Гальванопластика это: ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА — это… Что такое ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА?

ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА — это… Что такое ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА?

ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА

• ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА, изготовление металлических предметов путем заполнения металлом формы посредством ЭЛЕКТРОЛИЗА. Этот процесс применяется, например, при изготовлении форм для виниловых пластинок звукозаписи, поскольку осаждение металла обеспечивает максимальную точность формы, а это дает впоследствии правильное воспроизведение звука при проигрывании.

• ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА, нанесение металлического или иного покрытия на предмет, который служит в качестве КАТОДА в электролитическом элементе. Положительные ионы из ЭЛЕКТРОЛИТА притягиваются к катоду и осаждаются в виде слоя металла. Этот процесс применяют для создания покрытий, защищающих от коррозии или декоративных (примеры: хромированные детали технических устройств, посеребренная столовая посуда).

Научно-технический энциклопедический словарь.

Синонимы:

• ГАЛЬВАНОМЕТР
• ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЕ

Смотреть что такое «ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА» в других словарях:

• гальванопластика — гальванопластика …   Орфографический словарь-справочник

• ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА — (от гальванизм, и греч. plastice искусство выделывать). Придуманный в 1838 г. Якоби в Петербурге способ осаждать на какой нибудь вещи слой металла помощью электрического тока. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов… …   Словарь иностранных слов русского языка

• гальванопластика — электротипия Словарь русских синонимов. гальванопластика сущ., кол во синонимов: 3 • гальваностегия (4) • …   Словарь синонимов

• ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА — (от гальвано… и греч. plastike ваяние) получение точных металлических копий методом электролитического осаждения металла на металлическом или неметаллическом оригинале. Раздел гальванотехники …   Большой Энциклопедический словарь

• ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА — ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА, гальванопластики, мн. нет, жен. (тех.). Способ покрывания предметов тонким металлическим слоем посредством электролиза, употр. для получения отпечатков, копий. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

• гальванопластика — и, ж. galvanoplastique. В гальванотехнике получение металлических копий с металлического или неметаллического оригинала методом электролиза. БАС 2. . Электротипическая метода Якоби ежедневно идет вперед и улучшается… обилие материлаов… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

• гальванопластика — Формообразование из жидкого материала при помощи осаждения металла из раствора под действием электрического тока. [ГОСТ 3.1109 82] Тематики технологические процессы в целом EN galvanoplastics DE Galvanoplastik FR galvanoplastie …   Справочник технического переводчика

• ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА — получение толстого слоя металлических осаждений на поверхности какого либо предмета с целью воспроизведения точных форм последнего посредством электролитического осаждения металлов из водных растворов (чаще всего осаждают медь, реже никель,… …   Большая политехническая энциклопедия

• Гальванопластика — Г. заключается в процессе получения металлических осадков желаемого вида и формы посредством электрического тока, через разложение им металлических растворов. Г. преследует две цели: 1) получение точных металлических копий с медалей, барельефов,… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• гальванопластика — и; ж. [от сл. гальвано… и греч. plastos вылепленный]. В гальванотехнике: получение металлических копий с металлического или неметаллического оригинала методом электролиза. ◁ Гальванопластический, ая, ое. Г. снимок. * * * гальванопластика (от… …   Энциклопедический словарь

Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

Красивые вещи своими руками сумеет сделать не каждый. Поэтому гальванопластика в домашних условиях станет излюбленным хобби для любителей мастерить, не боящихся трудностей.

Для данного занятия понадобится специальное оборудование и соблюдение техники безопасности. Но в результате получится эксклюзивное изделие с необычным дизайном.

Особенности процесса

Для получения качественного покрытия нужно правильно подобрать силу тока и напряжение. При слишком слабом токе металл осаждается слишком долго. В случае превышения нормативных параметров по току и напряжению, металл осаждается хлопьями. Еще один момент – приобретение жидкости для электролита. Проще использовать раствор для аккумулятора машины, а специализированные химикаты, например, серную кислоту, сложно приобрести обычному человеку. Чаще всего данный способ обработки предполагает омеднение изделий. Но можно посеребрить или позолотить заготовку при наличии драгметалла.

Золочение с помощью листиков сусального золота выглядит красиво, но его себестоимость гораздо выше, чем у позолоченных изделий в розничной продаже. Чем крупнее деталь, тем большего размера требуется пластина электрода и подаваемый ток. Поэтому в быту крупные вещи не подвергают гальванопластике.

Процесс гальванопластики начинается со сборки аппарата. Плюс от источника тока подается на пластину, а минус – на изделие. Чтобы провода не начали реагировать при гальванизации, место их соединения с пластиной залепляют пластилином. Площадь с положительным зарядом должна быть больше площади заготовки желательно не менее, чем в два раза. Чтобы выставить оптимальный ток на приборе, пользуются простой формулой. Площадь пластины умножают на плотность тока. Обычно берут значение плотности 1-2 А на каждый квадратный дециметр.

После выполнения расчетов приступают к обработке. Обезжиренную заготовку с помощью клея и медной проволоки прикрепляют к минусовому контакту. Если материал не токопроводящий, необходима обработка изделия графитовым спреем. Если будущее украшение имитирует ювелирное, нужно все камушки и стекла заклеить пластилином. Этот материал не позволит измениться цвету камня. Желательно брать для создания украшений стекло или устойчивые к агрессивным средам камни.

Полученный в течение двух часов слой отличается от слоя, выработанного за сутки большей толщины и прочностью. Важно учитывать, что ванна с электролитом и изделиями должна стоять неподвижно на протяжении многих часов для качественного результата. Готовое изделие не кажется железом, оно будет сверкать розоватым медным блеском. Такой результат свидетельствует о том, что процесс прошел успешно.

Материалы и оборудование

Для приготовления раствора для гальванопластики в домашних условиях понадобится следующее:

• Блок питания – источник постоянного тока.
• Электролиты от аккумулятора машины или серная кислота, в зависимости от того, что проще купить.
• Медный купорос – непосредственно из этого вещества медь будет осаждаться на предметах.
• Дистиллированная вода для правильной концентрации раствора.
• Медицинский спирт – улучшает качество раствора.
• Графитовый спрей – им покрывают изделия, не обладающие электропроводностью.
• Пластилин – понадобится и присоединении пластины к проводу и для изоляции частей изделия, которые не должны покрываться слоем металла.
• Медная пластина – для непосредственного электролиза.

Классический рецепт предполагает использование серной кислоты, но она продается только для химических лабораторий, и не каждый имеет возможность ее достать. Для приготовления раствора электролита для гальванопластики в домашних условиях потребуется:

• 250 грамм купороса;
• 60 грамм серой кислоты;
• 1 литр воды.

Медный купорос разводят в 500 мл воды. Когда компоненты смешаются, серную кислоту медленно наливают в воду. Если сделать наоборот, едкая кислота разбрызгается. После смешивания постепенно доливают воду, чтобы получить нужный объем. В домашних условиях приготовление раствора электролита станет безошибочным после нескольких попыток.

Можно использовать готовый электролит из аккумулятора. В этом случае на такое же количество медного купороса требуется взять 15 мл спирта и 145 мл раствора электролита.

Требования техники безопасности

Если производится гальванопластика у себя дома, необходимо учесть множество факторов. Во время процесса ванна должна находиться в изолированном помещении. В это помещение не должны допускаться дети и животные, способные все опрокинуть. Источник постоянного тока нужно регулярно проверять на соответствие номинальным характеристикам. Работать лучше в перчатках и защитных очках, а также надеть передник или рабочий халат.

Фантазия и сноровка помогут реализовать смелые художественные замыслы. Можно наносить покрытие не только на металлические токопроводящие изделия, но даже на пластиковые, покрытые графитовым спреем. Удовольствие это не из дешевых, но траты окупятся удовольствием от творческого процесса.

Гальванопластика

Гальванопластика – технология получения точных металлических копий, путем осаждения металла на модели, которые после окончания процесса отделяются. Точность рабочих размеров и шероховатостей поверхности, получаемых гальванопластических копий, всецело зависят от точности размеров и шероховатости поверхности самой модели, на которую происходит осаждение металла.

Важную роль в процессе гальванопластического формирования изделия играет подготовка поверхности используемой формы, и создание на ней токопроводящего слоя.

Перед нанесением токопроводящего слоя, поверхность модели должна быть тщательно вымыта и обезжирена.

Нанесение токопроводящего слоя.

Существует несколько разновидностей токопроводящих слоев, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Выбор токопроводящего слоя зависит от ряда факторов, и, прежде всего, от материала модели.

Для моделей из эластомеров (каучуки, резины и др.) чаще всего используется коллоидный графит. Поверхность предварительно обрабатывают (протирают) ацетоном или спиртом, высушивают. Графит наносят мягкой кисточкой на поверхность модели, до тех пор, пока слой не будет выглядеть равномерным и однотонным. Излишки графита сдувают, после чего поверхность модели промывают водой. Данный метод рекомендуется использовать в том случае, когда есть возможность проникнуть кистью во все полости матрицы и равномерно нанести слой графита.

Для моделей с более сложным рельефом поверхности, рекомендуется наносить токопроводящую пленку из серебра. Для этого модель обезжиривают, промывают и погружают на 5-10 мин в раствор сенсибилизации.

Состав раствора сенсибилизации:

Состав электролита и рабочий параметр процесса	Количество отдельных реагентов и данные параметра процесса
Олово двухлористое (SnCl2), г/л	10-30
Соляная кислота (HCl), мл/л	2-10
Температура, 0С	18-25

После обработке в растворе сенсибилизации следует тщательная промывка модели в холодной воде, в результате чего, происходит гидролиз двухлористого олова с образованием на ее поверхности малорастворимых соединений.

После сенсибилизации проводится процесс химического серебрения из следующих растворов:

А.

Серебро азотнокислое (AgNO3), г/л

4

Б.

Пирогаллол (C6H6O3), г/л	3,5
Лимонная кислота (C6H8O7), г/л	4

Данные растворы должны быть приготовлены в отдельных емкостях, охлаждены до температуры 8-12⁰С, и затем, непосредственно перед серебрением, при перемешивании, раствор «Б» вливают в раствор «А», по следующей технологии:

Металлизируемую модель опускают в емкость и льют на нее одновременно раствор «А» и дистиллированную воду. После этого, в емкость вливают раствор «Б». Раствор «А», раствор «Б» и дистиллированная вода берут в соотношении 1:1:1. Операцию необходимо повторить 2 раза.

Далее модель, с нанесенным токопроводящим слоем, погружают в сернокислую ванну меднения для нанесения на нее затягивающего слоя меди.

Для моделей, выполненных из диэлектриков, как правило, используется способ химического нанесения токопроводящего слоя. Модель предварительно тщательно обезжиривается, причем отдельно внимание уделяется такому параметру как «смачиваемость» поверхности.

Ранее часто применялись раздельные растворы для сенсибилизации и активации поверхности диэлектрика, но в настоящее время, в основном используются растворы «смешанного» типа, в которых одновременно происходит и сенсибилизация, и активация поверхности.

Состав раствора и режим работы:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Смешанный раствор сенсибилизации
Двухлористый палладий (PtCl2)	0,5-1
Двухлористое олово (SnCl2)	40-45
Соляная кислота (HCl)	70-75
Калий хлористый (KCl)	140-150
Температура, 0С	15-25

После обработки в «смешанном» растворе сенсибилизации и активации модель необходимо тщательно промыть в холодной воде, это необходимо для образования на поверхности модели пленки из коллоидного палладия.

Далее на поверхность наноситься слой химической меди, и модель можно завешивать в сернокислую ванну меднения для дальнейшей металлизации.

Нанесение полупроводниковых пленок.

Сущность этого метода состоит в операции адсорбции неорганических веществ поверхностью полимера и преобразование их в кисло растворимые соединения под действием сульфирующих агентов.

