صنعت آبکاری، در خودرو و قطعات پلاستیکی
روشهاي آبکاری پلاستیکها
خواص ABS
تشریح فرایند آبكاري
صنعت آبکاری، در خودرو و قطعات پلاستیکی
قابلیت هدایت الکتریکی قطعات فلزی درآبکاری با الکتریسیته (Electro plating) اساس آبکاری را تشکیل می‌دهد. با چنین روشیامکان آبکاری اجسام و قطعات غیرهادی یا نارسانا مانند آرم خودروها یا برخی از قطعاتتزئینی داخل خودرو وجود ندارد؛ مگر آن که بتوان به طریقی یک لایه رسانا یا حداقلنیمه رسانا روی سطح قطعه ایجاد کرد که این لایه زیر بنای لایه¬های فلزی بعدی خواهدشد.
روشهاي آبکاری پلاستیکها دو مرحله دارد؛
1- رسانا یا نیمه رسانا کردن قطعهو ایجاد قابلیت هدایت الکتریکی روی سطح آن
2-آبکاری کردن قطعه (نشاندن لایهفلزی روی قطعه) با روش آبکاری الکتریکی
ابعاد قطعات فلزی مورد آبکاری، بسیارمتفاوت است و قطعات فوق‌العاده ریز تا بسیار بزرگ را در برمی‌گیرد ولی در موردقطعات پلاستیکی اغلب با قطعات کوچک و سبک مواجه‌ایم.
رسانا کردن قطعات پلاستیکیمعمولا به دو روش انجام می‌شود: قدیمی‌ترین روش، استفاده از لاکهای هدایت کنندهاست. این لاکها که از مخلوط رزینهای آلکیدی، پی وی سی و اپوکسی با ذرات میکرونیگرافیت نقره یا پودرهای فلزی تهیه می‌شوند، از هدایت الکتریکی مناسبی برخوردارند. استفاده از پودر اکسید مس یک ظرفیتیبه جای نقره متداول است که پس از مخلوط کردناکسید مس و لاکهای احیا کننده، در حین خشک شدن به مس فلزی تبدیل می‌شود و سطحیهادی ایجاد می‌کند. اشکال عمده این روش، بالا بودن هزینه آن است.
روش دیگری که در سطح وسیعتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، ابتدا در سال 1963 با هادی‌سازی پلیمر ABS (Acrylonitril Butadiene Styrene) محقق شد. اگر چه امروزه پلیمرهای دیگری نظیرپلی پروپیلن، پلی سولفون، پلی‌اکریل اتر، نایلون و پلی‌کربناتها با این روش قابلآبکاری هستند ولی حدود 85درصد قطعاتی که آبکاری می‌شوند از ABS تشکیل شده اند و اینبه‌دلیل چسبندگی بسیار خوب لایه فلزی به این ماده است.
خواص ABS
این پلاستیکاز پلیمریزاسیون سه ماده اکریلو نیتریل، بوتادین و استایرن به‌دست می‌آید. اولینبار در سال 1950 این پلیمر (ABS) توسط شرکتهای امریکایی UniRoyal و Harboon ، شرکتآلمانی BASF و شرکت انگلیسی ICI به بازار عرضه شد. وزن مخصوص این ماده 1.04 گرم برسانتیمتر مکعب و رنگ آن کدر است، در دمای 100 درجه سانتیگراد نرم می‌شود و از قالبپذیری و انعطاف‌پذیری خوبی برخوردار است. این ماده در صنایع خودروسازی، لوازمخانگی، صوتی و تصویری و غیره کاربرد دارد. بوتادین جزء لاستیکی این پلاستیک است کهبه صورت ذره‌هایی با قطر کمتر از یک میکرون در شبکه اکریلو نیتریل استایرن پخش شدهاست. ذرات لاستیکی مذکور، این ماده را ارتجاعی می‌کند. این ذرات در تماس بامحلولهای شیمیایی خورده می‌شوند و حفره‌هایی در پلاستیک ایجاد می‌کنند که اینحفره‌ها لایه فلزی و آب داده شده را روی پلاستیک گل میخ می‌کند و چسبندگی بسیاربالایی به‌وجود می‌آورد.
