آبکاری پلاستیک چیست، چه کاربردهایی دارد و شناخت چالش‌های آن
پلاستیک‌های مهندسی شده مدرن در صنایع و کاربردهای بی‌شماری استفاده می‌شوند. آن‌ها به دلیل قابلیت انعطاف‌پذیری، ماشین‌کاری آسان و سطح عالی موارد استفاده زیادی دارند. با این حال از آنجایی که پلاستیک‌ها رسانای الکتریکی نیستند، آبکاری آن‌ها با چسبندگی مناسب سخت است.
اگر با محصولات پلاستیکی مثل ABS، پلی‌پروپیلن، تفلون یا پلی‌کربنات سر و کار داشته باشید نیاز دارید که به آن‌ها قابلیت رسانایی الکتریکی دهید. یکی از راهکارهای مؤثر در فلزی کردن این متریال‌ها، آبکاری پلاستیک یا اضافه کردن پوشش فلزی به وسیله پروسه‌ای است که آبکاری الکتریکی پلاستیک نامیده می‌شود است.
قیمت آبکاری پلاستیک
قیمت آبکاری پلاستیک بر اساس نوع پلاستیک و فلز مورد استفاده برای آبکاری متفاوت است. خدماتی مانند آبکاری وکیوم پلاستیک، خدمات آبکاری کروم پلاستیک و آبکاری رنگی پلاستیک در حال حاضر در کشور ما نیز انجام می‌شود.
مزایای آبکاری روی ترکیبات پلاستیکی
آبکاری پلاستیک، فرآیند رسوب الکتریکی یون‌های محلول از یک فلز بر سطح ماده‌ای دیگر است که دو دهه است تبدیل به تکنیک رایجی شده است. تولیدکنندگان در صنایع زیادی از آبکاری الکتریکی برای محافظت در برابر خوردگی و سایش، افزایش سختی سطح، ارتقا رسانایی الکتریکی و حتی بهبود ظاهر یک قطعه استفاده می‌کنند.
با اینکه آبکاری الکتریکی را غالبا تکنیک رسوب فلز روی فلز در نظر می گیرند اما تخلیه الکتریکی فلزات روی مواد غیر فلزی هم امکان پذیر است که امروزه انجام می شود و مزایای زیادی برای تولید کنندگان داشته است.
تاریخچه آبکاری پلاستیک
آبکاری روی پلاستیک اولین بار در دهه ۱۹۶۰ در صنایع خودرو استفاده شد و امروزه کاربرد زیاد در صنایع مختلف دارد. آبکاری‌های جدید روی پلاستیک شامل آبکاری مواردی مثل کفش و محصولاتی نظیر لپ‌تاپ و تلفن همراه می‌باشد.
اولین بار، تولیدکنندگان اتومبیل به دنبال روشی بودند تا موتورهایشان مصرف سوخت بهینه‌تری داشته باشند که باعث افزایش استفاده از بخش‌های سبک پلاستیک شد. آبکاری پلاستیک‌ها با هدف فلزی کردن این بخش‌ها برای درخشان‌تر کردن و جذابیت بصری آن‌ها انجام شد. نکته کلیدی این روش توسعه یک فرآیند شیمیایی برای برقراری ارتباط بین سطح و اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) بود که پلیمری ترموپلاستیکی است که مقاومت زیادی در برابر ضربه دارد. این فرآیند چسبندگی کافی را بین بستر ABS و پوشش فلزی فراهم می‌کرد.
بهتر است بدانید:
استفاده از آبکاری روی پلاستیک در دهه ۱۹۶۰ توسعه یافت و این موضوع تا دهه ۱۹۷۰ نیز ادامه داشت و صنایعی نظیر لوله‌کشی و الکترونیک شروع به کشف مزایای به‌کارگیری آبکاری پلاستیک در متدهای تولیدی خود شدند. با این حال تغییر صنایع خودکار، در درجه اول کاهش تقاضای پوشش‌های براق در بخش‌های داخلی و خارجی منجر به کاهش استفاده از این روش در دهه ۱۹۹۰ شد.
در سال‌های اخیر مجدداً شاهد افزایش تقاضا برای این فرایند در صنایع مختلف و در بازارهای آمریکای شمالی و اروپا هستیم که می‌تواند به خاطر تقاضاهای جدید در بخش‌های مختلف صنایع و نیز بهبود کیفیت آبکاری‌های پلاستیک نسبت به روش‌های قدیمی‌تر باشد.