Рассмотрим нанесение токопроводящих пленок на основе сульфида свинца и меди.

Нанесение сульфида свинца осуществляется из раствора следующего состава:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Раствор горячего сульфидирования
Свинец азотнокислый (PbNO3), конц., мл/л	50
Калий едкое (KOH)	4-5
Тиомочевина (CS(NH2)2), конц., мл/л	30
Температура, 0С	45-60
Время процесса, мин	20-30

После нанесения пленки из сульфида свинца модель необходимо промыть в горячей проточной воде. При наличии не прокрытых мест операцию необходимо повторить.

Недостатком этого способа является повышенная температура, затрудняющая работу с некоторыми видами диэлектриков, или с моделями, размер которых является точно заданным. Так же к недостаткам можно отнести тот факт, что данный раствор является по сути одноразовым.

Нанесение токопроводящего слоя сульфида меди.

Преимуществами данного способа перед вышеописанным является небольшое время продолжительности процесса и сравнительно высокая стабильность применяемых растворов. Технология нанесения сульфида меди заключается в последовательной обработке поверхности раствором соли металла, водой и раствором сульфидирующего агента. Адсорбция на поверхности продуктов гидролиза соли металла происходит на стадии промывки водой.

Технология нанесения токопроводящей пленки сульфида меди

1. Сорбция в растворе:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Сорбционный раствор
Медь сернокислая (CuSO4)	10-100
Цинк сернокислый (ZnSO4)	50-100
Аммиак водный (NH4OH), мл/л	150-200
pH раствора	8,5-9,5
Температура, 0С	18-25
Время процесса, мин	0,5-1

2. Гидролиз в воде, в течении 5-10 сек (0,1-0,2 мин).

3. Сульфидирование в растворе:

Состав электролита и режим работы	Раствор сульфидирования
Сульфид натрия (г/л)	10-50
Температура, 0С	18-25
Время процесса, мин	0,1-0,5

4. Промывка в воде в течение 0,1-0,5 мин.

Модель или деталь проходит выше описанные стадии несколько раз, до тех пор, пока на ней не появится коричневая пленка. Когда пленка станет равномерной по всей площади детали, процесс можно прекращать и приступать к затяжке поверхности медью или никелем.

Нанесение гальванических осадков.

После нанесения токопроводящего слоя на модель, необходимо провести операцию «затяжки» или нанесения первичного покрытия.

Затяжку производят при низких плотностях тока, что обеспечивает эластичность осаждаемого металлического покрытия. Затяжку осуществляют в разбавленных сернокислых электролитах меднения.

Состав электролита “затягивающая медь” и режим работы:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Разбавленный электролит меднения
Медь сернокислая	140-160
Кислота серная	10-15
Спирт этиловый, мл/л	20-30
Температура, 0С	18-25
Время процесса, мин	15-30

Модель завешивается в ванну под током. Необходимо следить за тем, что бы при завешивании в углубленных местах, полостях модели не оставалось пузырьков воздуха, иначе там останутся не прокрытые участки.

После осаждения “затягивающего” слоя меди модель переносят в ванну для наращивания более толстого “рабочего” слоя меди, никеля или железа.

Электролиты для нанесения “рабочего” слоя металлопокрытия и режимы работы.

Состав и режим работы:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Электролит №1	Электролит №2	Электролит №3	Электролит №4
Никель сернокислый	170	240	140-160	360
Никель хлористый	—	45	—	—
Борная кислота	—	30	20-30	30
Натрий хлористый	40	—	—	40
Натрий уксуснокислый	50	—	—	—
Уксусная кислота, 80%	1	—	—	—
Магний сернокислый	—	—	25-30	—
Натрий сернокислый	—	—	180-200	—
Калий хлористый	—	—	5-10	—
Натрий фтористый	—	—	—	15
Катодная плотность тока, А/дм2	4-8	5-10	0,5-0,8	1,5
Температура, 0С	70-72	50-60	36-38	40
pH	—	—	5.6-5.8	5.6

Электролиты для нанесения “рабочего” слоя меди.

Состав и режим работы:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Электролит №1	Электролит №2	Электролит №3
Медь сульфаминовокислая	240-260	200	200
Кислота серная	60-70	50	30
Антрацен сульфированный	0,2	—	—
Температура, 0С	37-39	25-38	18-20
Катодная плотность тока, А/дм2	4-10	2-5	1-3
Перемешивание	+	+	—
Фильтрация	Периодическая	Периодическая	Периодическая

Для нанесения толстых слоев железа, используются сернокислые и хлористые электролиты железнения.

Сернокислые электролиты для нанесения “рабочего” слоя железа.

Состав и режим работы:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Электролит №1	Электролит №2	Электролит №3	Электролит №4
Железо сернокислое	180-200	400	350	120
Магний сернокислый	40	—	250	20-25
Натрий двууглеродистый	25-30	—	—	5-10
Натрий хлористый	—	200	—	—
Катодная плотность тока, А/дм2	0,1-0,15	10-20	10-20	3-4
Температура, 0С	18-20	90-100	102	75-80

Хлористые электролиты железнения.

Состав и режим работы:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Электролит №1	Электролит №2	Электролит №3	Электролит №4
Железо хлористое	450	500	500	700-800
Кальций хлористый	500	150	—	—
Натрий хлористый	—	—	950	9
Соляная кислота	0,2-0,5	3-4	2-3	3-4
Катодная плотность тока, А/дм2	10-20	20	10-25	10-20
Температура, 0С	90-100	106	95-100	100-105

В декоративной гальванопластике процессы железнения почти не используются, т.к. это больше прерогатива промышленных производств, при изготовлении матриц или пресс форм. В декоративной гальванопластике чаще всего используются электролиты меднения и реже электролиты никелирования, с последующим нанесением на полученную медную или никелевую модель изделия тонкого слоя серебра или золота, либо иной другой способ придания модели или изделию товарного вида. Гальванопластика является достаточно трудоемким процессом и требует постоянного контроля при проведении такого вида работ. Процессы гальванопластического осаждения толстых слоев могут быть достаточно длительными по времени, в зависимости от необходимой толщины осаждаемого слоя, и могут длиться от нескольких часов до нескольких недель.

Что такое гальванопластика?

Изготовление серебряных украшений методом гальванопластики

 

Обычным методом изготовления серебряных украшений является литье, когда в подготовленную форму заливается расплавленный металл, после чего охлаждается и уже сформированное изделие обрабатывается. Метод гальванопластики (или, по другому, электроформинга) состоит в том, что на сделанную из ювелирного воска модель под действием электрического тока наращивается слой серебра. Технически это происходит так — восковая модель, покрытая специальным магнитным слоем, притягивающим ионы серебра, погружается в специальную гальваническую «ванну», заполненную растворенным серебром. Под действием электрического тока серебро начинает притягиваться на модель, постепенно образуя достаточно толстый слой поверх воска. После этого изделие извлекается из «ванны», обсушивается и, при необходимости, подвергается чернению и полировке.

 

Таким образом создаются объемные украшения с не очень большим весом серебра, что позволяет продавать их по достаточно умеренным ценам (литые изделия такого размера весили бы десятки или даже сотни грамм и их цена была бы значительно выше. Помимо этого, например, литые серьги из серебра такого размера попросту были бы некомфортны в носке).

Под слоем серебра в каждом изделии, как было сказано выше, находится ювелирный воск, что предотвращает деформацию украшений и дает им достаточную прочность. Естественно, все замки у украшений созданы традиционным, литьевым способом, так что в их надежности можно не сомневаться.

Изделия, созданые методом гальванопластики относятся именно к серебряным, а не к посеребренным украшениям. В случае серебрения на неблагородный металл сверху наносят тонкий слой серебра от 2 до 20 микрон, в случае же гальванопластики никаких неблагородных металлов в украшении не присутствует и слой серебра составляет не менее 200 микрон (как правило, он толще).

 

 

 

Гальванопластика в домашних условиях — материалы и оборудование

Гальванопластика — это электрохимический процесс, в ходе которого воссоздается форма изделия за счет осаждения на нем металла. Метод гальванопластики подразумевает покрытие металлом неметаллических поверхностей.

Применение технологии

Гальванопластика нередко применяется по отношению к различным изящным предметам (ювелирным изделиям, орденам и медалям, монетам, раковинам, цветочным горшкам, скульптурам, портретам и т.п.). Чаще всего в гальванопластике используется медь. Однако могут применяться и другие металлы, в том числе никель, хром, сталь, серебро.

При соблюдении всех технологических требований отличить скопированный предмет от оригинального можно лишь по барьерному слою или по удалению оригинала. Причем все работы вполне возможно выполнить своими руками в домашних условиях.

Обратите внимание! Покрытие копируемого изделия должно быть электропроводящим. Если материал лишен такого свойства, на него наносится бронза или графит.

к содержанию ↑

Создание формы

С изделия, которое будем копировать, снимаем отпечаток. Для этого понадобится какой-нибудь легкоплавкий металл, пластилин, гипс или воск. Если используем металл, обрабатываем копируемый предмет мылом и кладем его в картонную коробку. Далее заливаем туда легкоплавкий сплав.

Когда отливка завершена, достаем изделие и полученную форму подвергаем вначале обезжириванию, а затем меднению в электролите. Чтобы избежать металлических отложений с тех сторон, где нет оттиска, расплавляем металл в кипящей воде для получения матрицы. Форму заливаем гипсом. На выходе получаем копию.

Для создания матрицы понадобится такая композиция:

• воск — 20 частей;
• парафин — 3 части;
• графит — 1 часть.

Если форма создается из диэлектрического материала, на ее поверхность наносим электропроводное покрытие. Проводниковый слой наносим либо путем восстановления металлов, либо механическим способом, подразумевающим нанесение чешуйчатого графита при помощи кисточки.

Еще до начала механической обработки поверхности растираем графит в ступе, просеиваем его сквозь сито. Наилучшая адгезия графита наблюдается с пластилином. Гипсовые, деревянные, стеклянные и пластмассовые формы, а также папье-маше эффективнее всего обработать раствором бензина и воска. Когда поверхность еще не просохла, наносим на нее графитовую пыль, а прилипшее вещество сдуваем направленным потоком воздуха.

Гальваническое покрытие нетрудно отделить от матрицы. Если форма металлическая, создаем на поверхности оксидную или сульфидную электропроводящую пленку. К примеру, на серебре это будет хлорид, на свинце — сульфид. Пленка поможет легко отделять форму от покрытия. В случае с медью, серебром и свинцом покрываем поверхность 1% раствором сульфида натрия, чтобы возникли нерастворимые сульфиды.

к содержанию ↑

Материалы и оборудование

Когда форма готова, кладем ее в гальваническую ванну, подключенную к электрическому току (чтобы не допустить растворения разделяющей пленки). Вначале осуществляем покрытие проводящего медного слоя в условиях небольшой плотности тока.

Нам понадобится следующий состав:

• медный купорос — 150-200 граммов;
• серная кислота — 7-15 граммов;
• этиловый спирт — 30-50 миллилитров;
• вода — 1 литр.

Рабочая температура в электролитной ванной — 18-25 градусов по Цельсию. Плотность тока — от 1 до 2 Ампер на квадратный дециметр. Спирт понадобится для улучшения смачиваемости покрытия. В качестве источника постоянного тока можно использовать зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Также нам нужен амперметр с возможностью измерения силы тока от 0 до 3 или 5 ампер. Обычно на зарядках амперметр уже имеется.

Реостатом послужит нихромовая проволока. Ее наматываем на любую пластину из керамики. Вполне сгодится спираль от электрообогревателя.

В качестве ванночки подойдет любая пластмассовая емкость объемом от 2 до 50 литров, в зависимости от имеющихся потребностей. Медную пластинку используем как анод.

Обратите внимание! Площадь анода должна быть приблизительно равна площади обрабатываемых деталей.