تشریح فرایند آبكاري
الف. مراحل رسانا کردن یک قطعهپلاستیکی چنین است:
1- چربی‌گیری
2- اسید شویی یا پیش زبرسازی
3- زبرسازی
4-کروم گیری
5-خنثی سازی
6-اسیدگیری
7-حساس سازی
8- شتاب دهی
9-آبکاری شیمیایی بدون برق (Electroless)
گفتنی است که پس از برخی مراحل باید شست‌وشوی قطعه صورت گیرد زیرااگر موادی از محلول روی قطعه باقی بماند و وارد مرحله بعدی شود، با آن محلول واکنشیانجام خواهد داد که از کارایی محلول و عمر آن را می‌کاهد.
1-چربی‌گیری:
وقتی ABS و دیگر پلیمرها از قالب بیرون می‌آیند دارای الکتریسیته ساکن هستند و اگر درمحیط پوشیده نشوند، ذرات گرد و غبار هوا را به خود جذب می‌کنند. این آلودگی وآلودگی‌های ناشی از روغن آماده سازی قالب برای تزریق و همچنین آلودگی ناشی ازجابه‌جایی، وجود مرحله چربی‌گیری را ضروری می‌کند. استفاده از یک ماده چربی‌گیرباعث افزایش عمر محلول زبرسازی می‌شود. می‌توان برای چربی‌گیری از یک محلول باترکیب زیر استفاده کرد:
سود (20 گرم در لیتر)، تری سدیم فسفات (15 گرم درلیتر)، سدیم کربنات (15 گرم در لیتر) و اسید اولئیک (15 گرم در لیتر) شرایطعملکرد دمای50 تا 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان لازم 2 دقیقه است.
2-اسیدشویی(پیش زبرسازی):
برای پیشگیری از انتقال مواد چربی‌گیر قلیایی به محلول زبرسازیاسیدی و کاهش اسیدیته و عمر مفید آن بهتر است این مرحله قبل از زبرسازی وجود داشتهباشد تا ضمن خنثی کردن قلیایی بودن سطح قطعه، آن را برای زبرسازی آماده کند. ترکیبپیشنهادی چنین است: اسید سولفوریک با چگالی 1.84 (50سی سی در لیتر)، اسیدکرومیک (400 گرم در لیتر) شرایط عملکرددمای 50 تا 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان لازم 2 تا 5 دقیقه است.3-زبرسازی(Etching):
با زبر سازی میکروسکپی قطعه و ایجاد خلل و فرج در سطح آن، چسبندگی فلزبه پلیمر افزایش می‌یابد. زبرسازی به دو روش مکانیکی و شیمیایی صورت می‌گیرد. درروش مکانیکی، با پرتاب شن به قطعه در حال دوران (سند بلاست)، سطح آن را زبرمی‌کنند. روش شیمیایی روش بهتر و متداول‌تری است که در آن، جزء بوتادین خوردهمی‌شود و در عین حال ساختمان اکریلو نیتریل استایرن تخریب نمی‌گردد و سطح قطعه باخلل و فرج زاویه دار آماده پذیرایی فیلم هادی است. ترکیب محلول زبرسازی به صورت زیراست :
اسید سولفوریک با چگالی 1.84 (180 سی سی در لیتر)، اسید کرومیک (430 گرمدر لیتر)، اسید فسفریک (30 سی سی در لیتر) شرایط عملکرد دمای 50 تا 60 درجهسانتیگراد و مدت زمان لازم 2 تا 3 دقیقه است.
4-کروم گیری:
در این مرحله اسیدکرومیکی که پس از زبر سازی همراه قطعه است، گرفته می‌شود و هدف از آن، صرفه جویی درمصرف اسید کرومیک است. پس از کروم گیری شست‌وشوی قطعه با آب انجام می‌شود که کاهشقابل توجه اسید کرومیک روی قطعه و افزایش عمر محلول خنثی سازی را در مرحله بعد بهدنبال دارد.
