عملیات سطحی روشی برای تشکیل مصنوعی یک لایه سطحی بر روی سطح یک ماده پایه با خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی متفاوت از پایه است.
هدف از عملیات سطحی، برآوردن مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، دکوراسیون یا سایر الزامات عملکردی خاص محصول است. متداولترین روشهای درمان سطحی ما آسیاب مکانیکی، عملیات شیمیایی، عملیات حرارتی سطح و پاشش سطحی است. عملیات سطحی برای تمیز کردن، جارو کردن، خشک کردن، چربی زدایی و رسوب زدایی سطح قطعه کار است. امروز ما در مورد فرآیند تصفیه سطح یاد خواهیم گرفت.
فرآیندهای تصفیه سطحی رایج عبارتند از:
آبکاری خلاء، فرآیند آبکاری، آنودایز، پرداخت الکترولیتی، فرآیند چاپ پد، فرآیند گالوانیزه، پوشش پودری، چاپ انتقال آب، چاپ روی صفحه، الکتروفورز و غیره.
01. آبکاری وکیوم
—— متالیزاسیون خلاء ——
آبکاری خلاء یک پدیده رسوب فیزیکی است. یعنی گاز آرگون در حالت خلاء تزریق میشود و گاز آرگون به ماده مورد نظر برخورد میکند و ماده مورد نظر به مولکولهایی جدا میشود که توسط کالاهای رسانا جذب میشوند تا یک لایه سطحی تقلیدی فلزی یکنواخت و صاف ایجاد کنند.
مواد قابل اجرا:
1. بسیاری از مواد از جمله فلزات، پلاستیک های نرم و سخت، مواد کامپوزیت، سرامیک و شیشه را می توان با خلاء آبکاری کرد. رایج ترین عملیات سطحی برای آبکاری، آلومینیوم و پس از آن نقره و مس است.
2. مواد طبیعی برای آبکاری وکیوم مناسب نیستند، زیرا رطوبت مواد طبیعی بر محیط خلاء تأثیر می گذارد.
هزینه فرآیند: در فرآیند آبکاری خلاء، قطعه کار نیاز به پاشش، بارگیری، تخلیه و اسپری مجدد دارد، بنابراین هزینه کار بسیار بالا است، اما به پیچیدگی و کمیت قطعه کار نیز بستگی دارد.
تاثیرات زیست محیطی: آبکاری با خلاء آلودگی محیطی کمی دارد، مشابه تاثیر سمپاشی بر محیط زیست.
تصویر
02. الکترو پولیش
—— الكتروپيش كردن ——
الکتروپولیش فرآیندی الکتروشیمیایی است که در آن اتمهای قطعه کار غوطهور در الکترولیت به یون تبدیل میشوند و در اثر عبور جریان الکتریکی از سطح خارج میشوند و در نتیجه اثر حذف سوراخهای ریز و افزایش روشنایی سطح قطعه کار بهدست میآید.
مواد قابل اجرا:
1. بیشتر فلزات را می توان به صورت الکترولیتی جلا داد و بیشتر برای پرداخت سطحی فولاد ضد زنگ (به ویژه برای فولاد زنگ نزن درجه آستنیتی هسته ای) استفاده می شود.
2. مواد مختلف را نمی توان همزمان با الکترو پولیش کرد یا حتی در یک حلال الکترولیتی قرار داد.
هزینه فرآیند: کل فرآیند پرداخت الکترولیتی اساساً به طور خودکار تکمیل می شود، بنابراین هزینه کار بسیار کم است. اثرات زیست محیطی: پولیش الکترولیتی از مواد شیمیایی مضر کمتری استفاده می کند. کل فرآیند به مقدار کمی آب نیاز دارد و کار با آن آسان است. علاوه بر این، می تواند خواص فولاد ضد زنگ را طولانی کند و خوردگی فولاد ضد زنگ را به تاخیر بیندازد.
تصویر
03. فرآیند چاپ پد
——چاپ پد——
امکان چاپ متن، گرافیک و تصاویر روی سطح اجسام با شکل نامنظم اکنون به یک چاپ ویژه مهم تبدیل شده است.
مواد قابل اجرا:
چاپ پد تقریباً برای همه مواد قابل استفاده است، به جز مواد نرمتر از پدهای سیلیکونی، مانند PTFE.
هزینه فرآیند: هزینه قالب کم و هزینه کار کم.
اثرات زیست محیطی: از آنجایی که این فرآیند به جوهرهای محلول (که حاوی مواد شیمیایی مضر هستند) محدود می شود، اثرات زیست محیطی بالایی دارد.