مزایای آبکاری پلاستیک
افزایش محدودیت استفاده از پلاستیک و کامپوزیت‌های پلاستیک در طیف وسیعی از فرآیندهای تولیدی منجر به تقاضای بیشتر آبکاری پلاستیک شده است. آبکاری پلاستیک با فلز ظاهر پلاستیک را زیباتر کرده و حس کیفیت بهتری به بیننده می‌دهد. در نتیجه گاهی برای جلوه بصری بهتر انتخاب می‌شود.
به‌علاوه آبکاری روی پلاستیک ابزاری مؤثر برای حفظ سطح در مقابل خوردگی است و آن را نسبت به خرابی و مواد شیمیایی مقاوم می‌کند. گاهی می‌تواند باعث افزایش قدرت و پایداری پلاستیک نیز شود.
همانطور که در صنعت خودرو مشاهده شده، مزیت اصلی آبکاری روی پلاستیک این است که می‌تواند ظاهر لایه سطحی را بهبود دهد. اکثر پلاستیک‌های صنعتی دارای دو لایه آبکاری هستند. در حالی‌که پلاستیک‌های رنگ شده جذابیت بالایی دارند اما درخشندگی آن‌ها کم است. با اینکه آبکاری با کروم از دیرباز تکنیک رایجی بوده است اما خطراتی که برای سلامتی دارد باعث شده که تولیدکنندگان به سمت پوشش‌های جایگزین نظیر نیکل بروند.
آبکاری پلاستیک به آن ترکیب امکان رسانایی الکتریکی می‌دهد که البته این ویژگی برای تولیدکنندگان اتومبیل هواپیما و سایر محصولات بی‌ارزش است. همچنین می‌تواند از آسیب دیدن پلاستیک در مقابل نور و خورده شدن آن جلوگیری نماید. همچنین به کنترل اتلاف انرژی هم کمک می‌کند.
مهم‌ترین کاربردهای آبکاری پلاستیک
بر اساس شرایط بازار جهانی، صنعت خودروسازی هنوز هم مشتری اصلی این تکنولوژی است و به دنبال آن صنعت اتصالات و سپس الکترونیک قرار دارد. در ادامه به بررسی برخی از آن‌ها می‌پردازیم:
اتومبیل‌سازی
آمارهای جهانی نشان می‌دهد که پلیمرها این روزها ۱۵-۲۰ درصد بخش‌های داخلی و خارجی اتومبیل‌ها را تشکیل می‌دهند. آن‌ها علاوه بر وزن کمتر، انعطاف بیشتری به طراحی‌ها می‌دهند. توانایی قالب‌گیری و ترکیب پلاستیک به هر شکلی، به مهندسان توانایی ارائه محصولات جدید را می‌دهد.
حجم زیادی از آبکاری نیکل مربوط به صنعت خودروسازی است و به خاطر ظاهر زیبایی که دارد از آن در جلو پنجره، چرخ، دستگیره تعویض دنده، دستگیره درب و ضربه‌گیر استفاده می‌شود. در برخی مواد از آلیاژهای نیکل به جای نیکل خالص استفاده می‌شود.
صنعت الکترونیک
با این که این صنعت، نسبت به خودروسازی سهم کمتری از این بازار دارد اما فرآیند آبکاری پلاستیک نقش مهمی در تولیدات الکترونیکی دارد. از نظر ظاهری از آبکاری نیکل و نیکل-کروم برای تقویت ظاهر قطعات پلاستیکی کامپیوترها و موبایل‌ها و نیز در دکمه‌های کنترل، کلیدها و دکمه‌ها و طیف وسیعی از کاربردهای الکتریکی استفاده می‌شود.
از نظر کاربردی نیز از آن‌ها برای ایجاد رسانایی الکتریکی استفاده می‌شود. این فرایند برای حفاظت در برابر شرایط خارجی نیز استفاده می‌شود. توسعه پلاستیک‌های مقاوم به گرما، موجب نیاز به آبکاری نیکل روی بلوک‌های متصل‌کننده شده است تا امکان لحیم‌کاری مستقیم بر روی سطح آن‌ها فراهم شود. به‌علاوه آبکاری پلاستیک‌ها نقش مهمی در تولید سیستم‌های مداری دارد که مسیرهای به هم پیوسته زیادی دارند.