5-خنثی سازی:
هدف از خنثی سازی، حذف آخرین محلول اسید کرومیک رویقطعه است که می‌تواند محلولهای بعدی را آلوده کند. اسید کرومیک باقیمانده درحفره‌های کور قطعه یا در محل اتصال آویزها از آبکاری شیمیایی این گونه مکان‌هاجلوگیری می‌کند. ترکیب مورد استفاده در این مرحله اسید کلریدریک کاملا خالص باچگالی 1.18 به میزان 180 سی سی در لیتر است. این محلول با گرفتن اسید کرومیکبه‌تدریج به سبزی می‌گراید و به محض این که محلول خنثی سازی به رنگ سبز تیرهدرآمد، باید دور ریخته شود. شرایط کار با این محلول دمای 40 درجه سانتیگراد و زمانلازم 1 تا 2 دقیقه است.
6- اسیدگیری:
پس از خنثی سازی، قطعه باید از اسیدکلریدریک پاک شود.
7. حساس سازی:
این مرحله در حقیقت قلب فرایند به شمار می رود. برای آبکاری روی پلاستیک ابتدا باید سطح آن را حساس کرد. این کار معمولا با نشاندنذره های کوچک پالادیوم روی قطعه صورت می گیرد که این ذرات بعدا کاتالیزوری برایشروع آبکاری خواهند بود. در این مرحله قطعه در محلولی از کلرید قلع و کلریدپالادیوم غوطه ور می شود و پس از گذشت زمان لازم کمپلکسی از قلع و پالادیوم روی سطحقطعه به وجود می آید که در مرحله شتاب دهی نمکهای قلع حذف می شود و تنها فلزپالادیوم روی سطح باقی می ماند. ترکیب مرحله حساس سازی چنین است: کلرید قلع(100تا 150 گرم در لیتر)، کلرید پالادیوم (0.2 تا 0.3 گرم در لیتر)، اسیدکلریدریک (20 سی سی در لیتر) این مرحلهدر دمای 35 تا 45 درجه سانتیگراد انجام می‌شود. محلول حساس سازی باید از نور محافظتشود تا طول عمر آن افزایش یابد. پس از این مرحله نیز شست‌وشو لازم است.
8- شتابدهی:
در این مرحله نمکهای قلع و بیشتر هیروکسید قلع حذف می‌شوند. این نمک‌ها جزئیاز کمپلکس روی سطح قطعه اند که پالادیوم را تا هنگام استفاده حفظ می‌کند. در اینمرحله قلع در محلول حل می‌شود و فقط فلز پالادیوم در سطح قطعه باقی می‌ماند. اینپالادیوم است که مرکز تجمع فلز روکش به‌شمار می‌آید. ترکیب پیشنهادی این مرحله، یکاسید رقیق مانند اسید سولفوریک 10درصد است. شرایط دمایی 20 تا 50 درجه سانتیگراد وزمان لازم حداقل2 دقیقه است. شست‌وشو در این مرحله همانند شست‌وشوی قبل از شتاب دهینمی‌تواند محلول روی سطح را کاملا بزداید ولی واکنش‌های هیدرولیزی سطح قطعه، وجوداین مرحله را ضروری می‌کند.
9- آبکاری شیمیایی(Electroless Plating)
به آبکاریبا یک محلول شیمیایی گفته می‌شود که بدون ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی صورتمی‌گیرد و قطعه ای را که داخل محلول فرو برده می‌شود، آبکاری می‌کند. پلاستیک فعالشده باید با روکش فلزی پوشانده شود تا هادی گردد. ضخامت این پوشش باید حداقل حدود 0.05 تا 0.5 میکرون باشد تا بتواند جریان لازم را برای شروع آبکاری الکترولیتی ازخود عبور دهد.