Чтобы создать токопроводящий слой для изделия, добавляем в бронзовый порошок несколько капель лака. Рекомендуется использовать бесцветный нитролак. Лак нужно сделать более жидким, поэтому разбавляем его ацетоном до консистенции жидкого лакокрасочного состава.

к содержанию ↑

Процесс изготовления

Берем примерно 20-сантиметровый отрезок многожильного кабеля и извлекаем из него проволоку. Защищаем изоляцию по обеим сторонам проволочки, один ее конец сгибаем под углом 90 градусов и приклеиваем к пластиковой детали мгновенным клеем. Причем клей БФ не подойдет, так как его растворит бронзовая краска.

Когда предметы высохнут, осуществляем их обезжиривание с помощью средства бытовой химии (например, стирального порошка). Далее промываем изделие в проточной воде или обрабатываем его ацетоном.

Детали достаточно крепко зафиксированы на проволоке. Теперь их можно по одной окунать в заранее подготовленную бронзовую краску или же наносить этот материал кистью. Вся поверхность должна быть равномерно окрашена. Рекомендуется использовать изолированную проволоку от кабеля, иначе медь будет попадать на голый провод, что приведет к дополнительному расходу анода.

После часового высушивания поверхности высушенные концы проводов скручиваем между собой. Детали не должны соприкасаться друг с другом. Далее присоединяем изделия к плюсовому контакту и погружаем их в ванну. Спустя несколько секунд после погружения начнется заметный невооруженным взглядом процесс омеднения.

Толщина медного покрытия может колебаться в зависимости от обстоятельств, но для мелких предметов она составит примерно 0,05 миллиметра. В ванне детали находятся в течение 15 часов. Регулировку тока осуществляем перемещением контакта по нихромовому реостату в рамках 0,8-1,0 Ампер. После омеднения повышаем ток до 2 Ампер. Когда срок выдержки деталей истечет, промываем предметы в проточной воде, высушиваем их, а проволоку отрезаем. Зачищаем проволоку и подготавливаем ее к следующей процедуре.

Металлизация завершена. Далее берем серную мазь (можно приобрести в аптеке), наносим ее на поверхность и проносим деталь на огнем газовой плиты. При этом медь сразу потемнеет.

Следующий этап — полировка. Для этого пригодится двигатель, оснащенный металлической круглой щеткой. Эта работа требует определенного умения. В результате у нас должна получиться поверхность, выглядящая как черненая бронза с отдельными блестящими участками. Если сразу не удалось добиться нужного результата, снова наносим серную мазь, нагреваем изделие над огнем и полируем.

Для тех, кто сомневается в эффективности описанной выше процедуры, предлагаем сделать пробу. Для этого понадобится емкость для электролита, куда нужно опустить немного меди. Одну деталь окрасьте из пульверизатора 2-3 слоями в бронзовый цвет. Далее нужно подсоединиться к батарейке без использования реостата. Также подойдет адаптер от плеера.

к содержанию ↑

Помимо меди, на неметаллическую поверхность можно наносить и другие металлы, в том числе золото или серебро. Серебряная гальванопластика может осуществляться одним из двух способов: химическим или электрохимическим. Химическое серебрение производится путем погружения изделия в прокипяченный раствор с серебром. Электрохимический процесс дает более надежный результат, так как покрытие получается более прочным в результате воздействия электротока. Серебряная гальванопластика широко применяется при производстве ювелирных изделий.

Итак, гальванопластика дома вполне возможна. Процесс достаточно трудоемкий и требует определенных навыков, однако конечный результат того стоит.

Гальванопластика украшения из серебра / ЭДМ-АРТ

Что такое гальванопластика? 

Гальванопластика, также, называемая электроформинг — это технология получения изделий, выращенных из металла, под  действием тока. Для наглядности, обратите внимание на фотографию, отражающую основные этапы производства.

Процесс начинается с восковой модели, вручную обработанную нашими мастерами. Восковая модель – это основа, по которой в дальнейшем мы растим серебро. Для этого мы покрываем ее специальным токопроводящим слоем, чтобы она работала как «магнит», притягивая на себя ионы серебра. После этого погружаем ее в гальваническую ванну, где серебро находится уже в растворенном состоянии. Там, под действием тока, серебро постепенно высаживается на изделие, образуя толстую «корку». Как только количество серебра на изделии становится достаточным, мы вынимаем изделие, просушиваем и полируем. После полировки накладывается чернение, для того, чтоб подчеркнуть особую фактуру изделия, а после этого снова полируется (убираются «излишки» чернения и образуется глянцевая поверхность). 

Является ли обычная посеребренная вещь изделием «гальванопластики»? 

Нет, — это в корне различные процессы. Серебрение – это поверхностное покрытие готового металлического изделия, в то время как гальванопластика – это выращивание модели серебром. Это также видно по количеству высаженного серебра. На обычном «посеребренном изделии» слой покрытия составляет от 2 до 20 микрон, в то время как основное условие гальванопластики – это слой более 200 микрон. 

Внутри изделия остается воск?    

Да, воск, действительно остается внутри изделия.  Это дает нашим изделиям несколько преимуществ. Во-первых,  они становятся менее хрупкими, и не подвержены деформациям, а во-вторых – это позволяет отнести их к классу «ювелирная галантерея»,  и продавать их без специальных разрешений. 

Какое серебро Вы используете для создания изделий?

Только самой высшей пробы (999,9). В противном случае, осаждение серебра нашим методом не было бы возможным. 

Почему на изделиях не стоит клеймо пробирной палаты Санкт-Петербурга?    

По действующему законодательству, клеймению подлежат только изделия, выполненные литьевым способом (целиковые). Так как мы оставляем воск внутри каждого изделия, то не подлежим клеймению пробирной палаты.(Письмо НИИЮВЕЛИРПРОМ № 87-50/89 от 03.09.1999. ОСТ 117-3-003-95. Письмо СЗ ГИПН № 02-04/403 от 14.05.92)  

Почему на каждом Вашем изделии стоит знак «925»?    

Мы работаем по ОСТу 117-3-003-95, согласно которому, мы должны информировать покупателя о материале, из которого состоит наше изделия и ставить свой товарный знак. «925» -ставится для обозначения серебра, а «яблочко» — является нашим товарным знаком. Точное количество осажденного серебра в граммах указывается на бирке. 

Ваши изделия – это фабричное производство?    

Нет, все наши изделия изготавливаются вручную и проходят очень строгую проверку качества.

 
Что нужно, чтобы заниматься продажей изделий, выполненных методом гальванопластики?   
 
Никаких специальных разрешений на продажу серебра не требуется. Только Ваше желание.

Что такое о гальванопластика и гальваностегия

Гальванопластика — электрохимический способ копирования (получение точных копий изделий). Широко используется в технике при изготовлении матриц в полиграфии, пресс-форм для прессования грампластинок и т. п. Этим способом изготовляют металлические сетки, ювелирные изделия, копии скульптур, гравюр, детали сложной конфигурации. Способ отличается исключительно высокой точностью воспроизведения рельефа изделия.

Гальваностегия — электрохимический процесс покрытия одного металла другим, более устойчивым в механическом и химическом отношении, например стальные детали покрывают хромом, никелем, медные — никелем, серебром или другими металлами.

В принципе гальванопластика не отличается от гальваностегии. Однако гальваностегические и гальванопластические процессы имеют свои особенности и отличаются прежде всего методами подготовки поверхности перед осаждением на нее металла.

В гальваностегии поверхность подготавливается так, чтобы покрытие прочно держалось на ней. В гальванопластике, наоборот, покрытие должно легко отделяться. Поэтому в последнем случае уделяется большое внимание нанесению токопроводящих слоев (в случае покрытия непроводников) и разделительных слоев (если копия получается с металла).

Далее, в то время как для гальваностегических покрытий используют многие металлы и сплавы (серебро, цинк, олово, никель, медь, хром и их сплавы), в гальванопластике обычно применяют лишь отложения меди, никеля и серебра и значительно реже — других металлов. В связи с тем, что гальванопластические отложения отличаются от гальваностегических значительно большей толщиной, составы электролитов и режимы, применяемые в гальванопластике, также несколько отличаются от принятых в Гальваностегии.

В гальванопластике металл обычно наращивают не на металл, а на тонкий токопроводящий слой, нанесенный на поверхность непроводника, или на разделительный, плохо проводящий слой, нанесенный на металл, поэтому в технологический процесс вводят дополнительную по сравнению с гальваностегией операцию «затяжки» металлом — первичное наращивание металла на токопроводящий слой до полного закрытия его. Составы электролитов для ванн затяжки и режим работы несколько отличаются от обычных.

Оборудование и самодельные устройства

Оборудование для гальваностегии ничем не отличается от оборудования, применяемого для гальванопластики. В качестве гальванической ванны может быть использована любая стеклянная байка такого размера, чтобы покрываемый металлом предмет свободно в ней размещался и при этом не находился слишком близко от анодных пластин.

Рис. 1. Гальваническая ванна в четырехугольной банке.

Удобнее всего пользоваться четырехугольными стеклянными баньками (рис. 1).

Из толстой медной проволоки или трубок делают поперечные пере-!кладины, из которых две (а) служат для подвешивания никелевых или медных пластин — а н од о в, а третья (б)-для никелируемых или Омедняемых предметов.

Рис. 2. Гальваническая ванна в круглой банке.

В круглой банке анодную пластину приходится сгибать в виде цилиндра (с) (рис. 2).

Покрываемые предметы подвешивают на медных проволоках. Анодных пластин должно быть две. Важно, чтобы покрываемые предметы были обращены к анодам своими наибольшими площадями и находились с ними примерно в Параллельных плоскостях.

Перекладины, к которым подвешиваются аноды и покрываемые предметы, необходимо снабдить клеммами для удoбcтвa и надежности соединения (см. рис. 3). Проволоки, которыми прикреплен анод к перекладине, должны находиться выше уровня Электролита, особенно если они сделаны из другого металла.2, то ток не должен превышать 0,5 X 0,5 = 0,25 А. При большем токе никель или медь будут откладываться темным, непрочным, легко отделяющимся слоем. Если предмет имеет заостренные части, плотность тока следует уменьшить в 2-3 раза.

Предметы погружают в ванну под напряжением. Для этого их сначала подвешивают на медных голых проводниках диаметром 0,8-1 мм к перекладине (медная трубка), подключают к источнику электрического тока (при этом реостат включают на полное сопротивление) и опускают в ванну с электролитом. Затем, уменьшая сопротивление реостата, доводят ток до нормы.

Рис. 3. Схема включения гальванической ванны в электрическую цепь.

Во время гальванизации деталь или предмет два-три раза вынимают из ванны на короткое время и осматривают. Если металл откладывается неравномерно, изменяют положение предмета, повернув его к аноду той стороной, на которой слой металла получается тоньше.

При правильном процессе никелирования никель откладывается матовым, повсюду ровным, серебристым слоем. Появление темных пятен свидетельствует о плохом обезжиривании. Тонкий слой металла откладывается на детали или предмете за 20-30 мин, толстый слой — за несколько часов.

Предмет, вынутый из ванны, как бы хорошо он ни был предварительно отполирован, имеет матовую поверхность. Для придания блеска его полируют тончайшим мелом (зубным порошком) при помощи суконки. Можно также полировать крокусом, но очень осторожно, чтобы не повредить слой никеля.

Примечание. В любительских конструкциях широко применяется алюминий. Анодирование можно выполнять переменным током 12- 24 В. Деталь (лист) полируют до зеркального блеска, протирают ацетоном и химически обезжиривают в растворе едкого натра 50 г/л. Время обезжиривания 3-5 мин, температура раствора 50° С.

Анодирование переменным током заключается в следующем. Если анодируется деталь (лист), то она является первым электродом, а вторым может быть обработанная алюминиевая болванка или лист.

