آبکاری پلاستیک چیست و چه کاربردهایی دارد؟

پلاستیک های مهندسی شده مدرن در صنایع و کاربردهای بیشماری استفاده می شوند. آنها به دلیل قابلیت انعطاف پذیری ، ماشینکاری آسان و سطح عالی موارد استفاده زیادی دارند. با این حال از آنجایی که پلاستیک  ها رسانای الکتریکی  نیستند، آبکاری آنها با چسبندگی مناسب سخت است.

اگر با محصولات پلاستیکی مثل ABS، پلی پروپیلن، تفلون یا پلی کربنات سروکار داشته باشید نیاز دارید که به آنها قابلیت رسانایی الکتریکی دهید. یکی از راه کارها موثر در فلزی کردن این متریال ها، اضافه کردن پوشش فلزی به وسیله پروسه ای است که آبکاری الکتریکی پلاستیک نامیده می شود. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

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 کشورمان انجام می شود و شما می توانید فیلم آبکاری پلاستیک را در اینترنت مشاهده کنید.

مزایای آبکاری روی ترکیبات پلاستیکی

آبکاری پلاستیک ، فرآیند رسوب الکتریکی یون های محلول از یک فلز بر سطح ماده ای دیگر است که دو دهه است تبدیل به تکنیک رایجی شده است. تولید کنندگان 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 می کنند.

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. آبکاری های جدید روی پلاستیک شامل آبکاری مواردی مثل کفش و محصولاتی نظیر لپ تاپ و تلفن همراه می باشد.

اولین بار، تولید کنندگان اتومبیل به دنبال روشی بودند تا موتورهایشان مصرف سوخت بهینه تری داشته باشند که باعث افزایش استفاده از بخش های سبک پلاستیک شد. آبکاری پلاستیک با هدف فلزی کردن این بخش ها برای درخشان تر 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 می کرد.

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 لوله کشی و الکترونیک شروع به کشف مزایای بکارگیری آبکاری پلاستیک در متدهای تولیدی خود شدند. با این حال تغییر صنایع خودکار، در درجه اول کاهش تقاضای پوشش های براق در بخش های داخلی و خارجی منجر به کاهش استفاده از این روش در دهه ۱۹۹۰ شد.

در سالهای اخیر مجددا شاهد افزایش تقاضا برای آبکاری پلاستیک در صنایع مختلف و در بازارهای آمریکای شمالی و اروپا هستیم که می تواند به خاطر تقاضا های جدید در بخش های مختلف صنایع و نیز بهبود کیفیت آبکاری های پلاستیک نسبت به روش های قدیمی تر باشد.

مزایای آبکاری پلاستیک

افزایش محدودبیت استفاده از پلاستیک و کامپوزیت های 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 بالاتری را به بیننده می دهد. در نتیجه گاهی برای جلوه بصری بهتر انتخاب می شود.

بعلاوه آبکاری روی پلاستیک ابزاری موثر برای حفظ سطح در مقابل خوردگی است و آن را نسبت به خرابی و مواد شیمیایی مقاوم می کند. گاهی می تواند باعث افزایش قدرت و پایداری پلاستیک نیز شود.

همانطور که در صنعت خودرو مشاهده شده ، مزیت اصلی آبکاری روی پلاستیک این است که می تواند ظاهر لایه سطحی را بهبود دهد. اکثر پلاستیک های صنعتی دارای دو لایه آبکاری هستند. در حالیکه پلاستیک های 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 تولید کنندگان به سمت پوشش های جایگزین نظیر نیکل بروند.

آبکاری پلاستیک به آن ترکیب امکان رسانایی الکتریکی می دهد که البته این ویژگی برای تولید کنندگان اتومبیل ، هواپیما و سایر محصولات بی ارزش است. همچنین می تواند از آسیب دیدن پلاستیک در مقابل نور و خورده شدن آن جلوگیری نماید. همچنین به کنترل اتلاف انرژی هم کمک می کند.

