目前PVD表面涂装工艺及设备简介

http://www.pf.hc360.com2014年11月25日08:38 来源:中研网T|T

    慧聪表面处理网讯:如今很多的塑料零件都穿上了漂亮的金属外衣,而实现这种功能的方法就是物理气相沉积金属化工艺,简称PVD。简而言之,就是在真空室内,向塑料或金属基材表面喷涂一层特别薄的金属。该金属层厚度仅有几个分子厚,测量单位是纳米。基材通常是硅橡胶、热塑性弹性体TPE或热塑性塑料。随着技术的发展,这项工艺能在较低的温底下,用很短时间完成。PVD层一般沉积在基层表面,基层的作用是遮盖零件表面缺陷。在汽车行业,塑料制品应用PVD法最常见的实例是灯光反射器。如果反射器表面有缺陷会直接影响光线反射,因此为了在零件表面形成平整而光滑的表面来反射光线,就应用PVD技术来消除塑料件成型时出现的加工痕迹。当然,对于一些家用把手来说,不使用基层是为了有意在制品表面形成图案。一般来讲,为了保护零件外观质量,制造商还会在PVD层上面再喷涂一层保护层。在基材上面喷涂一层金属PVD层会大大提高产品表面质量,表面将变得更加坚固、抗磨损,且耐化学药品性也得到了增强。PVD涂层能起到电磁屏蔽而阻隔无线电波的作用。PVD涂层还可以用在一些弹性零件上,如汽车安全气囊上的徽标,在这些零件发生弹性变形时,表面不会产生尖角或发生折断。

    对于塑料零件来说,令人目不暇接的工艺变化为设计者和工程技术人员开创了一个前所未有的操作空间。为了消除传统镀铬工艺对环境的破坏,技术人员也在研究用新方法代替电镀工艺。于是,PVD这个利用100%固态紫外线进行干燥处理的工艺就应运而生了,目前该工艺对环境的破坏性为零。

    实现金属化工艺的关键在于PVD设备。PVD工艺过程包括汽化、阴极真空喷镀和离子电镀。在高真空室里,等离子体撞击金属靶子,从而在真空室内产生金属蒸气,然后蒸气以纳米层形式沉积在零件表面。生产周期是1min还是1h则取决于所要达到的沉积层厚度。在真空室内旋转的夹具里有许多等待喷涂的零件,这种旋转能保证喷涂的PVD层均匀分布在零件表面。同一个真空室内能放置多个等离子源和金属靶子,可以实现多个区域喷涂,或是不同材料/合金的复杂混合,或是多层喷涂。很多PVD设备都是分批次进行生产,当然大批量生产时还可能需要双真空室或在线处理。通常进行喷涂生产的真空室高度从550mm到2.5m变化不等。

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    如果零件对颜色、光泽度或耐化学介质性等性能有特殊要求,就会根据需要在真空室内增加相应的喷涂装置,生产中会引入许多气体来达到预想目标。因此就需要同生产PVD设备的专业厂家进行协商,从而确定新系统进行成功生产所需的工艺步骤。

    另外一项决定PVD喷涂系统成功生产的因素就是正确使用辅助设备和自动技术。在项目初期,PVD设备供应商、底漆/面漆喷涂设备供应商和涂料供应商这个呈三角关系的项目组就必须明确实施细则。选择伙伴时需从全局出发,有合作历史的团队能相互取长补短,从而避免问题而设计出最好的、最经济的系统。

责任编辑:郑必佳

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