Напыление металла на пластик

Технология выполнения металлизации пластмасс: разбираем обстоятельно

Существует много способов декорирования поверхностей, и к одним из основных относится вакуумная металлизация. Предметов с таким покрытием вокруг множество. Даже предметы из обычного пластика можно сделать похожими на металлические – с помощью этой технологии напыления металла они приобретут красивую серебристую или золотистую поверхность.

Металлизация пластмасс

Металлизация диэлектриков — это целое направление гальваники. В процессе металлизации получают изделия из пластмасс композитных материалов или других диэлектриков покрытые слоем осажденного металла.

Металлизации пластмасс: разновидности технологий и их особенности

Металлизация пластика, которая выполняется преимущественно электрохимическим методом, позволяет значительно усилить устойчивость полимерных материалов к механическим повреждениям, воздействию высокой влажности и повышенной температуры. Немаловажным является и то, что изделия, для изготовления которых был использован металлизированный пластик, весят значительно меньше, чем аналогичные детали из чистого металла.

Хромированный пластиковые детали автомобиля — распространенный пример металлизации пластмассы

Металлизация пластмасс – технология проведения процедуры

Металлизация пластмасс – технология проведения процедуры

Химическая металлизация пластмасс дает возможность изготавливать такие промышленные типы изделий и полуфабрикатов, как печатные платы, световые фильтры, катализаторы, а также заготовки для гальваники и множество другого.

Металлизация даст возможность улучшить устойчивость пластмассы к воздействиям механического типа, высоких температур и влаге.

Более того, детали, в которых используется сочетание металла и пластмассы, весят куда меньше, чем просто металлические.

Хромирование пластика в домашних условиях: технология и советы

Вопрос о том, можно ли выполнить хромирование пластика своими руками в домашних условиях, чаще всего интересует автолюбителей, которые таким образом могут придать своему автомобилю более эстетичный внешний вид без лишних трат.

Покрытый хромовым составом пластиковый бампер

Область применения металлизации пластмасс

Область применения металлизации – получение готовых изделий из диэлектриков, которые, обладая некоторыми свойствами металлической детали имеют меньший вес и гораздо дешевле в производстве. Например, детали, изготовленные с использованием термопласт-автоматов методом формования или детали, изготовленные методом литья под давлением. Такие детали могут быть использованы в отраслях, где масса деталей имеет важное значение, например, в авиационной промышленности. Отдельное направление – получение токопроводящих слоев при изготовлении печатных плат.

Такое направление гальваники как гальванопластика по своей сути является процессом нанесения слоя металла на форму или заготовку, изготовленную из воска, гипса или другого пластичного материала. С помощью методов гальванопластики изготавливают металлические копии предметов искусства, барельефы, скульптуры, различные художественные изделия, такие как металлизированные древесные листья, цветы, фрукты и многое другое.

Что потребуется

Для хромирования пластика в домашних условиях вам потребуются:

• емкость из диэлектрического материала, в качестве которого может выступать стекло (или пластик);
• анодная пластина, подключаемая к плюсовому контакту источника электротока;
• электролитический раствор, в который будут погружаться анод и обрабатываемая деталь.

Ванна для гальванопластики должна соответствовать габаритам изделия

Технологические особенности

Подвергать хромированию можно не только изделия из пластмассы, но и металлические детали. Следует иметь в виду, что для выполнения этой процедуры используются химические реактивы, которые могут представлять опасность для человеческого здоровья, поэтому осуществлять ее необходимо только в хорошо проветриваемом помещении. Химические реагенты могут не только пагубно воздействовать на органы дыхания, приводя к отравлению, но и вызывать ожоги, попадая на кожные покровы.

В качестве места для хромирования пластмассы лучше всего выбрать нежилое помещение – гараж или домашнюю мастерскую. Для обеспечения личной безопасности выполнять такую операцию необходимо в респираторе, перчатках из плотной резины, защитных очках и клеенчатом фартуке.

Самодельная электролитическая ванна

Для хромирования пластиковых деталей своими руками необходимо подготовить следующие инструменты и приспособления:

• емкость из стекла или пластика, внутренний объем которой подбирается в зависимости от размеров обрабатываемого изделия;
• деревянный ящик, стенки которого надо заизолировать стеклотканью, а затем утеплить песком;
• нагревательный элемент, при помощи которого температура электролита будет доводиться до требуемого значения (в качестве такого элемента можно использовать обычный ТЭН);
• термометр, способный измерять температуру до 100 ° ;
• лист фанеры;
• зажим;
• кронштейн, на котором будет фиксироваться обрабатываемая деталь.

