טיפול פני השטח הוא שיטה ליצור באופן מלאכותי שכבת משטח על פני חומר בסיס בעל תכונות מכניות, פיזיקליות וכימיות שונות מאלו של הבסיס.
מטרת טיפול פני השטח היא לעמוד בעמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, קישוט או דרישות פונקציונליות מיוחדות אחרות של המוצר. שיטות טיפול פני השטח הנפוצות יותר שלנו הן שחיקה מכנית, טיפול כימי, טיפול בחום פני השטח וריסוס פני השטח. טיפול פני השטח הוא ניקוי, טאטוא, פירוק, הסרת שומנים והסרת אבנית של פני השטח של חומר העבודה. היום נלמד על תהליך טיפול פני השטח.
תהליכי טיפול פני השטח הנפוצים הם:
ציפוי בוואקום, תהליך ציפוי אלקטרוליטי, אנודיזציה, ליטוש אלקטרוליטי, תהליך הדפסת רפידות, תהליך גלוון, ציפוי אבקה, הדפסת העברת מים, הדפסת מסך, אלקטרופורזה וכו'.
01. ציפוי ואקום
—— מתכת ואקום ——
ציפוי ואקום הוא תופעת שקיעה פיזית. כלומר, גז ארגון מוזרק במצב ואקום, וגז הארגון פוגע בחומר המטרה, וחומר המטרה מופרד למולקולות הנספגות על ידי סחורות מוליכות ליצירת שכבת פני מתכת חיקוי אחידה וחלקה.
חומרים ישימים:
1. חומרים רבים ניתנים לציפוי ואקום, כולל מתכות, פלסטיק רך וקשה, חומרים מרוכבים, קרמיקה וזכוכית. טיפול פני השטח הנפוץ ביותר לציפוי אלקטרוני הוא אלומיניום, ואחריו כסף ונחושת.
2. חומרים טבעיים אינם מתאימים לציפוי ואקום, כי הלחות של חומרים טבעיים תשפיע על סביבת הוואקום.
עלות תהליך: בתהליך של ציפוי ואקום, יש לרסס, להעמיס, לפרוק ולרסס מחדש את חומר העבודה, כך שעלות העבודה היא די גבוהה, אך היא תלויה גם במורכבות ובכמות של חומר העבודה.
השפעה על הסביבה: בציפוי ואקום יש מעט זיהום סביבתי, בדומה להשפעת הריסוס על הסביבה.
תְמוּנָה
02. ליטוש אלקטרו
—— ליטוש אלקטרו ——
ליטוש אלקטרו הוא תהליך אלקטרוכימי שבו אטומים של חומר עבודה הטבול באלקטרוליט מומרים ליונים ומורחקים מהמשטח עקב מעבר זרם חשמלי, ובכך משיגים את האפקט של הסרת כתמים עדינים והגברת בהירות משטח היצירה.
חומרים ישימים:
1. רוב המתכות ניתנות לליטוש אלקטרוליטי, והיא משמשת לרוב לליטוש פני השטח של נירוסטה (במיוחד לנירוסטה גרעינית אוסטניטית).
2. חומרים שונים לא ניתנים לליטוש אלקטרו בו זמנית, או אפילו לשים באותו ממס אלקטרוליטי.
עלות תהליך: כל התהליך של ליטוש אלקטרוליטי מסתיים באופן אוטומטי, כך שעלות העבודה נמוכה מאוד. השפעה על הסביבה: ליטוש אלקטרוליטי משתמש בפחות כימיקלים מזיקים. כל התהליך דורש כמות קטנה של מים וקל לתפעול. בנוסף, זה יכול להאריך את המאפיינים של נירוסטה ולדחות קורוזיה של נירוסטה.
תְמוּנָה
03. תהליך הדפסת פדים
——הדפסת פנקסים——
היכולת להדפיס טקסט, גרפיקה ותמונות על פני השטח של אובייקטים בעלי צורה לא סדירה הופכת כעת להדפסה מיוחדת וחשובה.
חומרים ישימים:
ניתן להשתמש בהדפסת רפידות כמעט לכל החומרים, למעט חומרים רכים יותר מרפידות סיליקון, כגון PTFE.
עלות תהליך: עלות עובש נמוכה ועלות עבודה נמוכה.
השפעה סביבתית: מאחר שתהליך זה מוגבל לדיו מסיס (המכיל כימיקלים מזיקים), יש לו השפעה סביבתית גבוהה.