Контакты токоподводов обязательно должны быть алюминиевые.2 при напряжении 12-20 В. Время анодирования 20-25 мин, температура электролита — около 25° С.

Электролитическая гальванопластика

С копируемого предмета или изделия прежде всего снимают отпечаток, т. е. делают форму из легкоплавного металла, воска, пластилина или гипса. Копируемый предмет, натертый мылом, кладут в картонную коробку и заливают легкоплавким сплавом Вуда или другими легкоплавкими сплавами.

После отливки предмет вынимают и полученную форму обезжиривают и подвергают меднению в электролитической ванне. Для того что-

бы металл не откладывался на тех сторонах формы, где нет оттиска, их покрывают при помощи кисточки расплавленным воском или парафином. После меднения легкоплавкий металл расплавляют в кипящей воде и получают матрицу. Матрицу заливают гипсом или свинцом, и копия готова.

Для изготовления форм применяют следующую восковую композицию:

• Воск — 20в. ч.
• Парафин — 3 в. ч.
• Графит — 1 в. ч.

Если форму изготовляют из диэлектрика (воск, пластилин, парафин, гипс), ее поверхность покрывают электропроводным слоем. Проводящий слой может быть нанесен способом восстановления некоторых металлов (серебра, меди, никеля) или механическим путем — втиранием в поверхность формы чешуйчатого графита мягкой волосяной кистью.

Графит тщательно растирают в фарфоровой ступке, просеивают через сито или марлю и наносят на поверхность изделия мягкой кистью или ватным тампоном. Графит лучше прилипает к пластилину. Формы из гипса, дерева, стекла, пластмассы и папье-маше покрывают раствором воска в бензине.

На поверхность, не успевшую высохнуть, наносят графитную пудру, а лишний, неприлипший графит сдувают.

Гальваническое покрытие легко отделяется от формы, покрытой графитом. Если форма выполнена из металла, то на ее поверхности необходимо создать электропроводящую пленку оксида, сульфида или другой нерастворимой соли, например на серебре — хлорида серебра, на свинце — сульфита свинца, чтобы форма хорошо отделялась от покрытия.

Медные, серебряные и свинцовые поверхности обрабатывают 1%-ным раствором сульфида натрия, в результате чего на них образуются нерастворимые сульфиды.2. Спирт необходим для повышения смачиваемости поверхности. После того как вся поверхность «затянется» слоем меди, форму переносят в электролит, предназначенный для гальванопластики.

Для гальванопластических работ (меднение) рекомендуется следующий состав:

• Сернокислая медь (медный купорос) — 340 в. ч.
• Серная кислота — 2 в. ч.
• Вода — 1000 в, ч.

Температура электролита 25-28° С. Плотность тока 5-8 А/дм2.

Металлизация неметаллических предметов, способы и советы

Чтобы изготовить металлические листья растений, со свежих листьев снимают отпечатки на восковой композиции следующим образом. В формочку из плотной бумаги заливают восковую композицию, дают ей остыть почти до полного отвердения, но с таким расчетом, чтобы поверхность ее была эластичной. Затем на поверхность воска накладывают листья и прижимают их стеклом.

Когда стекло н листья снимают, на восковой композиции остается четкий отпечаток листьев.

После полного затвердения воска форму с отпечатком осторожно графитируют мягкой кистью. Установив проводники на форме, подвешивают груз и опускают ее в гальваническую ванну.

Для покрытия металлом насекомых (бабочек, жуков и т. п.) нх соответствующим способом подготавливают: насекомых выдерживают в 1,5%-ном растворе сулемы, высушивают, покрывают лаком или тонким слоем воска. Затем поверхность нужно сделать токопроводящей, для этого ее при помощи кисточки смазывают жидкой кашицей из графита, разведенного на спирте или водке. После высыхания излишки графита удаляют.

После этого предмет подвешивают на нескольких тонких медных проволочках диаметром 0,1-0,2 мм, перекручивая или перевязывая их неоднократно крест-накрест (рис. 1), и помещают в гальвано-пластическую ванну. Для устранения плавучести в электролите бабоч

ку, жучка и т. п. прикрепляют парафином к стеклу или кусочку пластмассы. Металл начинает откладываться прежде всего около медных проволочек, распространяясь очень медленно на всю остальную поверхность.

Поэтому в начале процесса ток должен быть в несколько раз меньше нормального, когда же вся поверхность окажется «затянутой» металлом, доводят его до нормы. Продолжительность процесса — несколько часов. Толщина покрытия может колебаться от 0,1 до 2 мм.

Рис. 1. Подвешивание жука для омеднения (а). Вид жука, покрытого металлом (б).

Используя метод гальванопластики, можно металлизировать кружева для декоративно-художественного украшения различных предметов.

Кружева растягивают на рамке и пропитывают парафином. Затем их проглаживают утюгом между листами бумаги для удаления излишков парафина. Далее наносят электропроводящий слой мелкого графита, избыток его тщательно сдувают с кружев.

Проложив проводники по краю кружева, их крепят на пластмассовой рамке или рамке из толстого провода с хлорвиниловой изоляцией, вместе с которой кружева погружают в электролит.

Кружева, покрытые медью, обрабатывают латунной щеткой. Паяют их оловянно-свинцовым припоем. Гальваностегическая отделка металлизированных кружев заключается в нанесении декоративного слоя серебра или золота или в оксидировании.

Копируем старинную монету при помощи гальванопластики

Любители-коллекционеры, увлекающиеся сбором старинных монет, могут использовать простой способ снятия копий со старинных монет.

Каждую сторону монеты аккуратно оттискивают на пластилине. Чтобы монета не прилипла к пластилину, ее смачивают мыльным раствором. Кромки оттисков подравнивают так, чтобы углубление в пластилине было равно половине высоты монеты. Затем холодной водой смывают мыло, подсушивают пластилин, пока его температура не достигнет комнатной- 18-20° С.

Затем на поверхность оттиска мягкой кисточкой намыливают порошок бронзы (в хозяйственных магазинах он продается под названием «Краска под золото»). На блестящую бронзовую пленку надо гальваническим способом осадить слой меди. Напыленная бронза не проводит электрического тока, и медь на нее не может осесть.

Чтобы такую поверхность сделать токопроводящей, ее обрабатывают концентрированным раствором двухлористого олова. Поверхность из золотисто-желтой превратится в оловянно-желтую и станет электропроводящей.

Для осаждения на этой поверхности слоя меди надо иметь гальваническую ванну с раствором медного электролита. Для электролита на 1 л дистиллированной или кипяченой воды берут 220-250 г медного купороса, 15-18 г серной кислоты и 35-40 г этилового спирта. Спирт можно заменить двойным количеством водки или 2-3 г фенола (карболовая кислота).

Затем в нескольких местах токопроводящей поверхности оттиска втыкают тоненькие жилки от многожильного провода и соединяют их с общим проводом. Оттиснутая форма будет в ванне минусом (катод). С положительным полюсом соединяют кусочек меди, равный по площади монете или чуть больше нее. Все это опускают в раствор электролита.

Расстояние между электродами 8-10 см.

В качестве источника тока используется выпрямитель либо четыре-пять элементов «373» «Сатурн», соединенных последовательно и включенных в соответствующей полярности. Через 1-2 мин осматривают оттиск. Если осаждающийся на нем слой меди имеет красноватый цвет, как бы поджаренный, значит, ток велик и надо отсоединить одни элемент или уменьшить напряжение на выходе выпрямителя.

Опытным путем добиваются, чтобы слой меди приобрел телеснокрасноватый оттенок с мелкими поблескивающими кристаллами. В этом случае медь будет пластичной.

Осаждать ее нужно в течение 5-6 ч. Потом модель вынимают из пластилина, промывают теплой водой и ножницами выравнивают края. Внутреннюю часть модели покрывают флюсом (канифоль, растворенная в спирте или бензине), заливают до краев оловом или припоем ПОС-60. После заливки обе половины монеты подравнивают и, наконец, спаивают между собой.

Шов зачищают, монету промывают и опускают ее на несколько минут в раствор электролита (без подключения электрического тока). Оловянный шов покроется тонким слоем меди.

Копия монеты готова. Пройдет несколько месяцев, медь — потускнеет, покроется окисью, и тогда трудно будет отличить копию от оригинала.

Литература: В. Г. Бастанов. 300 практических советов, 1986г.

Что такое гальванопластика — AJ Tuck Co

Электроформование — это узкоспециализированный процесс изготовления металлических деталей путем электроосаждения в ванне для нанесения покрытия на основание, называемое сердечником, которое впоследствии удаляется, оставляя только электроосажденный металл. Оправка изготавливается обычным способом, а затем наносится гальваническое покрытие. По достижении желаемой толщины от 0,001 дюйма (0,025 мм) до более чем полдюйма (12,7 мм) оправку извлекают или растворяют.

На этой диаграмме показано, что положительно заряженный источник гальванического металла (анод) слева разрушается постоянным электрическим током, в результате чего каждый поверхностный атом теряет два (ионизированных) электрона в растворе медного или никелевого электролита, которые затем притягиваются к отрицательно заряженному оправка (катод), где они возвращают свои электроны и снова становятся металлом. Нарастание достигается примерно со скоростью 0,001 дюйма (0,025 мм) в час.

Преимущество этого процесса заключается в том, что металл осаждается на поверхности оправки на молекулярном уровне при комнатной температуре, поскольку образуется атом за атомом. Это точно воспроизводит форму или оправку с точностью менее микрона без усадки или искажения, связанных с другими методами обработки металлов, такими как литье, штамповка или волочение. А поскольку оправка представляет собой внешнюю поверхность, на внутренних поверхностях могут быть созданы сложные элементы, жесткие допуски по размерам и отделка поверхности, которые невозможно получить никаким другим известным способом.

Электроформование следует рассматривать как базовый производственный процесс при рассмотрении альтернатив, наиболее подходящих для изготовления любого конкретного изделия. Другие базовые процессы обработки металлов давлением, включая литье, ковку, штамповку, глубокую вытяжку, механическую обработку, электроэрозионную обработку и быстрое прототипирование, могут хорошо служить для большинства приложений, но могут выходить за их пределы, когда требования требуют экстремальных допусков, сложности или небольшого веса. В таких случаях гальванопластика — реальное средство решения проблем; это самый точный способ определения внутренних размеров и воспроизведения деталей поверхности.

Зачем это нужно?

Поскольку металл формируется на молекулярном уровне над поверхностью, воспроизводящей изображение, необходимое в обратном порядке, действительно глубокие и сложные элементы могут быть выполнены в виде структуры с внешними элементами, которые просто не могут быть воспроизведены в качестве внутренних элементов. Поскольку металл продолжает нагреваться при комнатной температуре, не происходит усадки или деформации, оставляя внутренние размеры сложной конструкции с точно такой же отделкой, деталями и размерами, которые были установлены на оправке, которая была сделана как внешняя конструкция.Это самый точный в мире способ создания внутренних полостей или воспроизведения деталей поверхности. На этом рисунке показан СВЧ волновод со сложной структурой рядом с оправкой, подобной той, на которой он был сделан, и отражатель рядом с оправкой.

Какие металлы можно гальванизировать?

Мы можем изготавливать детали из меди или никеля, 4 типов меди, OFC, тип 1A, тип II и тип IIA, а также 2 типа никеля, наши типы 1 и тип II, в соответствии с прилагаемой таблицей.Мы также можем изготовить детали из сплава никель / кобальт. Мы можем изменить структуру зерна и, таким образом, физические свойства металлов, используя добавки для измельчения зерна в ваннах для нанесения покрытия, в результате чего получаются медные детали от чистой мягкой OFC до типа IIA, имеющего 120 000 фунтов. / кв. дюйм прочности на разрыв, и никель от чистого мягкого до типа II, имеющий 200 000 фунтов. Прочность на разрыв на квадратный дюйм с твердостью по Роквеллу C-50. Несколько слоев одного и того же или разных гальванопластов могут быть связаны вместе на молекулярном уровне или с разными металлами подложки для создания сложных структур с другими «наростами», такими как фланцы, перегородки, выступы и вставки.