Вакуумная металлизация

Технология состоит в напылении на пластмассу нихрома или алюминия с помощью вакуума. Нанесение металла на пластмассу с использованием вакуума осуществляется в специальной камере. Методика широко применяется для нанесения металлической пленки на всевозможные поверхности, например, детали автомобиля, пластиковую фурнитуру, сантехнические приборы, светотехнику и т.д. Чтобы защитить металл, применяются специальные лакокрасочные составы, отличающиеся повышенной твердостью и устойчивостью к воздействию влаги.

Вакуумная камера для металлизации к содержанию ↑

На какие поверхности можно наносить

Способом вакуумного напыления металла можно покрывать предметы из металлов, керамики, стекла, пластмасс. При этом, в отличие от гальванического нанесения, для создания эффекта глянцевого хромирования, меднения, золочения, никелирования поверхностей не требуется предварительная полировка деталей.

Способы металлизации проще всего классифицировать по технологическим приемам получения покрытия

Вообще, металлизировать таким способом можно любые материалы, которые устойчивы к нагреву до +80 и воздействию специальных лаков. А также материалы не должны быть пористыми, чтобы в процессе металлизации в вакуумной камере не выделялся атмосферный или другой газ, что приведёт к некачественному покрытию. К ним относится плохо обработанная керамика, древесина, бетон. Но даже на них можно нанести таким способом декоративные покрытия, если предварительно загрунтовать специальными составами.

Чаще всего сегодня обрабатываются таким способом предметы из пластмасс и металлов. Этот процесс только усиливает их положительные свойства. Напыление наносится на металлические поверхности изделий, состоящие из различных сплавов. При этом создаётся защита от коррозии, изменяются электропроводные свойства металла в сторону повышения, улучшается внешний вид предметов.

Металлизация пластмасс позволяет изготавливать красивые, практичные изделия из дешёвого сырья. В автомобилестроении пластмассовые детали устанавливают для снижения веса. Решётки радиаторов, корпуса, колпаки колёс и другие детали, к которым не требуется обладание повышенной прочностью, изготавливаются из прочных марок пластмасс и обрабатываются под металл.

Методы металлизации и подготовка поверхности

Разделяют три метода металлизации – физический, химический и гальванический, которые позволяют решать различные задачи и требуют собственных подходов к подготовке поверхности диэлектриков к процессу металлизации. Универсальным, позволяющим получать изделия с максимально возможными характеристиками является гальванический (электрохимический) метод, который разделяют на несколько этапов:

• механическая подготовка поверхности деталей – удаление с поверхности отходов материала, остающихся при изготовлении (формовании или литья), очистка углубленных участков (пазов, отверстий) и т. д.;
• химическая подготовка поверхности – обезжиривание и травление;
• сенсибилизация и активация поверхности специальными составами и реактивами;
• нанесение токопроводящего подслоя химическим методом;
• нанесение гальванического покрытия на металлизированную поверхность.

Задача специалистов гальванического участка состоит в том, чтобы в результате проведения данных этапов были обеспечены основные условия получения качественного покрытия – необходимая чистота поверхности детали, заданная шероховатость и отсутствие на поверхности органических веществ.

Механические методы подготовки поверхности зависят от материала изделия и метода изготовления исходных деталей и сводятся, как правило к несложным операция по механической очистке поверхности от отходов производства.

Обезжиривание поверхности пластмассовых деталей проводится в растворе, содержащем:

• тринатрийфосфат 30-40 г/л;
• натр едкий 8-10 г/л;
• стекло натриевое жидкое 5-7 г/л;
• карбонат натрия 40-45 г/л.

Процесс проходит при температуре 40-50 0 С в течение 3-5 минут.

Адгезионные свойства металлического покрытия во многом зависят от качества травления деталей. В процессе травления на поверхности образуются микропоры, микротрещины которые и обеспечивают достаточную прочность сцепления покрытия с основой. Для травления используется раствор, практически аналогичный по своему составу электролиту хромирования – 100 г/л серной кислоты и 30 г/л хромового ангидрида. Процесс проходит при температуре 60 0 С в течение 1-5 минут.

Хромирование пластика

Металлизация пластика проводится с целью использования материала при:

• производстве разнообразных декоративных элементов, интерьерных и уличных;
• изготовление решеток, ограждений;
• выпуске изделий промышленного и бытового назначения, включая скобяные изделия, замки, сувениры.

Из хромированного пластика также изготавливают корпуса приборов, внутренние части которых должны быть защищены от нежелательного воздействия электромагнитных излучений. Материал активно используется в автотюнинге – из него производят декоративные элементы машин: бампера, молдинги, диски, отражатели фар и многое другое.