ایجاد این روکش با استفاده از محلولهای شیمیایی و بدون جریان برق (Electroless) ممکن است. این محلولها روکشهای بسیار نازکی بوجود می‌آورند و تازمانی که سطح قطعه کاملا پوشانده شود، واکنش ادامه می‌یابد. محلولهای آبکاریشیمیایی باید هم دربردارنده نمک فلزی باشند و هم یک احیا کننده برای واکنش شیمیاییکه بتواند کاتیونها را احیا کند. این کار به یک شروع کننده نیاز دارد که معمولاخود فلز است. در واکنش انجام شده کاتیون فلز مورد نظر احیا می‌شود و روی قطعهمی‌نشیند. وقتی یک پلاستیک فعال شده در چنین محلولی فرو برده می‌شود، هر ذرهپالادیوم، مرکز تجمع فلز (مس یا نیکل) به دور خود می‌شود. جزیره‌های تشکیل شده ازفلز به‌سرعت به یکدیگر می‌پیوندند و تمام سطح قطعه را می‌پوشانند. با اتمام آبکاریشیمیایی، قطعه پلاستیکی به قطعه ای با سطح هادی و رسانای جریان برق تبدیل می‌شود واز این مرحله به بعد روش متعارف آبکاری قطعات فلزی قابل استفاده است.
تنها بایدنکاتی را که به ماهیت پلاستیکی قطعه برمی‌گردد، در این مورد رعایت کرد:
1- بعلت سبک بودن قطعات پلاستیکی باید از مکانیزمهایی برای قرار دادن قطعه روی آویزکاتد استفاده شود تا اتصال کافی بمنظور عبور جریان برق بوجود آید.
2- برایقطعات ریز از سبدهای مخصوص استفاده شود.
3- پلیمری برای آبکاری انتخاب شود که دررده پلیمرهای مخصوص آبکاری باشد.
برای تزئین قطعات از آبکاری نیکل، کروم، برنج وطلا و برای تزئین قطعات خودرو از آبکاری کروم - نیکل استفاده می‌شود. جداسازی فلزاز محلول الکترولیت به کمک انرژی الکتریکی جریان خارجی را الکترولیز می‌نامند. الکترولیز به کمک جریان مستقیم صورت می‌گیرد و الکتریسیته مصرفی به انرژی شیمیایی وگرمایی تبدیل می‌شود. تبدیل این انرژی در آبکاری الکترولیت را تجزیه و فلز را آزادمی‌کند و آن را به شکل پوشش روی کاتد یا قطعه متصل به کاتد می‌نشاند. سولفونیمید،سولفانامید بنزول، سولفان اسید، سولفان اسید نفتالین، الکیل سولفان اسید و آریلسولفان سولفانات بعنوان براق کننده‌های اولیه به کار می‌روند و کومارین، بوتیندیول، اتصالات آلی آمونیوم و آمینها از براق کننده‌های ثانویه اند که با غلظت 1 تا10گرم در لیتر در وان آبکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پس از خروج قطعه آبکاریشده از الکترولیت، آن را با آب شست‌وشو می‌دهند و با جریان هوا خنک می‌کنند وآن‌گاه قطعه مورد نظر آماده استفاده در تزئینات داخلی (قطعات داخل اتاق) یا خارجی(آرم یا جلو پنجره) خودرو است.
مطالب مشابه :
تفاوت لاستیک با پلاستیک
آموزش کتاب این مواد قطعات لاستیکی را از مصرف این مواد در ساخت مبلمان ، تشک
قالب گیری تزریقی Injection molding در صنایع لاستیک
آموزش نرم افزار که آمیزه لاستیکی پمپ شده که از آن جهت ساخت قطعات فلزی پوشش
صنعت آبکاری، در خودرو و قطعات پلاستیکی
صنعت آبکاری، در خودرو و قطعات بوتادین جزء لاستیکی این پلاستیک روش های ساخت
چگونه اولین ربات خود را بسازید ؟ (1)
اما انتظار هم نداریم اولین ربات خود را با باندهای لاستیکی و قطعات را اموزش ساخت
لیست فایل های PDF
2-آموزش کامل کتیا و ساخت سختی سنج لاستیکی برای بهبود پرشدگی قطعات لوله ای پله
آموزش ریخته گری دقیق
طور کلی برای ساخت انواع قطعات ظریف می شود یک قالب لاستیکی تهیه می آموزش زبان
آموزش ساخت هواپیمای مدل
آموزش ساخت میباشد و به راحتی اجزا و قطعات بدست می آید و همچنین لاستیکی:
برچسب :
اموزش ساخت قطعات لاستیکی