Из чего сделаны оправки?

Держатели могут быть изготовлены из самых разных материалов, включая нержавеющую сталь, алюминий, резину, эпоксидную смолу, пластик, гипс, воск, стекло и стереолитографию. Непроводящие оправки можно сначала покрыть тонким слоем проводящего материала, например восстановлением серебра. Многоразовые оправки изготавливаются из нержавеющей стали или резины (RTV). Многоразовые оправки подходят только для деталей без поднутрений, в противном случае оправки должны быть одноразовыми, из которых наиболее распространенным материалом является алюминий.Его можно обработать с очень точными допусками и после гальванопластики полностью растворить в гидроксиде натрия, который вообще не травит медь или никель.

Электроформование: процесс и преимущества | Металлы | Отрасли промышленности

В этой статье мы обсудим: — 1. Значение гальванопластики 2. Процесс гальванопластики 3. Преимущества 4. Ограничения.

Значение гальванопластики :

Это процесс формования металлов.Детали различной формы изготавливаются путем электролитического осаждения металла на токопроводящей съемной форме. Разница между гальваникой и гальванопластикой состоит в том, что в первом случае металл постоянно прилипает к катоду, тогда как во втором случае вокруг катода образуется твердая оболочка, которую можно отделить от него.

Катод (форма) может быть любой формы в зависимости от формы, необходимой для детали. Отделка изготавливаемой детали зависит от гладкости поверхности формы.Металл для гальванопластики детали на пресс-форме подается из раствора электролита, в котором стержень из чистого металла действует как анод для тока гальваники.

Этот процесс очень полезен для тонкостенных деталей, где желательны высокая точность и чистота поверхности. Это также подходит для деталей сложной внутренней формы, которые трудно обрабатывать. Этот процесс также очень выгоден для производства небольшого количества деталей, для которых другие методы будут очень дорогими.

Процесс гальванопластики:

В процессе гальванопластики сначала подготавливается негативное изображение детали, называемое матрицей, формой или шаблоном. Это может быть постоянный или расширяемый тип, в зависимости от формы производимой детали. Постоянные формы легко обрабатываются из металла и очень экономичны. Их можно использовать только при наличии достаточной тяги для их извлечения без повреждения формованной детали.

Расширяемые сердечники могут быть либо из сплава с низкой температурой плавления, либо из какого-либо химически растворимого вещества.В случае форм расширяемого типа используемое вещество может быть непроводящим, например, пластик и т. Д.

В таких случаях они должны иметь покрытие или формы расширяемого типа, используемое вещество может быть непроводящим, например пластик и т. Д. В таких случаях они должны иметь металлическую пленку, нанесенную распылением, кистью или химическим восстановлением. Восковая форма может быть покрыта графитом.

После приготовления желаемых форм формы помещаются в раствор электролита, и в раствор пропускается соответствующий ток.Форма продолжает получать ионы металла от металлического стержня, и, наконец, вокруг формы образуется слой достаточной толщины. Затем его вынимают из ванны, ополаскивают, а затем снимают с формы.

Различные металлы, используемые для гальванопластики, включают медь, никель, железо, серебро, цинк, свинец, олово, кадмий, золото, алюминий и другие металлы, имеющие проводящую природу. Из них медь, никель, железо и серебро лучше всего подходят для гальванопластики, поскольку они обладают такими свойствами, как хорошая воспроизводимость, устойчивость к коррозии, хорошая несущая поверхность и достаточная прочность для небольшой толщины.

Свойства гальванопластовых деталей зависят от характеристик используемого металла, скорости осаждения металла, температуры покрытия и т. Д. Некоторые изменения свойств гальванических деталей также могут быть достигнуты за счет надлежащей термообработки.

Преимущества гальванопластики:

Важность электроформовки в основном связана с ее способностью формировать сложные детали с замысловатыми деталями.

Его различные преимущества:

(i) Обеспечивается высокая точность размеров деталей сложной формы.

(ii) Могут изготавливаться различные детали без отклонений в размерах.

(iii) Может быть достигнута высокая чистота поверхности.

(iv) Легко изготавливать детали любой толщины и легко контролировать толщину.

(v) Возможно производство ламинированных металлов.

(vi) Может быть достигнута любая степень чистоты.

(vii) Поверхности могут быть достигнуты особые физические и металлургические свойства.

Ограничения гальванопластики:

(a) Это не экономичный метод производства.

(b) Скорость производства обычно низкая.

(c) Стоимость очень высока.

(d) Точность внешних поверхностей не контролируется.

(e) Процесс ограничен очень тонкой частью.

(f) Ограничено определенными материалами.

Как правило, для гальванопластики лучше всего подходят прецизионные детали, изготовление которых другими способами очень дорого. Он в основном используется для производства металлических высокоточных сильфонов, используемых в преобразователях, приборных колпаках, соплах Венчур и других прецизионных деталях из ламинированных металлов.

Что такое гальванопластика — Optiforms, Inc.

Прецизионная гальваническая оптика

Электроформованные оптические компоненты — это подложки, полностью состоящие из металлического покрытия, нанесенного электрохимическим способом для обеспечения точного воспроизведения поверхности. Процесс гальванопластики включает осаждение металла на эталонную форму с желаемой геометрией контура и обработкой поверхности до заданной толщины. Optiforms обычно наносит чистый электролитический никель с тщательно контролируемыми параметрами на точно отшлифованный и отполированный эталонный инструмент из нержавеющей стали.В процессе нанесения покрытия электроосажденный материал соответствует поверхности мастера на молекулярном уровне. Когда покрытие будет достигнуто до желаемой толщины, осажденный материал удаляется как оболочка-субстрат из мастер-формы. Поскольку мастер напрямую отвечает как за геометрию гальванопластики, так и за зеркальность ее поверхности, готовый компонент является чрезвычайно точной копией поверхности мастера. Таким образом, можно получить множество точных копий дорогостоящих поверхностей при относительно низкой стоимости детали.

Производство качественной оптики

Optiforms разработала специализированные технологии изготовления эталонных поверхностей, а также методы испытаний, обеспечивающие максимально возможную точность поверхности. Обычно при производстве наша эталонная геометрия не отклоняется от указанной теоретической геометрии более чем на ± 30 угловых секунд погрешности наклона поверхности. Окончательная зеркальность поверхности полированного мастера обычно составляет 80-50 царапин и копаний, что соответствует требованиям стандарта MIL-0-13830A.Основным преимуществом мастеров из нержавеющей стали является их способность во многих случаях производить тысячи гальванических форм с минимальным влиянием на исходное качество поверхности. Для мастера могут использоваться и другие материалы (высококачественные пластмассы, алюминий, стекло и т. Д.), Но для этого требуются особые методы подготовки и обращения с ними.

Наши высокоточные гальванопластические отражатели являются результатом тщательного и точного контроля всех жизненно важных параметров покрытия, которые влияют на внутреннее напряжение плакированного металла во время процесса гальванопластики.Использование микропроцессорных контроллеров обеспечивает наиболее точное и последовательное управление, используемое в отрасли. Наша химическая лаборатория отвечает за мониторинг всех технологических решений для нанесения покрытий, чтобы поддерживать точный химический баланс. Это обеспечивает максимально возможное качество гальванопластов с абсолютным минимумом остаточных напряжений, что подтверждается гальваническими формами других производителей. Такой точный контроль процесса и тщательные производственные процедуры позволяют нам поддерживать оптическую точность на уровне ± 2 угловых минуты отклонения уклона поверхности от геометрии эталона.Кроме того, эти точно контролируемые параметры покрытия позволяют изготавливать отражатели толщиной от 0,001 до более 0,25 дюйма без какого-либо влияния на желаемую геометрию отражателя.

После гальванопластики рефлектора его деталь тщательно проверяется на соответствие всем спецификациям. После постпроизводственных процессов, таких как нанесение покрытий или электроэрозионная обработка, все компоненты снова полностью проверяются нашим отделом обеспечения качества, чтобы убедиться, что качество и точность продукта соответствуют всем требованиям заказчика.

Уникальные геометрические возможности

Электроформование позволяет изготавливать экзотические или сложные формы со значительной экономией средств по сравнению с традиционными методами производства, такими как шлифовка и полировка стекла, алмазная или другая одноточечная обработка и т. Д. Асферические формы, такие как параболоиды, эллипсоиды, гиперболоиды и внеосевые сегменты могут быть произведены в больших объемах за небольшую часть стоимости по сравнению с традиционными оптическими технологиями изготовления. Поскольку гальванопластика — это процесс репликации, каждая гальванопластика будет обладать такими же физическими и оптическими характеристиками, что и ранее изготовленная деталь, что обеспечивает постоянство качества продукта.

Optiforms может производить различные специализированные формы, включая резонаторы с лазерной накачкой, параболические и эллиптические 2-осевые линейные желоба, офтальмологические формы, многогранные интегрирующие отражатели, а также полную апертуру, геометрические конфигурации и отверстия для доступа. Электроформование — это уникальный и чрезвычайно точный процесс, который устраняет оптические искажения и отклонения размеров, обычно возникающие при использовании обычных методов обработки.

Компьютерная оптика

Компьютерное проектирование и инжиниринг используются в компании Optiforms с момента ее основания.Наши возможности включают в себя проектирование компонентов в 2D и 3D, черчение, параметрическое проектирование и черчение для быстрого выпуска новых продуктов и / или инструментов, анализ оптического пути и трассировки лучей, а также оптический анализ конструкции компонентов. Этот компьютеризированный оптический дизайн позволяет создавать акустические поверхности, которые максимизируют рабочие параметры данной системы. Компьютерная геометрия затем легко создается в мастер-инструменте с использованием технологии обработки с ЧПУ.

О компании Optiforms

Optiforms — это современное предприятие, расположенное в промышленном центре Южной Калифорнии.Мы специализируемся на производстве высокоточной гальванопластической оптики и высококачественных оптических покрытий для различных областей применения. Наши производственные возможности варьируются от отдельных деталей до массовых заказов с неизменно превосходным качеством продукции при высокой производительности. Наш отдел технических услуг имеет многолетний опыт работы в области проектирования оптики, электромеханических и электрооптических систем, производственных технологий и контроля качества. Персонал службы технической поддержки может обсудить новые концепции дизайна, преобразования или усовершенствования существующих конструкций систем с использованием наших недорогих и высокоточных гальванических изделий.

Гальваническое формование

— перспективное решение для миниатюрных контактов: пример мультитеста | by Veco B.V.

Полупроводниковые компании сталкиваются с постоянным давлением, чтобы превзойти своих конкурентов и предложить следующую «большую вещь» — производить детали меньшего размера, более прочные и более мощные при сохранении рентабельности и устойчивого производства. В отрасли, характеризующейся быстрым технологическим развитием и постоянными инновациями, это постоянная задача.Для этого очень важно, чтобы производители полупроводников могли создавать прототипы новых продуктов с максимальной эффективностью.

Мы работаем с Multitest с 2010 года и помогли им стать международным лидером в производстве полупроводников. В этом блоге мы вспомним наш проект с Multitest и работу, которую мы проделали с ними за эти годы. В частности, мы рассмотрим операционные и финансовые преимущества, которые наш жаропрочный никель (HR) предоставил им как в процессе испытаний, так и в производственных процессах.

За последние десятилетия Multitest превратилась из начинающей компании в одного из ведущих мировых производителей испытательного оборудования для полупроводниковых интегральных схем (ИС). За это время они превратились из компании, состоящей из четырех человек и нескольких местных клиентов, в многонациональную корпорацию с сотнями сотрудников, обслуживающую все большее число международных партнеров. Multitest имеет офисы в более чем 20 точках по всей Европе, Азии и США и является надежным партнером самых известных мировых производителей полупроводников.