مهم ترین 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 می پردازیم:

اتومبیل سازی

آمارهای جهانی نشان می دهد که پلیمرها این روزها ۱۵-۲۰ درصد بخش های داخلی و خارجی اتومبیل ها را تشکیل می دهند. آنها علاوه بر وزن کمتر، انعطاف بیشتری به طراحی ها می دهند. توانایی قالب گیری و ترکیب پلاستیک به هر شکلی، به مهندسان توانایی ارائه محصولات جدید را می دهد.

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 ضربه گیر استفاده می شود. در برخی مواد از آلیاژهای نیکل به جای نیکل خالص استفاده می شود.

صنعت الکترونیک

با اینکه 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 موبایل ها و نیز در دکمه های کنترل ، کلیدها و دکمه ها و طیف وسیعی از کاربردهای الکتریکی استفاده می شود.

از نظر کاربردی نیز از آنها برای ایجاد رسانایی الکتریکی استفاده می شود. آبکاری پلاستیک برای حفاظت در برابر شرایط خارجی نیز استفاده می سود. توسعه پلاستیک های مقاوم به گرما ، موجب نیاز به آبکاری نیکل روی بلوک های متصل کننده شده است تا امکان لحیم کاری مستقیم بر روی سطح آنها فراهم شود. بعلاوه آبکاری پلاستیک نقش مهمی در تولید سیستم های مداری دارد که مسیرهای بهم پیوسته زیادی دارند.

لوله کشی

استفاده از وسایل لوله کشی پلاستیکی به عنوان جایگزین های ارزان و سبک فلزات موجب ایجاد تقاضا برای آبکاری روی ابزارهای پلاستیکی شده است. با اینکه اولین ابزارهای لوله کشی پلاستیکی، پلاستیک های رنگ شده بودند تقاضا برای داشتن حمام ها و آشپزخانه های درخشان تر و براق تر مسیر را به سمت استفاده از محصولات پلاستیکی آبکاری شده با فلزات باز کرد. کیفیت این محصولات نیز در طی زمان بهبود یافته است.

لوله های آبکاری شده با نیکل پاسخگوی طیف وسیعی از افراد است با این حال لوله هایی که با طلا آبکاری شده اند می تواند نیاز کسانی که به دنبال حمام و آشپزخانه جذاب تری 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 می گیرند، می تواند در برابر گرما صدمه ببینند. آبکاری فلزات می تواند به عنوان یک شیلد گرمایی برای به حداقل رساندن ریسک استفاده شود

محصولات ارتباطات رادیویی

آنتن ها ، فیلترهای RF یا موج برهای پلاستیکی آبکاری شده از آیتم ها حفاظت کرده و انتقال امواج رادیویی را تسهیل می کنند.

محصولات بهداشتی

محصولات پلاستیکی آبکاری شده موجب بهبود کیفیت محصولات بهداشتی می شوند که نیاز به داشتن یک سطح پلاستیکی بهداشتی و پاک دارند. آبکاری موجب راحت تر شدن پاکسازی آنها می شود. مثالی از چنین مواردی شامل اتصالات دوش ، لوازم آشپزخانه و حمام و شیرهای ظرفشویی است.

محصولات خانگی

گاهی می توانید آبکاری فلزات را در دستگیره و کنترل نصب شده بر روی انواع لوازم خانگی و دستگاه های الکترونیکی ببینید. استفاده از پلاستیکی که با فلز آبکاری شده ارزانتر از تولید ابزارهایی است که تماما فلزی باشند و این به تولید کنندگان امکان ارائه محصولاتشان با قیمت رقابتی تر را می دهد.

پوشاک

اگر پیش آمده که لباسی بخرید که دکمه هایش ظاهر فلزی دارند باید بدانید که آنها پلاستیک های آبکاری شده با فلز هستند.

درب بطری ها

در فرانسه برخی تولید کنندگان عطر از درب های بطری پلاستیکی که آبکاری فلزی دارند برای جذاب تر کردن بسته بندی های خود استفاده می کنند.

آبکاری پلاستیک بر روی چه پلاستیک هایی قابل انجام است؟

با اینکه اولین تجربه موفقیت آمیز آبکاری پلاستیک با ABS بدست آمد و هنوز هم ۹۰ درصد پلاستیک های آبکاری شده از ABS هستند، اما تکنیک های موثری برای آبکاری طیف وسیعی از مواد پلاستیکی ارائه شده است.