Пластмассу хромируют также нанесением на нее специального тончайшего покрытия. Металлизация проводится в вакуумной среде. Преимуществом готового материала можно назвать привлекательный зеркальный блеск обработанной поверхности пластмасс, исключительную стойкость к коррозии, воссоздание оттенка и фактуры дорогостоящих металлов.

Правила подготовки

Для хромирования пластика в домашних условиях необходимо изготовить специальную кисть. Ручку такой кисти, в полую внутреннюю часть которой будет заливаться электролит, можно сделать из трубки, изготовленной из оргстекла. Щетина кисти должны быть токопроводящей, поэтому изготовить ее можно из пучка медного провода, предварительно сняв с него изоляцию.

Конструкция кисти для хромирования крупногабаритных пластиковых деталей

Важным элементом установки для хромирования пластмассы является источник тока, в качестве которого может быть использован мощный трансформатор или автомобильный аккумулятор. Схема работы такой установки при использовании разных источников тока будет иметь некоторые отличия.

В случае применения в качестве источника тока трансформатора к подготовленной заранее кисти дополнительно подсоединяется диод, а при использовании аккумулятора данный элемент в электрической схеме не используется. Анод при помощи кабеля подсоединяется к понижающей обмотке трансформатора, а катод фиксируется на обрабатываемом изделии.

Компоненты для приготовления электролита: серная кислота, дистиллированная вода и хромовый андигрид

После того как вы подобрали и подготовили емкость, в которой будет выполняться нанесение хрома на пластик, ее необходимо наполнить электролитическим раствором. Состав такого раствора, а также температура, до которой он будет нагреваться перед хромированием, зависит от того, какими характеристиками должно обладать готовое покрытие.

Составы различных электролитов для хромирования

Кроме того, пластик перед началом обработки необходимо обезжирить. Для этого выполняются следующие действия.

• В равных количествах берутся следующие химические вещества – едкий натр, кальцинированная сода, силикатный клей.
• Все подготовленные компоненты растворяются в воде и смешиваются.
• Полученный раствор доводится до кипения, затем в него помещается обрабатываемое изделие.

Металлизация в домашних условиях

Известны несколько методик самостоятельного нанесения металла на пластмассовое покрытие. Наиболее доступная из них – химическая. В данном случае не понадобится какое-либо специальное оборудование.

Применяемые металлы – серебро и медь. Пленка, которая получится в итоге, будет всего несколько микронов в толщину, однако она придаст основе красивый вид с металлическим отблеском.

Металлизация медью

Перед обработкой хорошо ошкуриваем и обезжириваем поверхность. Если деталь имеет выпуклости (дефекты), аккуратно сводим их на нет. Насыпаем на поверхность абразив и протираем поверхность тампоном. В случае если имеем дело с полиакрилатами, для обезжиривания понадобится раствор едкого натра, в котором деталь вымачивается сутки. Для обезжиривания полиамидов рекомендуется использовать бензин.

Когда изделие обезжирено, промываем его в дистиллированной воде, а затем на протяжении минуты держим в полупроцентном растворе хлористого олова и соляной кислоты (40 граммов на литр). Данный процесс именуется сенсибилизацией. Его цель – получить на пластмассе пленку гидроокиси олова.

После сенсибилизации проводим активацию поверхности. Для этого на протяжении 3-4 минут вымачиваем деталь в растворе азотнокислого серебра (2 грамма серебра на литр и 20 граммов этилового спирта на литр). Далее помещаем изделие в раствор, состоящий из следующих компонентов:

• углекислой меди – 200 граммов на литр;
• глицерина (90%) – 200 граммов на литр;
• едкого натра (20%) – 1 литр;

Температура раствора должна составлять 18-25 градусов. Время на обработку – 60 минут.

Этапы процедуры

После приготовления электролитического раствора и обезжиривания пластика можно приступать непосредственно к процессу хромирования. Выполняется такая процедура, позволяющая нанести на пластик слой хрома, следующим образом.

• Обрабатываемое изделие подключают к источнику электрического тока.
• Кисточку, во внутреннюю полость которой залит электролит, также подключают к источнику тока.
• При помощи кисточки на пластик плавно и аккуратно наносится электролитический раствор. Чтобы покрытие из хрома было максимально надежным и долговечным, слой хромирующего электролита должен быть достаточно большой толщины.
• Количество электролита, содержащегося во внутренней полости кисти, необходимо постоянно пополнять.
• Наносить хромовый слой на пластик следует как минимум за тридцать проходов кистью по поверхности обрабатываемого изделия.
• Обработанную поверхность по окончании процедуры следует промыть проточной водой и просушить.
• Хромовое покрытие, нанесенное на пластмассовое изделие, необходимо натереть до металлического блеска, используя ветошь.

