3D打印后處理鍍金和鍍銀的性能介紹!
魔猴君 知識堂 1959天前
一般金屬電鍍上的銀白色、金黃色鍍層,除了有防腐蝕作用之外,還有增加耐磨、 自潤滑、易于脫模和便于焊接等特殊功用,也是美化產(chǎn)(chǎn)品的有效手段。
電鍍的出現(xiàn),理想地滿(mǎn)足了人們對金屬表面裝飾保護的需求,通常的方法是將零件浸人待鍍金屬的電解溶液中并接負電極,加一定的直流電壓,使零件表面形成一層所需金屬的鍍層,這種工藝方法稱(chēng)為電鍍。工業(yè)(yè)上常用的電鍍有鍍鋅,鍍鉻、鍍銅、鍍銀、鍍金等??篩鶕?jù)需要來(lái)確定電鍍鍍層的厚度,一般是10 μm~100 um不等?,F(xiàn)在3D打印快速制造與電鍍工藝結(jié)合起來(lái)更極大豐富了產(chǎn)(chǎn)品形態(tài)(tài)。
3D打印樹(shù)脂電鍍銀
一、鍍銀和鍍金的簡(jiǎn)介
銀(Ag)是從自然銀和其他銀礦物中提取的一種白色金屬, 是種應(yīng)用歷史悠久的貴金屬,至今已有4000多年的歷史。由于銀獨有的優(yōu)(yōu)良特性,人們曾賦予它貨幣和裝飾雙重價(jià)值,英鎊和我國解放前用的銀圓,就是以銀為主的銀、銅合金。銀具有白色光澤,不易氧化,反射率可達到91%廣泛應(yīng)用于首飾和裝飾品。銀對可見(jiàn)光的反射率為91%,而鉑為69%,鈀為57%,高反射率顯示高亮度,故銀的白色光澤十分引人注目。純銀有一一個(gè)有趣的特點(diǎn),銀飾的抗氧化性和光澤的持久性也跟個(gè)人的體質(zhì)(zhì)有關(guān)(guān),體質(zhì)(zhì)好的人會(huì )越戴越亮,而如果體質(zhì)(zhì)較弱、體內(nèi)毒素較多可能銀飾很快就會(huì )發(fā)(fā)黑,就像古代人用銀針測試酒里是否有毒一樣,有毒銀針會(huì )變黑,所以不時(shí)戴戴純銀飾品,可以排出體內(nèi)毒素,一舉兩得。另外,白銀歷來(lái)就有防毒功能的說(shuō)法。據(jù)專(zhuān)家介紹,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實(shí),銀在水中可形成帶正電荷的銀離子,這些銀離子能將細菌吸附其上,令細菌賴(lài)以呼吸的酶失去作用,使細菌無(wú)法生存,據(jù)科學(xué)研究,傷寒桿菌在銀片上也只能存活1小時(shí),白喉桿菌在銀片上也只能存活3小時(shí),由于白銀殺菌能力很強,故被譽(yù)為“永久性的殺菌劑”。
金(Au)是人們最為熟悉的貴金屬,是最軟的金屬之一,具有非常優(yōu)(yōu)良的導電性,不易腐蝕生銹,抗酸性強,具有優(yōu)(yōu)良的紅外線(xiàn)反射性、最大的延展性及可鍛性。鍍金層外觀(guān)為金黃色,具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,只溶于“王水”及其他超強酸,不溶于其他酸。鍍金層延展性好、易拋光、耐高溫,具有很好的抗變色性能。
3D打印首飾電鍍金(圖來(lái)自網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò))
二、鍍銀和鍍金的性能
1.銀及鍍銀
銀的硬度:2.7
密度:10.5
熔點(diǎn):960.5度
相對原子質(zhì)(zhì)量:107.9
標準電極電位Ag /Ag:+0. 799V。
