Bab 11Melapisi
Pelapisan dan finishing permukaan
Pelapisan menambahkan lapisan tipis di atas part jadi untuk melindungi, mengeraskan, atau memberinya warna, tanpa mengubah bentuknya. Setiap proses dalam bab ini menjawab dua pertanyaan: bagaimana lapisan terbentuk, dan seberapa tebal jadinya? Jawabannya berkisar dari film setebal beberapa atom hingga lapisan semprot sedalam beberapa milimeter.
Gagasan besar
Pelapis adalah kulit: part di bawahnya mengerjakan tugas struktural, dan kulit menghadapi dunia luar. Bayangkan meja kayu: kayu menahan beban, tetapi pernis menentukan apakah meja bertahan dari minuman yang tumpah. Proses-proses ini berbeda dalam cara kulit itu sampai di sana:
- Cairan yang mengering atau mengeras: pengecatan semprot, sablon.
- Serbuk yang dilelehkan menjadi film: powder coating.
- Dicelup dalam logam cair: hot-dip galvanizing.
- Elektrokimia dalam bak: electroplating, anodizing (yang menumbuhkan oksida dari logam itu sendiri) dan electroforming (yang menyimpan lapisan dan membuang part).
- Uap, atom demi atom: PVD dan CVD.
- Partikel semprot yang menumpuk: thermal spraying (dilelehkan) dan cold spray (padat).
Kira-kira dari yang paling tipis hingga paling tebal: film PVD dan CVD (nanometer hingga sekitar 20 µm) → electroplating dan anodizing (sekitar 5–50 µm) → cat dan powder coat (sekitar 25–150 µm) → galvanizing (sekitar 50–200 µm) → thermal spray (sekitar 0,1–1 mm) → cold spray dan electroforming (hingga beberapa milimeter atau lebih).
11 proses dalam bab ini
11.1Pengecatan semprotCat cair diatomisasi menjadi kabut halus yang mengering atau mengerasBuka pelajaran
11.2Powder coatingSerbuk kering bermuatan menempel pada komponen, lalu meleleh di ovenBuka pelajaran
11.3SablonTinta didorong melewati stensil meshBuka pelajaran
11.4Galvanisasi celup panasBaja dicelup ke seng cair membentuk lapisan seng yang terikatBuka pelajaran
11.5Elektroplating (krom, nikel, seng)Arus listrik mengendapkan logam dari bakBuka pelajaran
11.6AnodisasiArus listrik menumbuhkan oksida keras dari aluminium itu sendiriBuka pelajaran
11.7ElectroformingPelapisan ditumbuhkan tebal pada model, lalu dilepasBuka pelajaran
11.8Pelapisan PVD (lapisan tipis dalam vakum)Atom yang terlepas dari target melapisi part dalam vakumBuka pelajaran
11.9Pelapisan CVDGas bereaksi di permukaan panas dan meninggalkan filmBuka pelajaran
11.10Thermal spraying (plasma, HVOF, arc)Tetesan cair yang ditembakkan ke part menumpuk menjadi satu lapisanBuka pelajaran
11.11Cold sprayButiran logam padat menyatu karena kecepatan semataBuka pelajaranBerdampingan
| Proses | Dalam satu baris | Terbaik untuk | Ukuran batch | Presisi |
|---|---|---|---|---|
| 11.1Pengecatan semprot | Cat cair diatomisasi menjadi kabut halus yang mengering atau mengeras | Warna dan perlindungan pada hampir semua hal | Satu buah hingga lini bodi mobil | Film sekitar 25–100 µm, rata dengan teknik yang baik |
| 11.2Powder coating | Serbuk kering bermuatan menempel pada komponen, lalu meleleh di oven | Finishing tangguh tanpa pelarut pada logam | Batch kecil hingga lini kontinu | Film sekitar 50–150 µm |
| 11.3Sablon | Tinta didorong melewati stensil mesh | Grafik, label, elektronik cetak | Puluhan hingga ribuan cetakan | Detail garis hingga sepersekian milimeter |