В процессе обработки необходимо следить за силой тока

Этапы проведения работ по напылению пластика

• Подготовка изделия для обработки. Желательно, чтобы заготовка имела максимально простую форму, без труднодоступных для оседания конденсата мест.
• Нанесение защиты. На полимерные основы, содержащие низкомолекулярные наполнители, необходимо нанести антидиффузионное покрытие.
• Сушка деталей.
• Обезжиривание поверхности. В вакуумной камере с помощью тлеющего разряда заготовка обезжиривается. Это особенно хорошо влияет на структуру полимеров.
• Активационная обработка. Способ обработки выбирается в зависимости от материала изделия, необходимо это для повышения адгезии поверхности.
• Напыление металла. Путем конденсации создается металлизированный слой на пластике.
• Контроль качества. Декоративные детали из пластика осматриваются на предмет равномерности напыления и его прочности.

Производство зеркального поликарбоната

Если Вас заинтересовала металлизация пластика, то для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по телефону: 8-9107963580, через электронную почту или закажите звонок

Несколько полезных рекомендаций

Задаваясь вопросом о том, как хромировать изделия из пластика и получать при этом качественный результат, следует придерживаться следующих рекомендаций.

• Выполнение хромирования пластика не всегда возможно в домашних условиях. В таких случаях можно наносить покрытие не из хрома, а из никеля.
• Светоотражающие способности хромового слоя, нанесенного на пластик, могут со временем ухудшиться. В таких случаях качество покрытия можно восстановить, для чего изделие необходимо промыть в теплой воде, используя при этом средства бытовой химии. После промывки и просушки поверхность детали надо натереть мягкой тканью (грубые и твердые материалы могут нанести ей непоправимый вред).
• Следует иметь в виду, что хромовое покрытие, нанесенное на пластик, может потускнеть под воздействием низких температур.
• После хромирования пластмассы выполняется финишная обработка изделия – полировка его поверхности.

Хромирование пластиковых деталей автомобиля, а также изделий из пластмасс любого другого назначения – это выполнимая в домашних условиях, но достаточно трудоемкая операция. Для проведения данной процедуры потребуется не только собрать своими руками гальванический аппарат, но и приобрести соответствующие химические реагенты, а также подготовить необходимые приспособления и инструменты.

Все это, естественно, потребует значительных финансовых вложений. Именно поэтому, если к хромированию пластмассы вы прибегаете один раз, а не занимаетесь им постоянно, лучше доверить эту операцию специализированным организациям или частным мастерам.

Область применения вакуумной металлизации

При рассмотрении области применения данной технологии отметим, что она может применяться для покрытия следующих материалов:

1. пластика;
2. алюминия;
3. различных полимеров;
4. стекла;
5. керамики;
6. металлов.

Вакуумная металлизация изделий из стекла

Наибольшее распространение получила металлизация пластмассовых изделий. Это связано с тем, что подобным образом изделие из дешевого пластика приобретает более привлекательный вид.

Если нужно сэкономить на производстве, но при этом обеспечить высокие декоративные качества, проводится напыление алюминия или других металлов.

Примером назовем изготовление деталей автомобилей, которые используются при отделке салона. Китайские и японские автопроизводители давно начали применять рассматриваемую технологию для удешевления своих автомобилей. При этом применение вакуумной металлизации проводится не только в декоративных целях, за счет более высокой прочности поверхностного слоя детали служат дольше, снижается степень трения. Однако металлизация не позволяет повысить прочность всего полимерного изделия.

Данная технология применяется и при производстве различных вещей, применяемых в быту, недорогих украшений. Большое распространение связано с тем, что поверхностный слой не истирается на протяжении длительного периода эксплуатации. Ранее применяемые технологии напыления не предусматривали создание высокой адгезии между подложкой и декоративным покрытием.

Выводы

По времени использования наибольший срок сохранения декоративного слоя у предметов, находящихся в закрытых помещениях. Те, что часто подвергаются атмосферным воздействиям, могут со временем повреждаться. Но для их защиты обычно используются специальные лаковые слои, которые продлевают срок службы таких изделий. К преимуществам покрытий вакуумным способом относится их экологичность, по сравнению с другими аналогичными технологиями.

Видео по теме: Вакуумная металлизация стекла — отжиг покрытия