لوله‌کشی
استفاده از وسایل لوله‌کشی پلاستیکی به عنوان جایگزین‌های ارزان و سبک فلزات موجب ایجاد تقاضا برای آبکاری روی ابزارهای پلاستیکی شده است. با این که اولین ابزارهای لوله‌کشی پلاستیکی، پلاستیک‌های رنگ شده بودند تقاضا برای داشتن حمام‌ها و آشپزخانه‌های درخشان‌تر و براق‌تر مسیر را به سمت استفاده از محصولات پلاستیکی آبکاری شده با فلزات باز کرد. کیفیت این محصولات نیز در طی زمان بهبود یافته است.
لوله‌های آبکاری شده با نیکل پاسخگوی طیف وسیعی از افراد است با این حال لوله‌هایی که با طلا آبکاری شده‌اند می‌تواند نیاز کسانی که به دنبال حمام و آشپزخانه جذاب‌تری هستند را پاسخ دهد.
سایر کاربردهای آبکاری پلاستیک
تولید محصولات مقاوم در برابر حرارت
قطعات پلاستیکی که در حین ساخت یا استفاده در معرض دمای بالایی قرار می‌گیرند، می‌تواند در برابر گرما صدمه ببینند. آبکاری فلزات می‌تواند به عنوان یک شیلد گرمایی برای به حداقل رساندن ریسک استفاده شود.
محصولات ارتباطات رادیویی
آنتن‌ها، فیلترهای RF یا موج‌برهای پلاستیکی آبکاری شده از آیتم‌ها حفاظت کرده و انتقال امواج رادیویی را تسهیل می‌کنند.
محصولات بهداشتی
محصولات پلاستیکی آبکاری شده موجب بهبود کیفیت محصولات بهداشتی می‌شوند که نیاز به داشتن یک سطح پلاستیکی بهداشتی و پاک دارند. آبکاری موجب راحت‌تر شدن پاک‌سازی آن‌ها می‌شود. مثالی از چنین مواردی شامل اتصالات دوش، لوازم آشپزخانه و حمام و شیرهای ظرف‌شویی است.
محصولات خانگی
گاهی می‌توانید آبکاری فلزات را در دستگیره و کنترل نصب شده بر روی انواع لوازم خانگی و دستگاه‌های الکترونیکی ببینید. استفاده از پلاستیکی که با فلز آبکاری شده ارزان‌تر از تولید ابزارهایی است که تماماً فلزی باشند و این به تولیدکنندگان امکان ارائه محصولاتشان با قیمت رقابتی‌تر را می‌دهد.
پوشاک
اگر پیش آمده که لباسی بخرید که دکمه‌هایش ظاهر فلزی دارند باید بدانید که آن‌ها پلاستیک‌های آبکاری شده با فلز هستند.
درب بطری‌ها
در فرانسه برخی تولیدکنندگان عطر از درب‌های بطری پلاستیکی که آبکاری فلزی دارند برای جذاب‌تر کردن بسته‌بندی‌های خود استفاده می‌کنند.
آبکاری پلاستیک بر روی چه پلاستیک‌هایی قابل انجام است؟
با اینکه اولین تجربه موفقیت آمیز آبکاری پلاستیک با ABS بدست آمد و هنوز هم ۹۰ درصد پلاستیک‌های آبکاری شده از ABS هستند، اما تکنیک‌های مؤثری برای آبکاری طیف وسیعی از مواد پلاستیکی ارائه شده است.
بسیاری از این مواد با عنوان ترموپلاستیک طبقه‌بندی می‌شوند و به این معناست که وقتی بیش از حد مشخصی گرما بگیرند، قالب‌پذیر می‌شوند و به محض سرد شدن جامد می‌شوند. مثالی از پلاستیک‌هایی که قابلیت آبکاری الکتریکی را دارند شامل موارد زیر است
تفلون: تفلون نام برندی برای پلی‌تترا فلورواتیلن است که اولین بار برای تولید ظروف نچسب به کار گرفته شد.
فنولیک: مواد پلاستیکی لمینت شده‌ای هستند که برای تولید طیف وسیعی از محصولات پلاستیکی قالب‌بندی شده‌اند.