Multitest предоставляет инновационные решения для обработки и тестирования тестов, адаптированные к индивидуальным требованиям каждого клиента, с которым они сотрудничают. Они гордятся тем, что обеспечивают высокую производительность, измерения в микронном масштабе, прецизионную точность температуры и новейшие технологии для измерения и производства.

Когда компания Multitest обратилась к нам с задачей повышения эффективности и прибыльности испытаний, они искали партнера по гальванопластике, который мог бы не только предоставить образцы максимально возможного качества и надежности, но и сделать это в промышленных масштабах.

Способность Veco производить большие объемы деталей быстро и в больших масштабах сделала нас идеально подходящими для них. Наши отношения с Multitest начались в 2010 году, когда мы начали поставлять им гальванические микропрецизионные детали.

Когда Multitest взяла нас в качестве поставщика, они начали быстро расти и искать способы повышения эффективности и адаптации к новому масштабу, который требовал их возросший спрос. Я посетил Multitest в 2014 году, чтобы вместе с ними разработать решение, и мне стало ясно, что для того, чтобы они достигли своих целей, нам потребуется разработать инновационную и беспрецедентную стратегию.С этой целью мы начали вместе работать над новым проектом, используя то, что мы впоследствии стали называть нашим экспериментальным подходом к прототипированию (вы можете узнать больше об экспериментальном подходе в одном из наших предыдущих блогов) и наш недавно разработанный HR-никель. технология.

Высокие производственные требования Multitest и их строгие стандарты качества означают, что их процесс тестирования был интенсивным и требовал высокой степени точности, надежности и стабильности. Полупроводниковые детали, производимые Multitest, чрезвычайно малы — часто всего несколько сотен микрон в высоту.

Испытания с использованием высокоточных зондов связаны с некоторыми принципиальными проблемами: зонды подвержены повышению температуры во время процесса испытания, что может вызвать нестабильность и даже выход из строя, если материал не может с этим справиться. Из-за строгих требований к качеству Multitest им требовалось, чтобы их зонды были изготовлены из металла, достаточно прочного, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие в процессе испытаний, без изменения свойств.

Термостойкий (HR) Никель — это уникальная форма никеля, разработанная Veco для того, чтобы выдерживать нагрузки, связанные с жесткими методами испытаний, используемыми производителями полупроводников.Он основан на добавках, совершенно отличных от никелевых продуктов, разработанных нашими конкурентами, и обладает высокой термостойкостью и проводимостью. Это позволяет подвергать компоненты обширным и интенсивным испытаниям без изменения свойств материала и, в конечном итоге, делает процесс испытаний более последовательным и надежным.

При оценке преимуществ нашего партнерства с Multitest необходимо учитывать ряд факторов:

• HR Nickel делает испытания более надежными и прибыльными

Использование HR Nickel не только повышает надежность процесса тестирования Multitest: это позволило им повысить прибыльность и продуктивность всего бизнеса.При использовании металла, который лучше подходит для испытаний полупроводников, частота отказов значительно снижается, а получение точных результатов испытаний происходит быстрее, надежнее и доступнее без ущерба для качества. Основная проблема, с которой Multitest столкнулась с другими поставщиками, заключалась в том, что их тестовые зонды подходили для тестирования, но не были достаточно устойчивыми для использования в миллионах циклов измерения. Никель HR позволяет Multitest провести несколько миллионов тестов на своих компонентах, прежде чем они покажут какие-либо признаки износа (до трех раз больше, чем у обычных компонентов), и подходят как для испытаний, так и для производственных целей.

• Электроформование дает вам доступ к высокоточным деталям в масштабе

Электроформование отличается от других технологий тем, что позволяет производителям «выращивать» детали атом за атомом, что обеспечивает точные высокие соотношения сторон. Электроформование — это технология аддитивного производства. Непревзойденно высокая точность достигается за счет литографического процесса в сочетании с этим процессом гальванопластики.

Компоненты, изготовленные методом гальванопластики, имеют чрезвычайно чистую и гладкую поверхность, без заусенцев и напряжений, с прямыми боковыми стенками, острыми краями и точными размерами отверстий, которые невозможно получить с помощью других методов.Это также позволяет сократить время выполнения заказов как при прототипировании, так и при производстве. На практике это позволяет Multitest достигать почти идеального управления процессом, высокой повторяемости и производства компонентов высшего качества — другими словами, это идеальное решение для производителей, стремящихся достичь больших объемов производства при минимальных затратах.

• Общее видение и совместная разработка помогают нам достичь и превзойти цели Multitest

Мы помогли Multitest достичь многих операционных преимуществ за время работы с ними, но я считаю, что это наш подход к нашему партнерству, который добавляет самая важная ценность для них: вместо традиционных отношений поставщик / производитель Multitest и Veco работают рука об руку с Multitest на каждом этапе пути, что обеспечивает согласованность наших видений на всех этапах.Что касается технической стороны, наши инженеры по приложениям сотрудничают с инженерами Multitest для совместной разработки решений. Наши отношения с их инженерами продолжаются, и мы регулярно проверяем их, чтобы постоянно помогать им в достижении их целей. Мы также разделяем систему KanBan с их отделом закупок, что позволяет нам держать их основные части на складе для быстрой доставки.

Тот факт, что мы так тесно сотрудничаем с инженерами Multitest и отделом закупок, также означает, что у нас есть уникальное понимание контекста их бизнеса, проблем, с которыми они сталкиваются, и целей, которые они надеются достичь.Это означает, что мы можем предоставить им индивидуальное инновационное решение, основанное на их конкретных требованиях и требованиях.

До сих пор у нас был фантастический опыт работы с Multitest — с ними приятно работать, и мы очень рады, что смогли сделать их бизнес последовательным и ощутимым. У нас тоже большие планы на будущее с Multitest: мы уже работаем с ними над некоторыми новыми проектами, чтобы уменьшить размеры компонентов до 100 микрон в течение следующих нескольких лет.Мы также занимаемся разработкой никеля HR +, который обеспечивает превосходную термостойкость по сравнению с нашим лидером в отрасли никелем HR.

Если вы хотите узнать больше о процессе гальванопластики и о том, как он может повысить эффективность и прибыльность вашего бизнеса, мы подготовили бесплатный технический документ под названием «Электроформование: инновации в аддитивном производстве». Загрузите его по ссылке ниже или запросите консультацию у одного из наших инженеров, если вы хотите узнать больше о наших услугах по совместной разработке.

Электроформование: методы, материалы, изделия

1.

M.B. Диггин, «Современные решения для гальванопластики и их применение», Специальная публикация ASTM, № 318 (1962), стр. 10–21.

Google ученый

2.

Г. ДеГроат, «Электроформование», специальный отчет №. 608, Американский машинист (Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1967). 3. Симпозиум по гальванопластике AES-ASTM (Орландо, Флорида: Американское общество гальванопластов, 1974).

Google ученый

3.

AES-ASTM Симпозиум по гальванопластике (Орландо, Флорида: Американское общество гальванопластов, 1974).

4.

Г.А. Мэлоун, «Исследование методов гальванопластики», NASA CR-134776 (Буффало, Нью-Йорк: Bell Aerospace, 1975).

Google ученый

5.

Г.А. ДиБари, «Электроформование», Руководство по гальванике , изд.Л.Дж. Дерни, 4-е изд. (Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхо “, 1984), стр. 474–490.

Google ученый

6.

E.S. Дваракадаса, Р.П. Дамбал и Дж. Балачандра, ред., Электроосаждение и гальваническое формование. Труды Международной конференции по электроосаждению и гальванопластике (Нью-Дели, Индия: Tata McGraw-Hill, 1988).

Google ученый

7.

AES Международный симпозиум по гальванопластике / формованию методом осаждения (Орландо, Флорида: Американское общество гальванопластов, 1983).

8.

Симпозиум AESF по гальванопластике (Орландо, Флорида: Американское общество специалистов по гальванопластике и отделке поверхностей, 1989 г.).

9.

«Стандартная практика обработки оправок для гальванопластики», Ежегодный сборник стандартов ASTM », т. 02.05, B431-85 (Филадельфия, Пенсильвания: ASTM, 1987), стр. 225-233.

10.

Практика «Standa» по инженерному проектированию гальванических изделий », в справ. 9. С. 262-267.

11.

«Стандартная» практика использования растворов для электроформования меди и никеля », в справочнике. 9. С. 331-345.

12.

Modern Nickel Electroforming (Торонто, Канада: Inco Ltd., 1991).

13.

С.А. Уотсон, «Современное гальваническое формование в Европе», Proceedings SUR / FIN ’91, Международная техническая конференция AESF (Орландо, Флорида: Американское общество специалистов по гальванопластике и поверхностной обработке, 1991), стр. 292– 311.

Google ученый

14.

W.H. Сафранек, Свойства электроосажденных металлов и сплавов , 2-е изд. (Орландо, Флорида: Американское общество специалистов по гальванике и поверхностной отделке, 1986).

Google ученый

15.

J.W. Дини, Электроосаждение — Материаловедение покрытий и подложек (Парк Ридж, Нью-Джерси: Нойес, 1993).

Google ученый

16.

В.П. Greco, Electrocomposites (Орландо, Флорида: Американское общество специалистов по гальванике и отделке поверхностей, 1988).

Google ученый

17.

Симпозиум AESF по импульсному нанесению покрытий (Орландо, Флорида: Американское общество специалистов по гальванике и отделке поверхностей, 1991).

18.

S.T. Лам, «Электроформование высокоточной диафрагмы», в справочнике. 13.

Google ученый

19. Ред.

Р. Эдва, «Электроформование для голографического воспроизведения», Покрытие и обработка поверхности, 75 (3) (1988), стр.30–31.

Google ученый

20.

Т. Алхом, К. Гнадиг и Х. Крей, «Перенос рельефных голограмм, образованных в эмульсиях галогенида серебра, в никелевую фольгу для тиснения», Proceedings SUR / FIN’93, Международная техническая конференция AESF (Орландо, FL: Американское общество специалистов по гальванике и поверхностной отделке, 1993 г.).

Google ученый

21.

Ф.В. Шнек, «Аудио гальваническое формование достигает совершенства с видеодиском», Труды Международной конференции AES по гальванопластике и формованию осаждением (Орландо, Флорида: Американское общество гальванопластов и финишеров, 1983).

Google ученый

22.

К. Барнс, Т.Дж. Крайтон, «Массовое производство трехмерных компонентов», Труды международной технической конференции SUR / FIN ’91 AESF (Орландо, Флорида: Американское общество гальванических и поверхностных обработчиков, 1992).

Google ученый

23.

J.W. Дини и Х.Р. Джонсон, «Соединение методом гальванопластики», Metals Engineering Quarterly (февраль 1974 г.), стр.1-7.

24.

J.W. Дини, Х.Р. Джонсон и Дж. Р. Хелмс, «Высокопрочные никель / кобальтовые осаждения для применения в электросварке», Материалы симпозиума 1973 г. по электроосажденным металлам для отдельных применений, Отчет MCIC / апрель 1974 г., MCIC-74-17 (Колумбус, Огайо: Металлы и Информационный центр керамики, Лаборатории Бателле Коламбус, 1974 г.).

Google ученый

25.

Дж. Галгут, «Способы закрепления частиц и в определенных ювелирных изделиях», заявка на патент Южной Африки 93/8827.

26.

P.E.J. Легирсе и др., «Электроформованные Мо для оптических считывающих дисков», Покрытие и чистовая обработка поверхности, , 71 (12) (1984), стр. 20–25.

CAS Google ученый

27.