תְמוּנָה
04. תהליך הגלוון
—— גלוון ——
טכנולוגיית טיפול פני השטח המצפה שכבת אבץ על פני השטח של חומרי סגסוגת פלדה לאסתטיקה והשפעות נגד חלודה. שכבת האבץ על פני השטח היא שכבת הגנה אלקטרוכימית שיכולה למנוע קורוזיה מתכת. השיטות העיקריות בהן נעשה שימוש הן גלוון בחום וגלוון.
חומרים ישימים:
מאחר שתהליך הגלוון מסתמך על טכנולוגיית הדבקה מתכתית, הוא מתאים רק לטיפול פני השטח של פלדה וברזל.
עלות תהליך: ללא עלות עובש, מחזור קצר/עלות עבודה בינונית, מכיוון שאיכות פני השטח של חומר העבודה תלויה במידה רבה בטיפול פני השטח הידני לפני הגלוון.
השפעה על הסביבה: מאחר שתהליך הגלוון מגדיל את חיי השירות של חלקי פלדה ב-40-100 שנים ומונע חלודה וקורוזיה של חומר העבודה, יש לו השפעה חיובית על הגנה על הסביבה. בנוסף, ניתן להחזיר את חומר העבודה המגולוון למיכל הגלוון לאחר סיום חיי השירות שלו, ושימוש חוזר באבץ נוזלי לא יגרום לפסולת כימית או פיזית.
תְמוּנָה
05. תהליך ריצוף
—— ציפוי ——
תהליך הצמדת שכבת סרט מתכת על פני החלקים על ידי אלקטרוליזה, כדי למנוע חמצון מתכת, לשפר את עמידות הבלאי, מוליכות, החזר אור, עמידות בפני קורוזיה ולשפר את האסתטיקה. השכבה החיצונית של מטבעות רבים היא גם מצופה אלקטרו. .
חומרים ישימים:
1. רוב המתכות ניתנות לציפוי אלקטרוני, אך למתכות שונות יש רמות שונות של טוהר ויעילות ציפוי. הנפוצים שבהם הם: פח, כרום, ניקל, כסף, זהב ורודיום.
2. הפלסטיק הנפוץ ביותר עבור ציפוי אלקטרוני הוא ABS.
3. לא ניתן להשתמש במתכת ניקל לציפוי מוצרי אלקטרוניקה הנוגעים בעור, מכיוון שניקל מגרה ורעיל לעור.
עלות תהליך: ללא עלות עובש, אך נדרשים מתקנים לתיקון החלקים / עלות הזמן תלויה בטמפרטורה ובסוג המתכת / עלות העבודה (בינונית-גבוהה), תלוי בסוג חלקי הציפוי הספציפיים, כגון ציפוי כלי כסף ותכשיטים דורשים מאוד הוא מופעל על ידי עובדים מיומנים במיוחד בגלל הדרישות הגבוהות שלו על מראה ועמידות.
השפעה על הסביבה: בתהליך האלקטרוני נעשה שימוש במספר רב של חומרים רעילים, ולכן נדרשות הסחה וחילוץ מקצועיים כדי להבטיח השפעה מינימלית על הסביבה.
תְמוּנָה
06. הדפסת העברת מים
—— הדפסת הידרו טרנספר ——
זוהי דרך להדפיס את תבנית הצבע על נייר ההעברה על פני המוצר התלת מימדי באמצעות לחץ מים. עם שיפור הדרישות של אנשים לאריזת מוצרים ולקישוט פני השטח, השימוש בהדפסת העברת מים הופך יותר ויותר נרחב.
חומרים ישימים:
כל החומרים הקשים מתאימים להדפסת העברת מים וחומרים המתאימים להתזה חייבים להתאים גם להדפסת העברת מים. הנפוצים ביותר הם חלקי הזרקה וחלקי מתכת.
עלות תהליך: אין עלות עובש, אך יש להעביר מספר מוצרים בו זמנית באמצעות מתקנים, ועלות הזמן בדרך כלל אינה עולה על 10 דקות למחזור.
השפעה על הסביבה: בהשוואה לריסוס מוצר, הדפסת העברת מים מיישמת צבע הדפסה בצורה מלאה יותר, ומפחיתה את האפשרות של דליפת פסולת ופסולת חומרים.