پلی‌کربنات: نام گروهی از پلیمرهای ترموپلاستیکی پایدار و قوی است که در صنایع مختلف هوافضا، ذخیره‌سازی داده و اتومبیل‌سازی استفاده می‌شوند.
پلی‌سولفون : گروهی از پلیمرهای ترموپلاستیکی که به خاطر پایداری، شفافیت و تحمل دمای بالا شناخته شده و در بازدارنده‌های شعله، محیط فیلتراسیون و دی الکتریک در خازن‌ها به‌کار می‌روند.
پلی‌اکسی متیلن (پلی‌استال) : ترموپلاستیک مهندسی شده که در کاربردهای مهم مهندسی برای کامپوننت‌هایی به کار می‌رود که نیاز به اصطکاک کم، سختی زیاد و پایداری ابعادی دارند.
بهترین فلزات برای آبکاری روی پلاستیک
آبکاری پلاسیتک را با فلزات مختلفی می‌توان انجام داد. وقتی نیاز به بهبود رسانایی الکتریکی است، مس گزینه مناسبی است. آبکاری طلا یا نقره نیز برای زیبایی محصول مناسب است. آبکاری نیکل نیز در سطح وسیعی در صنایع مختلف استفاده می‌شود. فواید آبکاری با برخی فلزات به شرح زیر است:
طلا
بدیهی است که آبکاری طلا ظاهر زیبایی ایجاد می‌کند. طلا همچنین مزایای دیگری نیز دارد و موجب حفاظت در برابر خوردگی می‌شود و به کرات برای ایجاد پوششی با رسانایی الکتریکی استفاده می‌شود. به‌علاوه خاصیت محافظت گرمایی، آن را برای کاربردهایی که دمای بالایی نیاز دارند مناسب می‌کند.
نیکل
نیکل به دلیل ظاهر براقی که دارد و نیز سمیت کمتر آن نسبت به کروم می‌تواند جایگزین آن در صنایع خودروسازی شود. نیکل همچنین در برابر خوردگی و سایش حفاظت ایجاد می‌کند. آلیاژدهی نیکل با سایر مواد نظیر تنگستن می‌تواند سختی نیکل را بیشتر کرده و قابلیت مقاومت آن در برابر خوردگی و سایش را افزایش دهد.
مس
مس شاید شناخته‌شده‌ترین مورد برای ایجاد رسانایی الکتریکی است و به همین دلیل پرکاربردرین مورد برای فلزی کردن سطوح مواد غیر رسانا است. مزیت اصلی آن هزینه کمی است که در مقایسه با طلا و نقره دارد.
کروم
با اینکه کروم شش ظرفیتی به عنوان ماده‌ای سرطان‌زا شناخته می‌شود و در لیست آلوده‌کننده‌های هوا قرار دارد اما هنوز هم از آن در صنعت خودروسازی استفاده می‌شود. کروم سطح صاف، مقاومت در برابر خوردگی خوب و جذابیت زیبایی ایجاد می‌کند. با این حال آبکاری با کروم فرآیند پیچیده‌ای دارد که می‌تواند تا ۳۰ مرحله داشته باشد.
چالش‌های آبکاری پلاستیک
چالش اصلی آبکاری پلاستیک نارسانا بودن الکتریکی پلاستیک است. بنابراین یون‌های فلزی با بار الکتریکی که با جریان DC تولید شده‌اند در طی فرآیند آبکاری به قطعه پلاستیکی نمی‌چسبند. در نتیجه، لازم است قبل از اجرای فرآیند آبکاری سنتی، سطح آن با رسوب یک فیلم رسانا آماده شود که این کار به روش‌های مختلفی انجام می‌شود.
معایب آبکاری پلاستیک با فلزات
حذف آن‌ها سخت است: حذف آبکاری فلزی سخت است چون گرما می‌بیند و به سطحی که به آن اسپری شده می‌چسبد و به همه درزها و گوشه‌ها نیز وارد می‌شود.
نیاز به روال تخصصی دارند: این کار نیازمند ابزارها و تجهیزات خاص خودش است. بنابراین آبکاری پلاستیک در منزل و فضاهای غیرتخصصی امکان‌پذیر نیست و همین موجب افزایش هزینه‌های این کار می‌شود.
ضخامت کم آبکاری: ضخامت لایه فلزی خیلی نازک است و ممکن است در مقابل اشیای تیز آسیب ببیند.
دیدگاهتان را بنویسید