Hva er galvanisering?
For to år siden fikk vi et parti på 12 000 forkrommet -belagt ABS-håndtak fra en europeisk bilkunde. Hver enkelt brikke mislyktes med termisk sykling ved 80 grader. Krommet så perfekt ut på lageret. Sett den gjennom fire sykluser mellom -30 grader og 80 grader, og nikkellaget delaminerte som gammel maling. Det kostet oss omarbeidet, flyfrakten og nesten kontoen.
Det prosjektet lærte oss mer om galvanisering enn noen lærebok noensinne kunne.
Det grunnleggende
Ved elektroplettering avsettes metall på en overflate ved hjelp av elektrisk strøm. Senk delen i et elektrolyttbad, kjør strøm gjennom den, og metallioner fra løsningen reduseres til katoden-arbeidsstykket ditt. Kobber, nikkel, krom, gull, sølv-forskjellige bad, forskjellige resultater.
På metallunderlag er dette enkelt. På plast er ingenting enkelt.
Plast leder ikke strøm. Før noe metall kan avsettes, trenger overflaten aktivering-en rekke kjemiske trinn som skaper et ledende frølag. Hopp over et trinn, skynd deg med timingen, bruk feil konsentrasjon, og platingen fester seg enten ikke eller svikter i feltet. Den europeiske håndtaksfeilen ble sporet tilbake til utilstrekkelig etsedybde. Butadiengropene var for grunne, palladiumkatalysatoren forankret ikke ordentlig, og hele stabelen hadde svak mekanisk adhesjon fra starten.
Hvorfor plateplast i det hele tatt
Vekt. Et forkrommet- ABS-dørhåndtak veier kanskje 85 gram. Den samme delen i sinkpressstøping kjører 400-500 gram. Multipliser det på tvers av et kjøretøyinteriør med femten trimstykker, og du forstår hvorfor alle bilprodusenter spesifiserer belagt plast der de kan.
Kostnadsfaktorer også. Plastsprøytestøpeverktøy amortiserer over store volumer. Komplekse geometrier som vil kreve flere maskineringsoperasjoner i metall kommer ut av formen klar for etterbehandling. Og i motsetning til metall, korroderer ikke plasten under belegget hvis belegget blir riper.
Applikasjonene er delt inn i dekorative og funksjonelle. Baderomsarmaturer, innfatninger til apparater, bilrister-som er dekorative. EMI-skjerming på elektroniske kabinetter, sliteflater på mekaniske sammenstillinger, termisk styring på LED-hus -funksjonell. Noen deler trenger begge deler.
Kjemien
ABS plater godt på grunn av sammensetningen. Materialet inneholder butadiengummi dispergert i en styren-akrylnitrilmatrise. Krom-svovelsyre angriper butadien selektivt, og etterlater mikroskopiske groper i overflaten. Disse gropene gir mekanisk forankring for metalllag. Etsningen skaper også polare karbonylgrupper som forbedrer kjemisk binding.
Standardsekvensen kjører: alkalisk ren, ets, nøytraliser, aktiver med palladium-tinnkatalysator, strømløs nikkel eller kobber, deretter konvensjonell galvanisering. Hvert trinn har temperaturvinduer, konsentrasjonsområder og nedsenkingstider. Produksjonslinjer overvåker disse parameterne kontinuerlig fordi drift forårsaker defekter.
Elektroløs plating er den kritiske broen. I motsetning til elektroplettering, bruker den kjemiske reduksjonsmidler i stedet for strøm. Natriumhypofosfitt reduserer nikkelioner på den palladium-katalyserte overflaten. Dette første metalliske laget -typisk 0,3 til 0,5 mikron-etablerer ledningsevne for påfølgende elektroavsetning.
Etter strømløshet avhenger den konvensjonelle plateringsstabelen av sluttkravene. Dekorativ krom brukes vanligvis: surt kobber for utjevning, semi-blank nikkel, blank nikkel, mikroporøst eller mikrosprukket krom. ASTM B604 spesifiserer lagtykkelser basert på serviceforhold. Utvendig trim for biler i tøffe klimaer trenger hele stabelen med maksimal tykkelse.
Hva går galt
De fleste pletteringsfeil går tilbake til den støpte delen, ikke pletteringslinjen.
Det indre stresset er det store. Plastdeler avkjøles fra utsiden og inn. Hvis formen blir kald, hvis injeksjonshastigheten er for høy, hvis portplasseringen skaper ubalansert flyt, blir molekylær orientering frosset inn. Den spenningen viser seg ikke før delen treffer etsetanken. Stressede områder etser annerledes enn avslappede områder. Etter plettering ser du vitnelinjer, appelsinskalltekstur eller direkte delaminering under termisk sykling.
Håndtakene som sviktet i Europa kom fra en form som kjørte 15 grader under spesifikasjonen fordi temperaturkontrolleren ikke fungerte. Ingen fanget det under produksjonen. Spenningen ble ikke synlig før pletteringen gikk på og de termiske testene startet.