| 11.4Galvanisasi celup panas | Baja dicelup ke seng cair membentuk lapisan seng yang terikat | Perlindungan karat untuk baja struktural | Balok tunggal hingga rak volume tinggi | Lapisan sekitar 50–200 µm, tidak rata |
| 11.5Elektroplating (krom, nikel, seng) | Arus listrik mengendapkan logam dari bak | Finishing krom, nikel, seng, emas | Seri kecil hingga sangat besar | Lapisan sekitar 5–50 µm, dapat dikendalikan |
| 11.6Anodisasi | Arus listrik menumbuhkan oksida keras dari aluminium itu sendiri | Permukaan aluminium yang awet dan dapat diwarnai | Seri kecil hingga sangat besar | Lapisan sekitar 5–50 µm, sangat rata |
| 11.7Electroforming | Pelapisan ditumbuhkan tebal pada model, lalu dilepas | Cangkang tipis yang menyalin detail halus | Satu buah hingga seri menengah | Menyalin detail di bawah 1 µm |
| 11.8Pelapisan PVD (lapisan tipis dalam vakum) | Atom yang terlepas dari target melapisi part dalam vakum | Film keras dan tipis pada perkakas dan dekorasi | Batch ratusan hingga ribuan | Film sekitar 1–5 µm |
| 11.9Pelapisan CVD | Gas bereaksi di permukaan panas dan meninggalkan film | Lapisan chip, pelapis insert yang tebal | Batch besar | Nanometer hingga sekitar 20 µm, sangat seragam |
| 11.10Thermal spraying (plasma, HVOF, arc) | Tetesan cair yang ditembakkan ke part menumpuk menjadi satu lapisan | Lapisan tebal tahan aus, panas, dan karat; perbaikan | Satu buah hingga seri | Sekitar 0,1–1 mm, digerinda bila perlu |
| 11.11Cold spray | Butiran logam padat menyatu karena kecepatan semata | Perbaikan dan pembangunan logam padat | Perbaikan hingga seri kecil | Kasar, dimesin setelahnya |
Cara memilih dalam keluarga ini
- Mulailah dari pekerjaannya: warna dan perlindungan dasar → cat atau powder coat; perlindungan karat untuk baja → galvanizing atau seng semprot; ketahanan aus dan kekerasan → PVD, CVD, hard plating, atau thermal spray.
- Periksa ketebalan yang Anda butuhkan: film mikron menjaga tepi tajam dan ukuran tepat; lapisan milimeter dapat membangun kembali part yang aus.
- Periksa panas yang dapat ditahan part: CVD berjalan sekitar 1.000 °C, galvanizing sekitar 450 °C, dan pengawetan serbuk sekitar 200 °C, sedangkan plating, anodizing, dan penyemprotan menjaga part tetap dingin.
- Periksa apa yang dapat dijangkau prosesnya: bak dan gas melapisi lubang dan sisi tersembunyi; semprotan dan PVD hanya melapisi apa yang bisa dilihatnya.
- Sesuaikan dengan material: anodizing terutama untuk aluminium, galvanizing untuk baja, cold spray untuk logam ulet.
Kata kunci
- Substrat
- part yang dilapisi, berbeda dari lapisan di atasnya.
- Adhesi
- seberapa baik pelapis menempel; sangat bergantung pada pembersihan dan pengkasaran permukaan.
- Elektrolit
- cairan yang menghantarkan listrik, dipakai pada plating, anodizing, dan electroforming.
- Garis pandang
- proses yang hanya melapisi permukaan yang bisa dilihatnya secara langsung, seperti semprotan atau PVD.
- Pelapis konformal
- lapisan yang mengikuti setiap permukaan secara merata, termasuk lubang, seperti yang dilakukan CVD.
- Mikron (µm)
- seperseribu milimeter; sehelai rambut manusia setebal kira-kira 50–100 µm.
- Plasma
- gas yang begitu berenergi sehingga menghantarkan listrik dan berpijar.
- Masking
- menutupi area yang harus tetap tidak terlapisi.
Coba sekarang
Manfaatkan AI dalam CAD Anda.
Buat model komponen, hasilkan gambar teknik, dan otomatisasi pekerjaan berulang di dalam perangkat lunak CAD Anda.