova i shvatit ćete zašto svaki proizvođač originalne opreme automobila određuje plastičnu ploču gdje je to moguće.
Faktori troškova takođe. Alat za brizganje plastike amortizira velike količine. Složene geometrije koje bi zahtijevale višestruke operacije obrade metala izlaze iz kalupa spremne za završnu obradu. Za razliku od metala, plastika ne korodira ispod oplate ako se premaz izgrebe.
Aplikacije se dijele na dekorativne i funkcionalne. Kupatila, okviri uređaja, automobilske rešetke-koje su dekorativne. EMI zaštita na elektronskim kućištima, habajuće površine na mehaničkim sklopovima, upravljanje toplotom na LED kućištima-funkcionalno. Nekim dijelovima je potrebno oboje.
The Chemistry
ABS ploče su dobre zbog svog sastava. Materijal sadrži butadiensku gumu dispergiranu u stiren-akrilonitrilnoj matrici. Nagrizanje hromom-sumpornom kiselinom napada butadien selektivno, ostavljajući mikroskopske rupice na površini. Te jame omogućavaju mehaničko sidrenje metalnih slojeva. Nagrizanje također stvara polarne karbonilne grupe koje poboljšavaju kemijsku vezu.
Standardna sekvenca se odvija: alkalno čišćenje, nagrizanje, neutralizacija, aktiviranje paladijum{0}}kalajnim katalizatorom, bezelektrični nikl ili bakar, zatim konvencionalna galvanizacija. Svaki korak ima temperaturne prozore, raspon koncentracije i vremena uranjanja. Proizvodne linije kontinuirano prate ove parametre jer zanošenje uzrokuje defekte.
Bezelektrična oplata je kritičan most. Za razliku od galvanizacije, koristi hemijska redukciona sredstva umjesto struje. Natrijum hipofosfit redukuje jone nikla na površinu koju katalizira paladijum-. Ovaj prvi metalni sloj-obično 0,3 do 0,5 mikrona-uspostavlja provodljivost za naknadno elektrotaloženje.
Nakon elektrobezgrađivanja, konvencionalni sloj oplata ovisi o krajnjim zahtjevima. Dekorativni hrom obično ide: kiseli bakar za izravnavanje, polu-svijetli nikl, svijetli nikl, mikroporozni ili mikropukotinasti hrom. ASTM B604 specificira debljine slojeva na osnovu uslova rada. Automobilske vanjske obloge u oštrim klimatskim uvjetima zahtijevaju potpuni skup pri maksimalnoj debljini.
Šta pođe po zlu
Većina kvarova u oplatama dolazi do oblikovanog dijela, a ne do linije oplata.
Unutrašnji stres je veliki. Plastični dijelovi se hlade izvana prema unutra. Ako se kalup hladi, ako je brzina ubrizgavanja previsoka, ako lokacija kapije stvara neuravnotežen protok, molekularna orijentacija se zamrzava. To naprezanje se ne pojavljuje sve dok dio ne udari u spremnik za nagrizanje. Područja pod stresom se nagrizaju drugačije od opuštenih područja. Nakon oblaganja, vidite linije svjedoka, teksturu narandžine kore ili potpunu delaminaciju tokom termičkog ciklusa.
Ručke koje su pokvarile u Evropi proizašle su iz kalupa koji je radio 15 stepeni ispod specifikacije jer je regulator temperature bio neispravan. Niko ga nije uhvatio tokom proizvodnje. Naprezanje nije postalo vidljivo sve dok se oplata nije nastavila i počela termička ispitivanja.
Površinski defekti se pojačavaju ispod hroma. Oznake umivaonika koje bi bile prihvatljive na teksturiranom dijelu postaju očigledne na svijetlom hromu. Linije zavarivanja koje nestaju ispod mat završnih slojeva prikazuju se kao vidljivi šavovi. Opekotine od plina od neadekvatnog odzračivanja ostavljaju mutne mrlje. Odbijamo dijelove prije slanja dobavljaču oplata koje bismo prešli za drugesekundarne operacije.
Kontaminacija materijala ubija adheziju. Ponovno mljevenje pomiješano u prvi ABS mijenja distribuciju butadiena. Aditivi koji usporavaju plamen ometaju hemiju jetkanja. Sredstva za odvajanje na površini kalupa prenose se na dijelove i blokiraju aktivaciju katalizatora. Jedan kupac je insistirao na korištenju 20% ponovnog mljevenja radi uštede. Nakon tri odbijena lota za oplatu vratili su se na prvobitni materijal.
Dizajn za plating
Varijacija debljine zida treba da bude ispod 25%. Neravni dijelovi hlade se različitim brzinama, stvarajući gradijente naprezanja. Linija za oplatu ne može kompenzirati ono što je ugrađeno u proces brizganja.