P.E.J. Легирсе, «Новые разработки для мастеринга и гальванопластики оптических дисков», Покрытие и чистовая обработка поверхности , 77 (1) (1990), стр. 46–50.

CAS Google ученый

28.

M.J. Sole, T. Szendrei, «Электроформованные медные вкладыши для заряда», в Ref. 13.

Google ученый

29.

F.J. Schmidt and I.J. Гесс, «Свойства гальванического алюминия», Покрытие, , 55 (2) (1966), стр. 229–234.

Google ученый

30.

Г. Стаффо и К. Тернер, «Электроосаждение алюминия из расплавленных солей», Proceedings SUR / FIN ’87 , Международная техническая конференция AESF (Орландо, Флорида: American Electroplaters ‘and Surface Finishers Общество, 1987).

Google ученый

31.

С. Сендерофф, «Электроосаждение тугоплавких металлов», Metallurgical Review , 11 (1966), стр. 97–112.

Google ученый

32.

Х. Силман, «Электроосаждение из расплавленных солей», Finishing Industry , 4 (4) (1980), стр. 83–90.

CAS Google ученый

33.

S.K. Пан, Дж. Томпсон и Г.П. Капсималис, «Электроосаждение сплава тантала и ниобия из ванны с расплавленными фторидными солями», в работе. 30.

Google ученый

34.

Г. Маркс, Д. Блессингтон и У. Ландау, «Распределение толщины в никелевых пластинах с отверстиями для электроформованной струйной печати», в работе. 13. С. 231–279.

Google ученый

35.

Маккормик М., «Проектирование систем гальванопластики», в работе.30.

Google ученый

36.

J.C. Farmer et al., «Разработка процесса гальванопластики для тестовой структуры с высоким градиентом», в Ref. 30.

Google ученый

37.

Р.Д. Кинг и Э.Р. Монтгомери, «Кислотное медное покрытие с высокой интенсивностью выбросов с использованием инертного электролита», патент США 5,174,886 (29 декабря 1992 г.).

Google ученый

38.

H.M. Ву, Х.Дж. Шай и Ч. Хуанг, «Контроль внутреннего напряжения в сплавах никель / железо, полученных методом гальванопластики», в справочнике. 22.

Google ученый

39.

L.E. Ваалер и др., «Электроформование никеля с динамическим контролем напряжения», Гальваника и чистовая обработка поверхности, , 75 (3) (1988), стр. 54–58.

CAS Google ученый

40.

Т. Тан, П. Лейснер и П. Моллер, «Улучшение характеристик отложений никеля с помощью импульсного покрытия», в Ref.20.

Google ученый

41.

А. Манер, С. Харш и У. Эрфе «Массовое производство микроструктур с экстремальным соотношением сторон путем гальванопластики», в работе. 30.

Google ученый

42.

J.W. Дини, «Структура отложений», Покрытие и обработка поверхности, 75 (10) (1988), стр. 11.

Google ученый

43.

C.E. Джонсон и М. Браунинг, «Статус электрокомпозитов», Proceedings SUR / FIN ’90, AESF International Conference (Орландо, Флорида: Американское общество гальванических и поверхностных обработчиков, 1990).

Google ученый

44.

L.C. Арчиба и П. Р. Эбдон, «Электрокомпозиты — новая возможность для финишеров по металлу», Финишная обработка металлов, , 90 (2) (1992), стр. 23–26.

Google ученый

45.

М. Гхаус, М. Вишванатан и Э. Рамачандран, «Окклюзионное покрытие композитов медь / карбид кремния», Metal Finishing , 78 (3) (1980), стр. 31–35.

CAS Google ученый

46.

Дж. Захави и Дж. Хазан, «Электроосажденные композиты, содержащие алмазные частицы», Гальваника и обработка поверхности, 70 (2) (1983), стр. 57–61.

CAS Google ученый

47.

Дж. Р. Льюис и Р. Дж. Уолтер, «Усиленные гальваническим формованием суперпластичные матрицы никель / кобальт, армированные волокном», патент США 4 400 442 (23 августа 1983 г.).

Google ученый

48.

Э. Гнасс, «Электроформование с дисперсионными покрытиями для износостойких форм», Galvanotechnik , 78 (4) (1987), стр. 960–962.

CAS Google ученый

49.

M. Vereist, J.П. Бононо и А. Руссе, «Влияние физико-химических характеристик A1 ₂ O ₃ и Cr ₂ O ₃ частиц на кодовое расположение в никелевой матрице», Proceedings of Interfinish 92 (Октябрь 1992 г.), стр. 410.

Google ученый

50.

А. Майер, К. Стэндхаммер и К. Джонсон, «Электроформованное объемное никель / фосфорное металлическое стекло», Гальваника и обработка поверхности, 72 (11) (1985), стр.76–80.

Google ученый

51.

Д. Сагг, «Электролитическое формование с использованием электролитических сплавов Ni-P и Co-P», в Ref. 8.

52.

S.T. Лам, «Электроформование никель-фосфора при низком содержании фосфора», Proceedings AESF Electroforming Symposium (Орландо, Флорида: American Electroplaters ’and Surface Finishers’ Society Inc., 1989).

Google ученый

53.

Дж. Яхалом и О. Задок, «Способ производства сплавов, обладающих высоким модулем упругости и улучшенными магнитными свойствами, путем электроосаждения», патент США 4 652 348 (24 марта 1987 г.).

Google ученый

54.

С.А. Уотсон, «Экономические аспекты и применение гальванопластики», Proceedings of Interfinish 92 (октябрь 1992 г.), с. 1325.

Google ученый

55.

М.П. Улер, Р. Хайдл и Р. Альткорн, «Электроформованная рентгеновская оптика», в работе. 13.

Google ученый

56.

W.R. Wearmouth, «Применение новых разработок в инструментальной промышленности», Пластмассы и резина: обработка , (12) (1977), стр. 131–138.

Google ученый

57.

Дж. Р. Логсдон, «Электроформование никелем очень крупных изделий», Гальваника и обработка поверхности , 77 (3) (1990), стр.22–24.

CAS Google ученый

58.

J.Ph. ван Делфт, Дж. ван дер Ваальс и А. Мохан, «Электроформование перфорированных изделий», Труды Института отделки металлов , 53 (1975), стр. 178–183.

Google ученый

59.

С.А. Уотсон, «Европейский отчет: современное гальваническое формование в аэрокосмической отрасли», Гальваника и обработка поверхности , 78 (8) (1991), стр.32–34.

CAS Google ученый

60.

Р. Сучентранк, «Электроформование космических и авиационных конструкций», Труды Интерфиниш , 80 (1980), стр. 180–186.

Google ученый

61.

G.T. Маркс и Л. Серджент, «Электроформованный трафарет для технологии поверхностного монтажа с мелким шагом», в Ref. 22.

Google ученый

62.

Электроформованный никель в пластмассовой промышленности (Лондон: International Nickel Limited, 1965).

63.

М.Дж. Соул, «Электроформование — метод будущего?» Труды Международного симпозиума по технологиям ювелирных изделий из золота Wor Gold Council I Casting, Gold Technology (11) (Милан, Италия: Всемирный совет по золоту, промышленное подразделение, ноябрь 1993 г.).

Google ученый

64.

М.J. Sole, «Гальванические противобаллистические плитки», заявка на патент Южной Африки 93/6116.

65.

M.J. Sole et al., «Электроформованные копии золотой парламентской булавы», Покрытие и обработка поверхности , 75 (3) (1988), стр. 33–39.

CAS Google ученый

66.

Дж. Дестомас и К. Мисиосио, «Новый подход к гальванопластике золотых ювелирных изделий в каратном размере», Proceedings SUR / FIN ’90, Международная техническая конференция AESF (Орландо, Флорида: Американские гальваники и отделочники поверхностей » Общество, 1990).

Google ученый

67.

Саймон Ф., «Электроформование в ювелирном производстве», в справочнике. 43.

Google ученый

68.

Р. Васудеван, Р. Деванатан и К.Г. Чидамбарам, «Эффект ультразвукового перемешивания во время гальваники никеля и меди при комнатной температуре», Metal Finishing, 90 (10) (1990), стр. 23–26.

Google ученый

69.

W.H. Сафранек и Ч. Layer, «Данные о свойствах электроосажденных материалов, производимых со скоростью выше 1 мил в минуту», Труды симпозиума 1973 года по электроосажденным металлам для избранных приложений, Отчет MCIC / апрель 1974 г., MCIC-74-1 (Колумбус, Огайо: Металлы и керамика Информационный центр, Batelle Columbus Laboratories, 1974).

Google ученый

70.

Г. Шаер и П. Краслей, «Электроформование, ускоренное принудительным потоком», Покрытие и чистовая обработка поверхности , 66 (12) (1979), стр.36–38.

CAS Google ученый

71.

Д.П. Барки, Р. Х. Мюллер и К. В. Тобиас, «Развитие шероховатости при электроосаждении металлов3-I», журнал Электрохимического общества, , 136 (8) (1989), стр. 2199–2207.

CAS Google ученый

Как гальванопластика расширяет возможности фотоэлектрической отрасли в будущем

Хуа Фань, специалист по маркетинговой разведке, Veco

Потребность в переходе на энергоносители постоянно растет, особенно с учетом того, что Парижское соглашение предусматривает, что мир должен стать нейтральным по отношению к парниковым газам ко второй половине века, чтобы ограничить повышение глобальной температуры максимумом на 2 ° C.Солнечная энергия играет очень важную роль в переходе к энергетике и защите климата, поскольку она позволяет резко сократить выбросы парниковых газов, которые возникают в результате сжигания ископаемых видов топлива, таких как нефть, уголь и газ.

В этом контексте накопленные исследования и усилия были предприняты для повышения эффективности солнечной энергии. Фотоэлектрические (PV) элементы на кристаллическом кремнии (Si) являются наиболее распространенными солнечными элементами, используемыми в коммерческих солнечных панелях. Они доминировали на рынке фотоэлементов с момента его зарождения, примерно в 1950-х годах, и сегодня на их долю приходится более 90 процентов рынка.

Перспективы повышения эффективности производства фотоэлементов — от лучших экранов до отсутствия экранов

Большое количество компаний-производителей фотоэлементов и исследовательских институтов посвятили себя повышению эффективности фотоэлементов и снижению затрат на разработку высокоэффективных фотоэлементов на кристаллическом Si. Важным этапом в производстве этих ячеек является процесс металлизации, при котором на передней стороне пластины создается сетка из очень тонких линий, которые отводят генерируемые светом электроны от ячейки.

Этот процесс металлизации чаще всего выполняется с использованием технологии трафаретной печати, при которой проводящая паста проталкивается через отверстия проволочной сетки или эмульсионного экрана на пластину для формирования цепей или контактов. За прошедшие годы усилия по повышению эффективности и точности металлизации фотоэлементов привели к созданию лучшего оборудования и материалов для трафаретной печати. Например, высокоточные трафареты были введены в качестве альтернативы традиционным проволочным сеткам и эмульсионным сеткам.Кроме того, развитие технологий струйной печати и 3D-печати металлом позволило реализовать безмасочную печать.

Трафаретная печать

Процесс трафаретной печати начинается с размещения кремниевой пластины на печатном столе. Экран, обычно проволочная сетка или эмульсионный экран, устанавливается внутри рамы и помещается над пластиной. Этот экран блокирует определенные области и оставляет открытыми другие области. Затем металлическая паста, обычно серебряная (Ag), наносится на экран с помощью ракеля так, чтобы она равномерно распределялась, чтобы заполнить отверстия экрана.Когда ракель перемещается по экрану, он проталкивает пасту через отверстия, перенося ее на пластину.

Таким образом наносится сетка проводящих линий цепи. Эти тонкие и тонкие линии, также называемые пальцами, собирают и проводят генерируемое светом электричество от активных областей к более крупным коллекторным линиям или сборным шинам, а затем к электрической системе модуля.

