Povlakování výrobků z 3D tiskáren

Proč povlakovat 3D plastyVázičky

Díky technologii 3D tisku je dnes možné z plastů vytvořit prakticky cokoliv. Ačkoliv je pokov1plastů celá řada, většina z nich trpí nízkou tvrdostí, degraduje na UV záření nemá kovový vzhled, a podobně. Díky povrchovým technologiím je ale možné tyto vlastnosti změnit. Je možné na povrch plastů nanést kovový nebo keramické vrstvy, které mají vysokou tvrdost (až 2500 HV) a povrch je pak nepoškrábatelný, stejná vrstva pak uchrání materiál před chemickou i ultrafialovou degradací a mnohem déle vydrží a v neposlední řadě dostane povrch atraktivní kovový vzhled, téměř jakékoli barvy. Takto povrchově upravený výrobek je pak schopen zvládat i nepříznivá prostředí (například lidský pot). 

 

PVD povlakování je jedna ze tří možných cest, jak měnit povrchové vlastnosti a a vzhled výrobků vyrobených z platů. Dalšími možnostmi jsou elektro-chemické metody nanášení chromu, niklu nebo mědi,  a pak různé laky. Na rozdíl od dvou výše zmíněných je PVD suchý proces, kterým je možné nanášet jakýkoliv materiál na jakýkoli materiál.

Magnetronové naprašování

magnetronové naprašování je jedna z metod PVD povlakování pokov2(Physical vapor deposition). Je to vakuový proces, při kterém jsou z, většinou kovových, targetů uvolněny páry kovu, které letí vakuem, kde pak dopadají na substrát (část, která má být povlakována) a tam vytvářejí nový povrch. Po té, co je substrát umístěn do vakuové komory, je komora vyvakuována na tlak cca 1 mPa, o 8 řádů nižší tlak než atmosférický. Tím dojde odstranění nežádoucích plynů. Pak se do komory pustí pracovní plyn (argon, krypton), ve kterém se pak zapálí doutnavý výboj (plasma, viz obrázek XX). Kladné ionty argonu jsou pak přitahovány záporným napětím na katodu, která je vyrobena z materiálů, který chceme naprašovat. Dopadající iont argonu předá svoji kinetickou energii atomu kovu a ten vyletí do prostoru (Obrázek XX). Proud těchto kovových atomů dopadne na vše, co mu stojí v cestě, je to tedy line-of-sight proces. Pokud se do pracovní komory pustí ještě reaktivní plyn (dusík, kyslík, acetylén,…), je možné takto tvořit i složité sloučeniny (nitridy, oxidy, karbidy). Nejde tedy pouze o povlakování kovy, ale i keramikou, která má často mnohem lepší vlastnosti.pokov3

Mezi nevýhody tohoto procesu oproti jiným metodám povlakování plastů patří například to, že povlak téměř atomově kopíruje podklad. Nelze tedy očekávat, že jakékoliv škrábance či nepřesnosti na povrchu vymizí, jako je tomu například u některých nátěrů. Na druhou stranu povlak zanechá veškeré reliéfy a například u FDM technologie 3D tisku jednotlivé vrstvy vytvářejí zajímavý třpytivý efekt.

Další nevýhodou je nízká teplota tání plastů. Magnetronové naprašování se v drtivé většině případů používá pro povlakování strojních součástí za teploty okolo 500°C, která není použitelná pro plasty. Je tedy potřeba proces řádně odladit a využít ideálně aparatury s pulzním zdrojem, jako například AdvaMat s.r.o., která je schopná povlakovat plasty i od teploty 80°C. Výhodou pak, je, že když už je jednou tento proces vyvinutý, je stoprocentně opakovatelný. Výše zmíněná aparatura s pulzním zdrojem navíc umožňuje nanášet i nevodivé povlaky (oxidy) na nevodivé materiály – jakékoliv plasty.

Autor článku:

Adam Jech
Follow

Adam Jech

Co-founder at MakersLab
Svou první podomácku postavenou tiskárnou, jsem se rozhodl, že 3D tisk je ta správná volba a nyní již obsluhuji fungující portál pro 3D tisk, výrobu na zakázku a modelování právě pro 3D tisk.

www.MakersLab.cz | www.3demon.cz | www.fashion-stl.cz
Adam Jech
Follow

Latest posts by Adam Jech (see all)