銀可鍛、可塑,具有優(yōu)(yōu)良的延展性、導電性和導熱性。被拋光的銀層具有較強的反光性和裝飾性。將銀鍍在玻璃和金屬表面的技術(shù)(shù),旨在利用金屬銀的優(yōu)(yōu)良導電性、抗腐蝕性和反光性能。銀是面心立方晶格,塑性良好,延展性?xún)H次于金,但當其中含有少量砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)時(shí),就變得很脆。銀的化學(xué)穩(wěn)定性較好,在常溫下不氧化。但在所有貴金屬中,銀的化學(xué)性質(zhì)(zhì)最活潑,它能溶于硝酸生成硝酸銀;易溶于熱的濃硫酸,微溶于熱的稀硫酸;在鹽酸和“王水”中表面生成氯化銀薄膜;與硫化物接觸時(shí),會(huì )生成黑色硫化銀。此外,銀能與任何比例的金或銅形成合金,與銅、鋅共熔時(shí)極易形成合金,與汞接觸可生成銀汞齊。
常規(guī)的鍍銀有化學(xué)鍍和電鍍兩類(lèi)。
化學(xué)鍍銀是用酒石酸或糖還原銀氨配離子[Ag(NH3),]+中的一價(jià)銀,使金屬銀沉積在玻璃上,生成光亮的銀鏡。暖水瓶鍍銀是化學(xué)鍍銀的典型例子,由于銀鍍層是光亮反光的,對于熱量所產(chǎn)(chǎn)生的紅外輻射能很好地反射回去,以達到更好的保溫效果。所以鍍銀的熱水壺就具有更好的保溫作用。
電解鍍銀是將銀氰配離子[Ag(CN)2]作電解液,用電解方法將金屬銀沉積在其他金屬的表面。
銀鍍層還有許多不為人們注意的優(yōu)(yōu)點(diǎn)。例如,在管樂(lè )器上鍍銀,不僅使其外觀(guān)潔白,而且音色更美。
3D打印工藝品電鍍銀
2.金及鍍金
金的原子序數(shù)為79,密度:19.302 g/cmn (20 C),熔點(diǎn):1 063 C.相對原子質(zhì)(zhì)量:196. 97,標準電極電位Au+ /Au為+1. 68 v,化合價(jià)為+1或+3.純正的金為金黃色,當金中含有雜質(zhì)(zhì)時(shí),顏色會(huì )隨之改變。金的晶體類(lèi)型為面心立方體,電阻率為0.0235mQ. m。金由于有極好的化學(xué)穩(wěn)定性與各種酸堿幾乎都不發(fā)(fā)生作用,因此在自然界可以天然金的形式存在。
鍍金有化學(xué)鍍金和電鍍金兩類(lèi)。
化學(xué)鍍金的優(yōu)(yōu)點(diǎn)是要鍍的部分不需要電器連接,鍍層均勻,更適合于表面貼裝。缺點(diǎn)是溶液較難維護,打底用的化學(xué)鎳要定期洗槽,以洗去槽表面沉上的鎳,這樣造成生產(chǎn)(chǎn)的不連續(xù),運行成本也較高?;瘜W(xué)鍍金層的硬度和耐磨性比電鍍硬金差,能達到的厚度有限,不適合某些表面貼裝的焊接方法。為了彌補這一缺點(diǎn),也有用化學(xué)鍍鎳鈀金來(lái)代替化學(xué)鍍鎳金,以適合表面貼裝的各種焊接方法。
電鍍金鍍層耐蝕性強,導電性好,易于焊接,耐高溫,并具有一定的耐磨性(如摻有少量其他元素的硬金),有良好的抗變色能力,同時(shí)金合金鍍層有多種色調(diào),在銀上鍍金可防止變色。并且金合金鍍層的延展性好,易拋光.故常用作裝飾性鍍層,如鍍首飾鐘表零件藝術(shù)(shù)品等;也廣泛應(yīng)用于精密儀器儀表印刷板、集成電路電子管殼電接點(diǎn)等要求電參數(shù)性能長(cháng)期穩(wěn)定的零件電鍍。但由于金的價(jià)格昂貴,應(yīng)用受到一定限制。
近年來(lái),隨著(zhù)電鍍技術(shù)(shù)的進(jìn)步,鍍金工藝又有新的突破,過(guò)去鍍金首飾只有一種黃金色,現(xiàn)在法國、美國、日本的鍍金首飾有三色,甚至更多的色彩。被稱(chēng)為三色金的彩色金電鍍,有玫瑰、銀白、金色、黑色、藍色等幾種。