תְמוּנָה
07. דפוס מסך
-- צילום מסך --
באמצעות האקסטרוזיה של המגרד, הדיו מועבר למצע דרך הרשת של החלק הגרפי, ויוצר את אותה גרפיקה כמו המקור. ציוד הדפסת מסך הוא פשוט, קל לתפעול, קל להדפסה והכנת לוחות, בעל עלות נמוכה ויכולת הסתגלות חזקה.
חומרים מודפסים נפוצים כוללים: ציורי שמן צבעוניים, פוסטרים, כרטיסי ביקור, כריכות כרוכים, שלטי סחורה וטקסטיל מודפס וצבוע.
חומרים ישימים:
כמעט כל חומר יכול להיות מודפס במסך, כולל נייר, פלסטיק, מתכת, קרמיקה וזכוכית.
עלות תהליך: עלות התבנית נמוכה, אך היא עדיין תלויה במספר הצבעים, כי כל צבע צריך להיעשות צלחת בנפרד. עלויות העבודה גבוהות, במיוחד כשמדובר בהדפסה רב-צבעית.
השפעה על הסביבה: לדיו להדפסת מסך בהירים יש השפעה מועטה על הסביבה, אך דיו המכילים PVC ופורמלדהיד מכילים חומרים כימיים מזיקים, אותם יש למחזר ולהיפטר בזמן כדי למנוע זיהום מים.
תְמוּנָה
08. אנודיזציה
—— חמצון אנודי ——
החמצון האנודי של אלומיניום מבוסס בעיקר על העיקרון האלקטרוכימי ליצירת שכבה של סרט Al2O3 (תחמוצת אלומיניום) על פני השטח של אלומיניום וסגסוגת אלומיניום. לשכבה זו של סרט תחמוצת יש מאפיינים מיוחדים כמו הגנה, קישוט, בידוד ועמידות בפני שחיקה.
חומרים ישימים:
אלומיניום, סגסוגת אלומיניום ומוצרי אלומיניום אחרים
עלות תהליך: בתהליך הייצור צריכת המים והחשמל גדולה למדי, במיוחד בתהליך החמצון. צריכת החום של המכונה עצמה צריכה להתקרר באופן רציף על ידי מים במחזור, וצריכת החשמל לטון היא לרוב בסביבות 1000 מעלות.
השפעה על הסביבה: האנודיז אינו בולט מבחינת יעילות אנרגטית, בעוד בייצור אלקטרוליזה מאלומיניום, אפקט האנודה מייצר גם גזים בעלי תופעות לוואי מזיקות על שכבת האוזון האטמוספרי.
תְמוּנָה
09. שרטוט חוטי מתכת
—— חוטי מתכת ——
זוהי שיטת טיפול פני השטח שיוצרת קווים על פני חומר העבודה על ידי שחיקה של המוצר להשגת אפקט דקורטיבי. על פי הטקסטורות השונות לאחר שרטוט החוטים, ניתן לחלקו ל: שרטוט חוט ישר, שרטוט חוט כאוטי, גלי ומערבולת.
חומרים ישימים: כמעט כל חומרי המתכת יכולים להשתמש בתהליך ציור חוטי מתכת.
עלות תהליך: שיטת התהליך פשוטה, הציוד פשוט, צריכת החומרים מועטה מאוד, העלות נמוכה יחסית והתועלת הכלכלית גבוהה.
השפעה על הסביבה: מוצרי מתכת טהורים, ללא צבע או חומרים כימיים כלשהם על פני השטח, טמפרטורה גבוהה של 600 מעלות אינה נשרפת, אינה מייצרת גזים רעילים, עומדת בדרישות מיגון אש והגנת הסביבה.
תְמוּנָה
10. קישוט בתבנית
—— עיטור בתבנית-IMD ——
זוהי שיטת יציקה המכניסה את הדיאפרגמה המודפסת בתבנית לתוך תבנית המתכת, מזריקה את השרף ליציקה לתוך תבנית המתכת ומחברת את הסרעפת, והופכת את הסרעפת המודפסת בתבנית ואת השרף לשילוב ולהתמצק למוצר מוגמר.
חומר ישים: משטח פלסטיק
עלות תהליך: צריך רק לפתוח סט של תבניות, שיכולות להפחית עלויות ושעות עבודה, ייצור אוטומטי גבוה, תהליך ייצור פשוט, שיטת הזרקה חד פעמית, ולהשיג דפוס וקישוט בו זמנית.
השפעה על הסביבה: טכנולוגיה זו היא ירוקה וידידותית לסביבה, נמנעת זיהום הנגרם על ידי צביעה וציפוי אלקטרוני מסורתיים.