بسیاری از این مواد با عنوان ترموپلاستیک طبقه بندی می شوند و به این معناست که وقتی بیش از حد مشخصی گرما بگیرند،  قالب پذیر می شوند و به محض سرد شدن جامد می شوند. مثالی از پلاستیک هایی که قابلیت آبکاری الکتریکی را دارند شامل موارد زیر است

تفلون: تفلون نام برندی برای پلی تترا فلورواتیلن است که اولین بار برای تولید ظروف نچسب به کار گرفته شد.

فنولیک: مواد پلاستیکی لمینت شده ای هستند که برای تولید طیف وسیعی از محصولات پلاستیکی قالب بندی شده اند.

پلی کربنات: نام گروهی از پلیمرهای ترموپلاستیکی پایدار و قوی است که در صنایع مختلف هوافضا، ذخیره سازی داده و اتومبیل سازی استفاده می شوند.

پلی سولفون : گروهی از پلیمرهای ترموپلاستیکی که به خاطر پایداری، شفافیت و تحمل دمای بالا شناخته شده و در بازدارنده های شعله ، محیط فیلتراسیون و دی الکتریک در خازن ها بکار می روند.

پلی اکسی متیلن (پلی استال) : ترموپلاستیک مهندسی شده که در کاربردهای مهم مهندسی برای کامپوننت هایی به کار می رود که  نیاز به اصطکاک کم ، سختی زیاد و پایداری ابعادی دارند.

بهترین فلزات برای آبکاری روی پلاستیک

آبکاری پلاسیتک را با فلزات مختلفی می توان 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 می شود. فواید آبکاری با برخی فلزات به شرح زیر است:

طلا

بدیهی است که آبکاری طلا ظاهر زیبایی ایجاد می کند. طلا همچنین مزایای دیگری نیز دارد و موجب حفاظت در برابر خوردگی می شود و به کرات برای ایجاد پوششی با رسانایی الکتریکی استفاده می شود. بعلاوه خاصیت محافظت گرمایی،  آن را برای کاربردهایی که دمای بالایی نیاز دارند مناسب می کند.

نیکل

نیکل به خاطر ظاهر براقی که دارد و نیز سمیت کمتر آن نسبت به کروم می تواند جایگزین آن در صنایع خودروسازی شود. نیکل همچنین در برابر خوردگی و سایش حفاظت ایجاد می کند. آلیاژ دهی نیکل با سایر مواد نظیر تنگستن می تواند سختی نیکل را بیشتر کرده و قابلیت مقاومت آن در برابر خوردگی و سایش را افزایش دهد.

مس

مس شاید شناخته شده ترین مورد برای ایجاد رسانایی الکتریکی است و به همین دلیل پرکاربرد ترین 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 ماده ای سرطان زا شناخته می شود و در لیست آلوده کننده های هوا قرار دارد اما هنوز هم از آن در صنعت خودروسازی استفاده می شود. کروم سطح صاف ، مقاومت در برابر خوردگی خوب و جذابیت زیبایی ایجاد می کند. با این حال آبکاری با کروم فرآیند پیچیده ای دارد که می تواند تا ۳۰ مرحله داشته باشد.

چالش های آبکاری پلاستیک

چالش اصلی آبکاری پلاستیک نارسانا بودن الکتریکی پلاستیک است. بنابراین یونهای فلزی با بار الکتریکی که با جریان DC تولید شده اند در طی فرآیند آبکاری به قطعه پلاستیکی نمی چسبند. در نتیجه ، لازم است قبل از اجرای فرآیند آبکاری سنتی ، سطح آن با رسوب یک فیلم رسانا آماده شود که این کار به روش های مختلفی انجام می شود.

معایب آبکاری پلاستیک با فلزات

حذف آنها سخت است: حذف آبکاری فلزی سخت است چون گرما می بیند و به سطحی که به آن اسپری شده می چسبد و به همه درز ها و گوشه ها نیز وارد می شود.

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 هزینه های این کار می شود.

ضخامت کم آبکاری: ضخامت لایه فلزی خیلی نازک است و ممکن است در مقابل اشیای تیز آسیب ببیند.