Veelgebruikte metalen materialen zijn onder andere roestvrij staal, aluminiumlegeringen, zuivere aluminiumprofielen, zinklegeringen en messing. Dit artikel richt zich voornamelijk op aluminium en aluminiumlegeringen en introduceert een aantal gangbare oppervlaktebehandelingsprocessen die daarop worden toegepast.
Aluminium en zijn legeringen kenmerken zich door gemakkelijke verwerking, een breed scala aan oppervlaktebehandelingsmethoden en een fraai uiterlijk, waardoor ze veelvuldig in diverse producten worden gebruikt. Ik zag ooit een video waarin werd getoond hoe de behuizing van een Apple-laptop uit één stuk aluminiumlegering wordt vervaardigd met behulp van CNC-bewerkingsmachines en vervolgens aan meerdere oppervlaktebehandelingen wordt onderworpen, waaronder CNC-frezen, polijsten, hoogglansfrezen en draadtrekken.
Voor aluminium en aluminiumlegeringen omvat de oppervlaktebehandeling hoofdzakelijk hoogglansfrezen/hoogglanssnijden, zandstralen, polijsten, draadtrekken, anodiseren, spuiten, enz.
1. Hoogglansfrezen/hoogglanssnijden
Met behulp van uiterst nauwkeurige CNC-bewerkingsmachines worden bepaalde details van aluminium of aluminiumlegeringen gefreesd, waardoor plaatselijk glanzende gebieden op het oppervlak van het product ontstaan. Zo worden bijvoorbeeld sommige metalen behuizingen van mobiele telefoons gefreesd met een cirkel van glanzende afschuiningen, terwijl sommige kleine metalen onderdelen worden gefreesd met een of meerdere glanzende, ondiepe, rechte groeven om de glans van het productoppervlak te verhogen. Ook sommige hoogwaardige metalen frames van televisies worden met dit hoogglansfreesproces afgewerkt. Tijdens het hoogglansfrezen/hoogglanssnijden is de snelheid van de frees zeer specifiek. Hoe hoger de snelheid, hoe glanzender de snijglans. Omgekeerd produceert een lage snelheid geen glanseffect en is de kans op snijlijnen groter.
2. Zandstralen
Zandstralen is een proces waarbij metalen oppervlakken worden behandeld met een hogesnelheidsstraal zand. Dit omvat het reinigen en opruwen van metalen oppervlakken, met als doel een bepaalde mate van reinheid en ruwheid te bereiken op het oppervlak van aluminium en aluminiumlegeringen. Het verbetert niet alleen de mechanische eigenschappen en de vermoeiingsweerstand van het oppervlak, maar verhoogt ook de hechting tussen het oorspronkelijke oppervlak en de coating. Dit is gunstig voor de duurzaamheid van de coatinglaag en voor het egaliseren en decoreren ervan. Bij sommige producten is gebleken dat het creëren van een matte, parelmoerzilveren afwerking door middel van zandstralen nog steeds een aantrekkelijk effect heeft, omdat zandstralen het metalen oppervlak een subtielere matte textuur geeft.
3. Polijsten
Polijsten verwijst naar het proces waarbij mechanische, chemische of elektrochemische effecten worden gebruikt om de oppervlakteruwheid van een werkstuk te verminderen en zo een glanzend en vlak oppervlak te verkrijgen. Het polijsten van de productbehuizing wordt voornamelijk niet gebruikt om de maatnauwkeurigheid of geometrische vormnauwkeurigheid van het werkstuk te verbeteren (aangezien dit niet relevant is voor de assemblage), maar om een glad oppervlak of een spiegelgladde uitstraling te creëren.
Polijstprocessen omvatten hoofdzakelijk mechanisch polijsten, chemisch polijsten, elektrolytisch polijsten, ultrasoon polijsten, vloeistofpolijsten en magnetisch schuurpolijsten. Bij veel consumentenproducten worden aluminium en aluminiumlegeringen vaak gepolijst met mechanisch en elektrolytisch polijsten, of een combinatie van beide methoden. Na mechanisch en elektrolytisch polijsten kan het oppervlak van aluminium en aluminiumlegeringen een uiterlijk krijgen dat vergelijkbaar is met het spiegelende oppervlak van roestvrij staal. Metalen spiegels geven mensen doorgaans een gevoel van eenvoud, stijl en luxe, waardoor ze producten waarderen. Een belangrijk aandachtspunt bij metalen spiegels is het voorkomen van vingerafdrukken.
4. Anodiseren
In de meeste gevallen zijn aluminium onderdelen (inclusief aluminium en aluminiumlegeringen) niet geschikt voor galvaniseren en worden ze dan ook niet gegalvaniseerd. In plaats daarvan worden chemische methoden zoals anodiseren gebruikt voor oppervlaktebehandeling. Galvaniseren op aluminium onderdelen is veel moeilijker en complexer dan galvaniseren op metalen materialen zoals staal, zinklegeringen en koper. De belangrijkste reden hiervoor is dat aluminium onderdelen de neiging hebben om een oxidefilm te vormen op zuurstof, wat de hechting van de galvaniseerlaag ernstig beïnvloedt; wanneer aluminium in de elektrolyt wordt ondergedompeld, is de negatieve elektrodepotentiaal van aluminium geneigd te worden verdrongen door metaalionen met een relatief positieve potentiaal, waardoor de hechting van de galvaniseerlaag wordt beïnvloed; de uitzettingscoëfficiënt van aluminium is groter dan die van andere metalen, wat de hechtkracht tussen de coating en het aluminium beïnvloedt; aluminium is een amfoteer metaal dat niet erg stabiel is in zure en alkalische galvaniseeroplossingen.