Однако линии не такие тонкие, как хотелось бы, поскольку они блокируют попадание солнечного света в активные части ячейки и, таким образом, снижают эффективность преобразования.Чтобы свести к минимуму этот так называемый эффект затенения, были предприняты попытки сделать линии как можно более узкими, а также более высокими, чтобы сохранить одинаковое поперечное сечение для адекватной проводимости.

Трафаретная печать

Процесс трафаретной печати был введен после процесса трафаретной печати. Развитие технологий производства высокоточных металлов, таких как гальванопластика, означало, что высокоточные трафареты стали альтернативой для получения более тонких и высоких контактов при производстве фотоэлементов.Как и при трафаретной печати, эти трафареты с закрытыми и открытыми участками используются для нанесения пасты на пластину.

Трафаретная печать преодолевает ограничения трафаретной печати, позволяя получать более тонкие линии с более высоким соотношением сторон (т.е. высота линии / ширина линии), а также лучшую ширину пальца, однородность и долговечность. Эти факторы в конечном итоге приводят к гораздо более высокой урожайности и более низкой стоимости. Лабораторные испытания показали, что трафаретная печать обеспечивает повышение эффективности фотоэлементов на 0,25% по сравнению с трафаретной печатью.

Струйная печать

Струйная печать — это чрезвычайно универсальный бесконтактный процесс, который включает в себя нанесение крошечных капель чернил для облегчения прямой печати. Помимо печати графики на всех типах поверхностей, промышленные струйные принтеры сегодня могут наносить широкий спектр чернил с сверхточной точностью на различные носители. Благодаря тому, что струйная печать является бесконтактной, а доступные чернила варьируются от полимеров и металлических наночастиц до живых клеток, для струйной печати появился всплеск новых применений в таких областях, как электроника, наука о жизни, оптика и фотоэлектрические системы.

При производстве фотоэлементов при струйной печати металлическая паста наносится непосредственно на поверхность элемента через очень маленькие отверстия высокоэффективной параллельной печатающей головки, обеспечивая бесконтактную печать без масок, альтернативу традиционной трафаретной печати и трафаретной печати. Этот процесс дозирования обеспечивает фотоэлектрической промышленности многосторонние преимущества по сравнению с традиционной трафаретной печатью, например, описанной ниже.

Повышение КПД и выработки электроэнергии

При трафаретной печати используется ракель для проталкивания металлической пасты через отверстия трафарета на поверхность пластины.Типичная ширина линии составляет 55–80 мкм, что приводит к потере тени на 7–10 процентов. Кроме того, линии имеют низкое соотношение сторон c.a. 0,2–0,5.

При струйной печати линии можно сделать намного тоньше, подвергая большую поверхность полупроводника воздействию солнечного света. Линии также имеют лучшее соотношение сторон, благодаря чему большая часть падающего солнечного света отражается к пластине, а не обратно в воздух. Эти два фактора увеличивают КПД примерно на 1 процент и выход электроэнергии.

Пониженный расход металлической пасты

При трафаретной печати проволочная сетка и эмульсионные сита используются неоднократно, и отверстия могут постепенно блокироваться или деформироваться, в результате чего линии расширяются, становятся неровными и имеют неровные края.

При струйной печати можно получить более тонкие линии с более высоким соотношением сторон и меньшими полосами. Более того, высокоскоростное дозирование с использованием периодической параллельной работы сотен сопел размером до нескольких микрон можно гибко оптимизировать с точки зрения количества сопел и их расположения.Точность и гибкость обеспечивают однородную форму линий, что способствует снижению расхода металлической пасты на 20 процентов.

Значительный потенциал пропускной способности

Струйная печать, будучи бесконтактной, обещает более низкий процент брака при использовании на более тонких кремниевых пластинах. Кроме того, будучи встроенным, он значительно увеличивает производительность по сравнению с традиционной трафаретной печатью.

Подводя итог, можно сказать, что струйная печать без масок обеспечивает высокий коэффициент использования материала, улучшенную производительность и эффективность, свободу дизайна и значительный потенциал производительности.Более того, его можно напрямую интегрировать в существующее производство кремниевых фотоэлементов, заменив процесс трафаретной печати, используемый для металлических контактов на лицевой стороне.

Как гальванопластика расширила возможности бесконтактной металлизации

Важной частью распределяющей печатающей головки является высокоточная пластина с соплами, изготовленная с использованием гальванического формования, микроточного процесса аддитивного производства металлов (AM), сочетающего литографию и электроосаждение.Пластина с соплами представляет собой прямоугольную удлиненную часть с миниатюрными отверстиями, через которые металлическая паста выдавливается и наносится через сопла на фотоэлемент очень тонкими прямыми линиями.

Это сложное сочетание точности, прецизионности, свойств материала и уникальной геометрии, которое стало возможным благодаря гальванопластике, что делает пластину неотъемлемой частью распределяющей печатающей головки. Миниатюрные отверстия должны быть размером до нескольких микрон и иметь идеальную круглую форму. Традиционные процессы резки и сверления могут не соответствовать строгим требованиям к точности и точности; а травление и лазерные процессы могут привести к термическому напряжению и появлению микрозазорваний.С другой стороны, гальванопластика не влияет на свойства металла, такие как твердость, зернистость или пластичность. Это позволяет изготавливать высокоточные изделия без термических напряжений и микробов, обеспечивая абсолютную точность и высокое соотношение сторон.

Еще одно важное преимущество гальванопластики — воспроизводимость. Этот процесс обеспечивает точность около 5 мкм. В пластине, имеющей от 100 до 200 миниатюрных сопел, расположенных по прямой линии, каждое из этих сопел должно иметь правильный размер не только на каждой пластине, но и на каждой пластине и в разных партиях пластины.Электроформование гарантирует воспроизводимость, что означает, что один и тот же чертеж и настройки процесса приводят к идеально однородным и воспроизводимым результатам печати и снова и снова к одному и тому же продукту.

Электроформование можно также использовать для изготовления отверстий особой геометрии; например, отверстия в форме раструба невозможно получить с помощью традиционных процессов резки и сверления. Эти отверстия могут эффективно уменьшить засорение / засорение пластины / форсунок, обеспечивая тем самым исключительную эффективность отделения пасты.

И последнее замечание: сопротивление материала пластины особенно важно при производстве фотоэлементов, поскольку используемая металлическая паста может вызывать коррозию. Кроме того, давление, прикладываемое для проталкивания пасты через пластину, создает потенциальную опасность деформации. По этим причинам Veco предлагает ряд сплавов, которые обладают очень стабильным контактным сопротивлением и превосходными механическими характеристиками, обеспечивая исключительные характеристики печати в течение длительного срока службы.

Процесс гальванопластики

Электроформование включает следующие шесть этапов.

1) Очистка

Подложка из листового металла очищена и обезжирена.

2) Покрытие

Подложка покрыта светочувствительным покрытием / фоторезистом.

3) Разоблачение

Подложка подвергается воздействию ультрафиолетового (УФ) лазерного прямого формирования изображений (LDI), в результате чего рисунок детали CAD проецируется и переносится на ее поверхность. Получающаяся в результате поверхность с рисунком разделяется на проводящие области и непроводящие области из-за затвердевания материала фоторезиста в последнем.

4) Разработка

Узорчатая подложка проявляется, то есть неэкспонированный фоторезист удаляется, чтобы обнажить проводящие области. Затем его ополаскивают и сушат. Узорчатая подложка здесь и далее называется оправкой (детальной моделью).

5) Электроосаждение

Процесс электроосаждения происходит в электролитической ванне и включает два электрода (анод и катод) и раствор электролита. Оправка помещается в ванну, и электроды пропускают через раствор постоянный ток.Постоянный ток преобразует ионы металлов в атомы, которые непрерывно осаждаются на проводящих областях оправки, пока не будет достигнута желаемая толщина металла.

6) Сбор урожая

Электроформованная деталь снимается с оправки или отделяется от нее.

Процесс гальванопластики можно управлять разными способами для достижения различных характеристик продукта. Например, если используется тонкий фоторезист и металл может расти поверх него, в результате чего толщина детали превышает толщину фоторезиста, внешние края будут закруглены и будут иметь форму раструба.В качестве альтернативы, если используется толстый фоторезист, а толщина детали оказывается меньше толщины фоторезиста, внешние и внутренние края будут прямыми и острыми.

Сводка

Электроформование позволяет производить высокоточные и высокоточные металлические детали без механических напряжений и микробов путем выращивания их атом за атомом. Этот процесс позволяет очень точно изготовить оправку. Высокое разрешение процесса гальванопластики обеспечивает более мелкую геометрию, более жесткие допуски и превосходную четкость кромок, что обеспечивает идеальный контроль процесса, высокое качество производства и исключительно высокую повторяемость.Это делает гальваническое формование идеально подходящим для недорогого крупносерийного производства микропрецизионных деталей.

Veco

www.vecoprecision.com

Услуги прецизионной гальванопластики

Сложные многоуровневые гальванические конструкции — специализация нашей компании. Этот аддитивный процесс завершается электрохимическим осаждением металла в точно сформированную форму фоторезиста.Электроформование идеально подходит для изготовления металлических компонентов микронного размера, а также для изготовления литьевых форм, используемых для формирования неметаллических микроструктур с наноразмерными элементами. Преимущества включают низкую стоимость, высокое качество производства и высокую повторяемость.

Благодаря нашему опыту прецизионного гальванопластики мы можем создавать трехмерные, одно- или сложные, многослойные микроструктуры. Геометрические параметры безграничны, потому что структурная плоскость X, Y, Z каждого слоя формируется изображением фоторезиста.Эти конструкции могут быть отдельно стоящими или соединяться с гребенчатыми опорами для облегчения манипуляций или монтажа приспособлений.

Примеры применения гальванопластов: Форсунки микро-форсунок Микроструктуры Микро-прорези Микроэкран / сетка Диски кодировщика Инструменты для тиснения Диафрагмы Микрофлюидика Базовые структуры биологической лаборатории на кристалле Обработка жидкокристаллических дисплеев

Обычно используемые материалы: Никель кобальт Никель Чистое золото Золото чистое Медь

Микроэкран и Микросетка

Мы используем наши возможности точного гальванопластика для создания микроэкрана с квадратными или круглыми отверстиями с шириной полосы всего 0.010 мм. Мы можем расположить диафрагмы в широком диапазоне форматов — гексагональном, прямоугольном или любых других, требуемых вашим приложением. Медицинские приложения включают распылители для ингаляций, а микрочастицы также используются в таких электронных приложениях, как радиочастотное экранирование и экраны формирования изображений.

Диски кодировщика

Производители устройств управления движением по всему миру полагаются на наши диски и весы, изготовленные методом гальванопластики. Мы можем изготовить диски кодировщика с общим значением шага (строка + пробел) от 0.025 мм. Эти значения соответствуют 40 строкам на мм или 1000 строк на дюйм. Мы также можем создать легкие и прочные весы с воздушным зазором.

Приложения

Encoder включают в себя системы оптически-поворотного и линейного кодирования. Прецизионные гальванические диски также предпочтительны в приложениях, где важны показатель преломления, хрупкость и вес.

Инструменты для тиснения

Мы применяем микронную точность, обеспечиваемую нашим процессом гальванопластики, для производства чрезвычайно точных мастер-пластин для инструментов для тиснения.Высокопрочные формы для тиснения с очень сложным рисунком могут быть подвергнуты гальванопластике с использованием никель-кобальта, который имеет чрезвычайно мелкое зерно, очень низкое напряжение и твердость в диапазоне 500 по Виккерсу. Мы также используем прецизионное гальванопластику для создания литейных форм для PDMS или аналогичных материалов.

Свяжитесь с нами для квалифицированного изготовления ваших гальванических компонентов.

.