裝飾性鍍金仍然是鍍金的一項主要用途。全世界的黃金每年有大部分用在了黃金珠寶類(lèi)奢侈品的消費上(約占75%)。在銀層上鍍金可以防止銀的變色;金合金鍍層可呈現(xiàn)多種色調(diào),故常用作裝飾性鍍層,如鍍首飾、鐘表零件、藝術(shù)(shù)品等。但是隨著(zhù)現(xiàn)代電子工業(yè)(yè)的發(fā)(fā)展,電子電鍍中的用金量快速增長(cháng),功能性鍍金已經(jīng)(jīng)成為鍍金技術(shù)(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)(lǐng)域(電子工業(yè)(yè)用金約占6%)。特別是在高科技領(lǐng)(lǐng)域,作為電子可靠性保證的鍍金層更有著(zhù)重要的應(yīng)用價(jià)值。
電鍍金(圖來(lái)自網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò))
鍍金具有較低的接觸電阻,導電性能良好、易于焊接、耐腐蝕性強,并具有一定的耐磨性,因而在精密儀器儀表、印制電路板、集成電路、管殼、電接點(diǎn)等方面有著(zhù)廣泛的應(yīng)用。例如,在航海、航空和航天領(lǐng)(lǐng)域,在軍工電子、汽車(chē)電子等高安全要求的電子產(chǎn)(chǎn)品中,印制板和連接器、接插件等都采用了鍍金層。由于鍍金成本昂貴,除了電鑄和特殊工業(yè)(yè)需要外,大多數(shù)鍍金層都很薄。
三、鍍銀和鍍金在3D打印中的應(yīng)用
不論是鍍銀還是鍍金,這兩種材料都常被應(yīng)用于飾品、精細化工和航海航天等方面。在這些方面?zhèn)鶻y(tǒng)的鑄造工藝都不占優(yōu)(yōu)勢。在制造飾品方面,個(gè)性化是客戶(hù)主要追求的方向,而3D打印可以完全符合客戶(hù)的要求;在精細化工方面,3D打印快速成型的工藝可以使細小精致的產(chǎn)(chǎn)品完美地還原。該方面的3D打印通常使用金屬激光燒結(jié)和熔蠟鑄造的技術(shù)(shù)。
3D打印鏤空手鐲電鍍銀
3D打印的產(chǎn)(chǎn)品在時(shí)尚界的影響力越來(lái)越大。世界各地的珠寶設(shè)計師受益最大的似乎就是將3D打印快速原型技術(shù)(shù)作為種強大,且可方便替代其他制造方式的創(chuàng )(chuàng)意產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)。
3D打印個(gè)性首飾電鍍金
四、電鍍與金屬色噴漆
目前3D打印后處理上色最常用的方式是噴漆,潘通色號里的色卡都可以通過(guò)調(diào)色來(lái)上色。
那么金屬電鍍和噴漆有那些不同呢?
1、成本不同
因二者制色工藝不同,金屬電鍍的價(jià)格一般比金屬色噴漆要高,且電鍍工藝成品效果比較難控制。
2、成品效果不同,金屬電鍍表面更有光澤,且不掉色
3D打印樹(shù)脂噴金屬銀色(圖來(lái)自網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò))
從上圖可以看出,電鍍金屬色比金屬色噴漆表面更亮,鏡面效果更好,并且噴漆時(shí)間久了會(huì )有褪色的可能。
3、顏色種類(lèi)不同
金屬色噴漆可以選的顏色是整個(gè)潘通色卡,而電鍍可選的顏色大部分只能選金屬銀,金屬金,玫瑰金等七八種顏色。所以金屬色噴漆種類(lèi)更多,上色效果更靈活。
總之,無(wú)論是電鍍還是金屬色噴漆,各自有自己的優(yōu)(yōu)缺點(diǎn),怎么選擇,就看各位各自的需要了。