Radijusi su važni. Gustina struje se koncentriše na oštrim ivicama, odlažući višak metala tamo dok izgladnjuju udubljenja. Minimalni radijus od 0,5 mm na svim rubovima, više gdje je moguće. Vidjeli smo izgorjeli hrom na ivicama od radijusa od 0,2 mm-izgleda užasno, ne pregleda svaki put.
Rješenje za slijepe rupe i duboke džepove. Katalizator se ne aktivira, pokrivanje bez elektronike ne uspijeva i dobijate preskakanje na točno područjima koja je najteže vidjeti tokom pregleda. Ako geometrija zahtijeva slijepe elemente, orijentirajte ih za drenažu.
Lokacija kapije utiče na postavljanje linije zavarivanja. Linije zavarivanja trebale bi slijetati na ne-nevidljive površine ili na područja koja će biti maskirana tokom oblaganja. Pomicanje kapije ponekad ne košta ništa u kalupu, ali štedi cijeli program oblaganja.
Rad sa prodavcem obloga
Odnos između proizvodnje injekcionog kalupa i kuća za gašenje zahteva koordinaciju koju mnogi programi potcenjuju.
Provodimo uzorke dijelova kroz liniju za oplatu prije nego što se posvetimo proizvodnji alata. Uzorci T1 idu prodavcu na ispitivanje oblaganja i ispitivanje adhezije. Ako nešto pokvari, prilagođavamo kalup ili proces prije rezanja proizvodnog čelika. Pronalaženje problema u T1 košta nekoliko dana. Pronalaženje na 50.000 komada košta program.
Dijelovi se isporučuju u zaštitnoj ambalaži koja sprječava oštećenja i kontaminaciju pri rukovanju. Namjenski kontejneri, rukavice za rukovanje, kontrolirano skladištenje. Otisak prsta nevidljiv na profilisanom delu postaje trajni nedostatak ispod hroma.
Za-programe velikog obima kvalifikujemo proces dobavljača oblaganja, a ne samo njihove uzorke. Praćenje hemije u rezervoaru, rasporedi održavanja na liniji, evidencija o obuci operatera. Kada oplata ne uspije termički ciklus u objektu kupca, obje kompanije preuzimaju udarac.
Granice materijala
ABS ploče pouzdane. PC/ABS meša ploča sa modifikovanom hemijom i strožim kontrolama. Osim toga, ekonomija i fizika počinju da rade protiv vas
.
Materijali{0}}punjeni staklom se ne oblažu. Staklena vlakna se izvlače iz površine, ostavljajući udubljenu teksturu koju nikakva količina bakra ne može izravnati. Jedinjenja punjena mineralima-imaju slične probleme.
Visoko{0}}materijali za visoke temperature kao što su PPS ili PEEK zahtijevaju potpuno drugačiju aktivacijsku hemiju-udarke od plemenitih metala, specijalizovane katalizatore, temperature procesa koje premašuju standardne mogućnosti linije za oplatu. Neke aplikacije opravdavaju cijenu. Većina ne.
PVC i klorirani materijali oslobađaju korozivne plinove tokom obrade koji napadaju i površinu dijela i opremu za oblaganje. Ako vam je potreban obloženi PVC dio, budžet za obloge rezervoara-otporne na koroziju i čestu zamjenu kade.
Kalkulacija stvarnih troškova
Galvanizacija dodaje od 0,15 do 2,00 dolara po dijelu ovisno o zahtjevima veličine, složenosti i debljine. To zvuči izvodljivo sve dok stope odbijanja ne uđu u izračun.
Dobro-kontrolisani program sa odgovarajućim DFM-om, validiranim alatima i kvalifikovanim partnerom za oblaganje pokreće 2-5% odbijanja. Programi sa prečicama-ubrzanim alatima, marginalnim materijalom, nedosljednim parametrima oblikovanja-pokreću 15-25% odbijanja ili još gore. Trošak oplate po dobrom dijelu se udvostručuje ili utrostručuje.
Mi planiramo programe postavljanja u budžet pod pretpostavkom da se neki nivo odbijanja i to ugrađuje u cijene. Kupci koji traže najnižu cijenu u komadu često na kraju plaćaju više kada problemi s kvalitetom isplivaju nizvodno.
Ova tehnička napomena rezimira iskustvo na terenu iz programa ABIS Mold Technology za automobilsku i potrošačku elektroniku koji zahtijevaju plastične komponente sa plastificiranom bojom. Naš inženjerski tim razmatra zahtjeve za galvanizaciju tokom DFM analize i koordinira sa kvalifikovanim partnerima za galvanizaciju tokom proizvodnje. Za specifična pitanja o materijalu ili geometriji, kontaktirajte našu inženjersku grupu za aplikacije.