تصویر
04. فرآیند گالوانیزه کردن
—— گالوانیزه کردن ——
یک فناوری تصفیه سطح که لایه ای از روی را بر روی سطح مواد آلیاژی فولادی برای زیبایی و اثرات ضد زنگ می پوشاند. لایه روی روی سطح یک لایه محافظ الکتروشیمیایی است که می تواند از خوردگی فلز جلوگیری کند. روش های اصلی مورد استفاده گالوانیزه گرم و گالوانیزه می باشد.
مواد قابل اجرا:
از آنجایی که فرآیند گالوانیزه به فناوری پیوند متالورژیکی متکی است، تنها برای عملیات سطحی فولاد و آهن مناسب است.
هزینه فرآیند: بدون هزینه قالب، چرخه کوتاه / هزینه کار متوسط، زیرا کیفیت سطح قطعه کار تا حد زیادی به عملیات سطح دستی قبل از گالوانیزه بستگی دارد.
تاثیرات زیست محیطی: از آنجایی که فرآیند گالوانیزه باعث افزایش طول عمر قطعات فولادی به میزان 40-100 سال و جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی قطعه کار می شود، تأثیر مثبتی در حفاظت از محیط زیست دارد. علاوه بر این، قطعه کار گالوانیزه را می توان پس از پایان عمر مفید آن به مخزن گالوانیزه بازگرداند و استفاده مکرر از روی مایع باعث تولید ضایعات شیمیایی یا فیزیکی نخواهد شد.
تصویر
05. فرآیند آبکاری
—— آبکاری ——
فرآیند اتصال لایه ای از فیلم فلزی به سطح قطعات توسط الکترولیز، به منظور جلوگیری از اکسیداسیون فلز، بهبود مقاومت در برابر سایش، هدایت، انعکاس نور، مقاومت در برابر خوردگی و افزایش زیبایی شناسی. لایه بیرونی بسیاری از سکه ها نیز آبکاری شده است. .
مواد قابل اجرا:
1. بیشتر فلزات را می توان آبکاری کرد، اما فلزات مختلف سطوح خلوص و کارایی آبکاری متفاوتی دارند. رایج ترین آنها عبارتند از: قلع، کروم، نیکل، نقره، طلا و رودیوم.
2. متداول ترین پلاستیک مورد استفاده برای آبکاری، ABS است.
3. فلز نیکل را نمی توان برای آبکاری محصولاتی که پوست را لمس می کنند استفاده کرد، زیرا نیکل برای پوست تحریک کننده و سمی است.
هزینه فرآیند: بدون هزینه قالب، اما برای تعمیر قطعات به وسایل مورد نیاز است / هزینه زمان بستگی به دما و نوع فلز / هزینه کار (متوسط-بالا) بستگی دارد، بستگی به نوع آبکاری خاص قطعات، مانند ظروف نقره و جواهرات، بسیار مورد نیاز است. به دلیل الزامات بالا در ظاهر و دوام، توسط کارگران بسیار ماهر اداره می شود.
اثرات زیست محیطی: تعداد زیادی از مواد سمی در فرآیند آبکاری استفاده می شود، بنابراین انحراف و استخراج حرفه ای برای اطمینان از حداقل تاثیر زیست محیطی مورد نیاز است.
تصویر
06. چاپ انتقال آب
—— چاپ هیدروترانسفر ——
روشی برای چاپ الگوی رنگی روی کاغذ ترانسفر روی سطح محصول سه بعدی با استفاده از فشار آب است. با بهبود نیازهای مردم برای بسته بندی محصولات و تزئینات سطح، استفاده از چاپ انتقال آب روز به روز گسترده تر می شود.
مواد قابل اجرا:
تمام مواد سخت برای چاپ انتقال آب مناسب هستند و مواد مناسب برای اسپری نیز باید برای چاپ انتقال آب مناسب باشند. رایج ترین آنها قطعات قالب گیری تزریقی و قطعات فلزی هستند.
هزینه فرآیند: هیچ هزینه ای برای قالب وجود ندارد، اما چندین محصول باید به طور همزمان با استفاده از وسایل آب منتقل شوند و هزینه زمان معمولاً از 10 دقیقه در هر چرخه تجاوز نمی کند.
اثرات زیست محیطی: در مقایسه با اسپری محصول، چاپ انتقال آب به طور کامل رنگ چاپ را اعمال می کند و احتمال نشت زباله و ضایعات مواد را کاهش می دهد.