Overflatefeil forsterker under krom. Synkemerker som vil være akseptable på en teksturert del blir tydelige på blank krom. Sveiselinjer som forsvinner under matte overflater vises som synlige sømmer. Gassforbrenninger fra utilstrekkelig ventilasjon etterlater matte flekker. Vi avviser deler før vi sender til platingsleverandøren som vi ville ha bestått for andresekundære operasjoner.
Materialforurensning dreper vedheft. Ommaling blandet inn i virgin ABS endrer butadienfordelingen. Flammehemmende tilsetningsstoffer forstyrrer etsekjemien. Slippmidler på formoverflaten overføres til deler og blokkerer katalysatoraktivering. En kunde insisterte på å bruke 20 % ettermaling for kostnadsbesparelser. Etter tre avviste pletteringspartier gikk de tilbake til jomfruelig materiale.
Design for plating
Veggtykkelsesvariasjonen bør holde seg under 25 %. Ujevne partier avkjøles med forskjellige hastigheter, og skaper stressgradienter. Pletteringslinjen kan ikke kompensere for det sprøytestøpeprosessen innebygde.
Radier betyr noe. Strømtettheten konsentrerer seg ved skarpe kanter, og legger overflødig metall der mens de sulter fordypninger. Minimum 0,5 mm radius på alle kanter, mer der det er mulig. Vi har sett brent krom på kanter så små som 0,2 mm radius-ser forferdelig ut, feiler inspeksjon hver gang.
Blindhull og dype lommer felleløsning. Katalysator aktiveres ikke, strømløs dekning svikter, og du får skipplettering i akkurat de områdene som er vanskeligst å se under inspeksjon. Hvis geometrien krever blinde funksjoner, orienter dem for drenering.
Portplassering påvirker sveiselinjens plassering. Sveiselinjer skal lande på ikke--overflater eller i områder som vil bli maskert under plettering. Flytting av porten koster noen ganger ingenting i formen, men sparer hele platingsprogrammet.
Arbeide med en plateleverandør
Forholdet mellom sprøytestøpingsproduksjon og pletteringshus krever koordinering som mange programmer undervurderer.
Vi kjører prøvedeler gjennom pletteringslinjen før vi forplikter oss til produksjonsverktøy. T1-prøver går til leverandøren for testplettering og adhesjonstesting. Hvis noe feiler, justerer vi formen eller prosessen før vi skjærer produksjonsstål. Å finne et problem hos T1 koster dager. Å finne den på 50 000 stykker koster programmet.
Deler sendes til plettering i beskyttende emballasje som forhindrer håndteringsskader og forurensning. Dedikerte beholdere, hansker for håndtering, kontrollert lagring. Et fingeravtrykk som er usynlig på den støpte delen blir en permanent defekt under krom.
For programmer med høyt-volum kvalifiserer vi pletteringsleverandørens prosess, ikke bare prøvene deres. Tankkjemiovervåking, linjevedlikeholdsplaner, operatøropplæringsposter. Når platingen svikter termisk sykling på kundens anlegg, tar begge selskapene slaget.
Materialgrenser
ABS-plater pålitelig. PC/ABS blander plate med modifisert kjemi og strammere kontroller. Utover det begynner økonomi og fysikk å jobbe mot deg
.
Glass-fylte materialer plater ikke. Glassfibrene etser ut av overflaten, og etterlater en groper tekstur som ingen mengde kobber kan jevne ut. Mineral-fylte forbindelser har lignende problemer.
Materialer med høy-temperatur som PPS eller PEEK krever en helt annen aktiveringskjemi-edelmetallanslag, spesialiserte katalysatorer, prosesstemperaturer som overstiger standard platingslinjekapasitet. Noen applikasjoner rettferdiggjør kostnaden. De fleste gjør det ikke.
PVC og klorerte materialer frigjør etsende gasser under bearbeiding som angriper både deloverflaten og pletteringsutstyret. Hvis du trenger en belagt PVC-del, budsjett for korrosjonsbestandige- tankforinger og hyppig badebytte.
Den virkelige kostnadsberegningen
Galvanisering legger til $0,15 til $2,00 per del avhengig av størrelse, kompleksitet og tykkelseskrav. Det høres overkommelig ut inntil avslagsprosentene kommer inn i beregningen.
Et godt-kontrollert program med riktig DFM, validert verktøy og en kvalifisert platingspartner kjører 2-5 % avvisning. Programmer med snarveier-forhastet verktøy, marginalt materiale, inkonsistente støpeparametere kjører 15–25 % avvisning eller verre. Pletteringskostnaden per god del dobles eller tredobles.
Vi budsjetterer platingsprogrammer forutsatt et visst nivå av avvisning og bygger det inn i prissettingen. Kunder som krever den laveste stykkprisen ender ofte opp med å betale mer når kvalitetsproblemer dukker opp nedstrøms.
Dette tekniske notatet oppsummerer felterfaring fra ABIS Mold Technologys bil- og forbrukerelektronikkprogrammer som krever belagte plastkomponenter. Vårt ingeniørteam gjennomgår elektropletteringskrav under DFM-analyse og koordinerer med kvalifiserte plateringspartnere gjennom hele produksjonen. For spesifikke spørsmål om materiale eller geometri, kontakt vår applikasjonsingeniørgruppe.