Anodische oxidatie verwijst naar de elektrochemische oxidatie van metalen of legeringen. Neem bijvoorbeeld aluminium en aluminiumlegeringen (hierna aangeduid als aluminiumproducten). Aluminiumproducten worden in een elektrolyt geplaatst die als anode fungeert. Onder specifieke omstandigheden en met een externe stroom wordt een laag aluminiumoxide gevormd op het oppervlak van de aluminiumproducten. Deze laag aluminiumoxide verbetert de oppervlaktehardheid en slijtvastheid van de aluminiumproducten, verhoogt de corrosiebestendigheid en maakt gebruik van het adsorptievermogen van de vele microporiën in de dunne oxidefilm om het oppervlak van de aluminiumproducten in diverse mooie en levendige kleuren te kleuren. Dit verrijkt de kleurvariatie van aluminiumproducten en verhoogt hun esthetische waarde. Anodiseren wordt veelvuldig toegepast bij aluminiumlegeringen.
Anodiseren kan ook een specifiek gedeelte van een product van verschillende kleuren voorzien, zoals bij tweekleurig anodiseren. Op deze manier kan het metalen uiterlijk van het product de contrastwerking van de twee kleuren weerspiegelen en de unieke elegantie van het product beter tot uiting brengen. Het proces van tweekleurig anodiseren is echter complex en kostbaar.
5. Draadtrekken
Het draadtrekken van metalen oppervlakken is een relatief beproefd proces waarbij door middel van slijpen regelmatige lijnen op het oppervlak van metalen werkstukken worden aangebracht om decoratieve effecten te bereiken. Draadtrekken kan de textuur van metalen materialen effectief weergeven en wordt veelvuldig toegepast in diverse producten. Het is een gangbare methode voor metaaloppervlaktebehandeling en geliefd bij veel gebruikers. Zo worden draadtrekeffecten bijvoorbeeld vaak gebruikt op productonderdelen zoals de uiteinden van metalen verbindingspennen van bureaulampen, deurklinken, slotpanelen, bedieningspanelen van kleine huishoudelijke apparaten, roestvrijstalen fornuizen, laptopschermen, projectorkappen, enzovoort. Met draadtrekken kan een satijnachtig effect worden gecreëerd, evenals andere effecten die geschikt zijn voor draadtrekken.
Op basis van de verschillende oppervlakte-effecten kan metaaldraadtrekken worden onderverdeeld in recht draadtrekken, onregelmatig draadtrekken, spiraalvormig draadtrekken, enzovoort. Het lijneffect van draadtrekken kan sterk variëren. Met behulp van draadtrektechnologie kunnen fijne draadlijnen duidelijk zichtbaar worden gemaakt op het oppervlak van metalen onderdelen. Visueel kan het worden omschreven als een fijne haarglans die schittert op een matte metalen ondergrond, wat het product een technologische en modieuze uitstraling geeft.
6. Spuiten
Het doel van oppervlaktebehandeling met een coating op aluminium onderdelen is niet alleen het beschermen van het oppervlak, maar ook het verbeteren van het uiterlijk van de onderdelen. De belangrijkste spuitbehandelingen voor aluminium onderdelen omvatten elektroforetische coating, elektrostatisch poederspuiten, elektrostatisch vloeistofspuiten en fluorkoolstofspuiten.
Elektroforetisch spuiten kan gecombineerd worden met anodiseren. Het doel van de anodiseerbehandeling is het verwijderen van vet, onzuiverheden en natuurlijke oxidefilm van het oppervlak van aluminium onderdelen, en het vormen van een uniforme en hoogwaardige anodiseerlaag op een schoon oppervlak. Na het anodiseren en elektrolytisch kleuren van de aluminium onderdelen wordt een elektroforetische coating aangebracht. De coating die door elektroforese wordt gevormd, is uniform en dun, met een hoge transparantie, corrosiebestendigheid, hoge weersbestendigheid en hecht goed aan de metaalstructuur.
Elektrostatisch poederspuiten is een proces waarbij een poedercoating op het oppervlak van aluminium onderdelen wordt aangebracht met behulp van een poederspuitpistool. Hierdoor ontstaat een laag organische polymeerfilm die hoofdzakelijk een beschermende en decoratieve functie heeft. Het werkingsprincipe van elektrostatisch poederspuiten is als volgt: er wordt een negatieve hoogspanning op het poederspuitpistool aangelegd, waardoor het te coaten werkstuk geaard wordt. Dit creëert een hoogspanningsveld tussen het pistool en het werkstuk, wat het poederspuiten bevordert.
Elektrostatisch vloeistofspuiten verwijst naar het oppervlaktebehandelingsproces waarbij vloeibare coatings op het oppervlak van aluminiumlegeringsprofielen worden aangebracht met behulp van een elektrostatisch spuitpistool, om zo een beschermende en decoratieve organische polymeerfilm te vormen.
Fluorcarbonspuiten, ook wel bekend als "curiumolie", is een hoogwaardig spuitproces met een hoge prijs. Onderdelen die met dit spuitproces zijn behandeld, hebben een uitstekende weerstand tegen verkleuring, vorst, zure regen en andere vormen van corrosie, een sterke scheur- en UV-bestendigheid en zijn bestand tegen extreme weersomstandigheden. Hoogwaardige fluorcarboncoatings hebben een metaalachtige glans, heldere kleuren en een duidelijk driedimensionaal effect. Het fluorcarbonspuitproces is relatief complex en vereist over het algemeen meerdere spuitbehandelingen. Voordat er gespoten wordt, moeten er diverse voorbehandelingsprocessen worden uitgevoerd, wat relatief complex is en hoge eisen stelt.
Geplaatst op: 7 mei 2024