تصویر
07. چاپ صفحه
-- چاپ صفحه نمایش --
از طریق اکستروژن اسکراپر، جوهر از طریق مش قسمت گرافیکی به زیرلایه منتقل می شود و همان گرافیک اصلی را تشکیل می دهد. تجهیزات چاپ صفحه ساده، آسان برای کار، آسان برای چاپ و ساخت صفحه، با هزینه کم و سازگاری قوی است.
مواد چاپی رایج عبارتند از: تابلوهای رنگی رنگ روغن، پوستر، کارت ویزیت، جلدهای صحافی شده، تابلوهای کالا، و منسوجات چاپ شده و رنگ شده.
مواد قابل اجرا:
تقریباً هر ماده ای از جمله کاغذ، پلاستیک، فلز، سرامیک و شیشه قابل چاپ روی صفحه است.
هزینه فرآیند: هزینه قالب کم است، اما همچنان به تعداد رنگ ها بستگی دارد، زیرا هر رنگ باید به طور جداگانه در صفحه ساخته شود. هزینه های نیروی کار بالاست، به خصوص در مورد چاپ چند رنگ.
اثرات زیست محیطی: جوهرهای چاپ روی صفحه نمایش رنگ روشن تأثیر کمی بر محیط زیست دارند، اما جوهرهای حاوی PVC و فرمالدئید حاوی مواد شیمیایی مضر هستند که برای جلوگیری از آلودگی آب باید به موقع بازیافت و دور ریخته شوند.
تصویر
08. آندایزینگ
—— اکسیداسیون آندی ——
اکسیداسیون آندی آلومینیوم عمدتاً بر اساس اصل الکتروشیمیایی برای تشکیل لایه ای از فیلم Al2O3 (اکسید آلومینیوم) بر روی سطح آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم است. این لایه از فیلم اکسید دارای ویژگی های خاصی مانند محافظت، تزئین، عایق و مقاومت در برابر سایش است.
مواد قابل اجرا:
آلومینیوم، آلیاژ آلومینیوم و سایر محصولات آلومینیومی
هزینه فرآیند: در فرآیند تولید، مصرف آب و برق به خصوص در فرآیند اکسیداسیون بسیار زیاد است. مصرف گرمای خود دستگاه نیاز به خنک شدن مداوم توسط آب در گردش دارد و مصرف برق در هر تن اغلب حدود 1000 درجه است.
اثرات زیست محیطی: آنودایز کردن از نظر بازده انرژی برجسته نیست، در حالی که در تولید الکترولیز آلومینیوم، اثر آند گازهایی را نیز تولید می کند که اثرات جانبی مخربی بر لایه ازن اتمسفر دارد.
تصویر
09. نقشه کشی سیم فلزی
—— سیم فلزی ——
این یک روش عملیات سطحی است که با آسیاب کردن محصول، خطوطی را روی سطح قطعه ایجاد می کند تا جلوه تزئینی حاصل شود. با توجه به بافت های مختلف پس از کشیدن سیم، می توان آن را به دو دسته تقسیم کرد: کشش سیم مستقیم، کشش سیم هرج و مرج، موج دار و چرخشی.
مواد قابل اجرا: تقریباً تمام مواد فلزی می توانند از فرآیند کشیدن سیم فلزی استفاده کنند.
هزینه فرآیند: روش فرآیند ساده، تجهیزات ساده، مصرف مواد بسیار کم، هزینه نسبتا کم و سود اقتصادی بالا است.
اثرات زیست محیطی: محصولات فلزی خالص، بدون رنگ یا مواد شیمیایی روی سطح، دمای 600 درجه بالا نمی سوزد، گازهای سمی تولید نمی کند، الزامات حفاظت از آتش و حفاظت از محیط زیست را برآورده می کند.
تصویر
10. تزیین در قالب
—— تزیین در قالب-IMD ——
این یک روش قالبگیری است که دیافراگم چاپ شده با الگو را در قالب فلزی قرار میدهد، رزین را برای قالبگیری به قالب فلزی تزریق میکند و به دیافراگم میپیوندد، و دیافراگم چاپشده با الگو و رزین را یکپارچه و در محصول نهایی جامد میکند.
مواد قابل اجرا: سطح پلاستیکی
هزینه فرآیند: فقط نیاز به باز کردن مجموعه ای از قالب ها است که می تواند هزینه ها و ساعات کار، تولید خودکار بالا، فرآیند تولید ساده، روش قالب گیری تزریقی یکباره را کاهش دهد و همزمان به قالب گیری و تزئین دست یابد.
اثرات زیست محیطی: این فناوری سبز و سازگار با محیط زیست است و از آلودگی ناشی از رنگ آمیزی سنتی و آبکاری الکتریکی جلوگیری می کند.
