Pelajaran 11.7MelapisiBab 11 · Pelapisan dan finishing permukaan

Electroforming

Pelapisan ditumbuhkan tebal pada model, lalu dilepas

Electroforming menumbuhkan komponen logam atom demi atom pada sebuah model, lalu mengambil modelnya. Ini adalah elektroplating (Elektroplating) yang dibiarkan berjalan hingga logam bisa berdiri sendiri. Foil pencukur dan stamper piringan hitam vinil dibuat dengan cara ini, karena menyalin detail yang lebih halus daripada satu mikron (seperseribu milimeter).

Foto: Jotquadrat, CC BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Electroforming · mandrel, bak pelapisan, salinan dilepasBaca ketiga panel dari kiri ke kanan; angka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah.

Cara kerjanya

Buat mandrel. Mandrel (bentuk master tempat logam tumbuh) dimesin, dicetak, dicetak 3D, atau dietsa. Permukaannya adalah negatif dari yang Anda inginkan.
Buat permukaannya konduktif. Mandrel plastik, lilin, atau kaca diberi lapisan konduktif yang sangat tipis, seperti cat perak atau grafit. Mandrel logam diberi lapisan pelepas, agar salinan bisa lepas nanti.
Celupkan dan sambungkan. Mandrel masuk ke elektrolit (bak garam logam terlarut), menghadap anoda (elektrode positif, pelat nikel atau tembaga). Catu daya DC menjadikan mandrel sebagai katoda (elektrode negatif).
Tumbuhkan logam. Arus menarik ion logam (atom bermuatan listrik) ke mandrel, tempat mereka menjadi logam padat. Anoda perlahan larut dan mengisi ulang bak. Lapisan biasanya menebal puluhan mikron per jam, sehingga satu komponen butuh jam hingga hari.
Pisahkan salinan. Cangkang dikupas atau diangkat, atau mandrel dilelehkan atau dilarutkan. Salinan dipangkas dan diselesaikan; mandrel yang dapat dipakai ulang kembali masuk untuk yang berikutnya.

Fakta kunci

Material: Kebanyakan nikel dan tembaga, juga emas, perak, dan besi; mandrel dari logam, kaca, silikon, plastik, atau lilin
Komponen khas: Cangkang tipis, foil, mesh halus, komponen berongga tanpa sambungan, cetakan bertekstur halus
Ukuran komponen: Dari mikro-komponen di bawah 1 mm hingga cangkang selebar puluhan sentimeter; dinding dari beberapa mikron hingga beberapa milimeter
Presisi: Menyalin detail mandrel di bawah 1 µm (seperseribu milimeter); ketebalan dinding kurang merata, lebih tebal di tepi dan sudut
Hasil permukaan: Sisi dalam sehalus mandrel, seperti cermin pada mandrel yang dipoles; sisi luar doff dan kurang tegas
Ukuran batch yang cocok: Pekerjaan satuan hingga seri menengah; satu mandrel bisa membuat banyak salinan
Biaya perkakas dan mesin: Rendah hingga sedang: ratusan dolar untuk bak hobi, biasanya puluhan ribu dolar ke atas untuk lini industri; lamanya waktu dalam bak adalah biaya utama
Kecepatan: Lambat: biasanya puluhan mikron per jam, sehingga dinding 1 mm butuh sekitar sehari atau lebih

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Menyalin detail yang sangat halus, bahkan permukaan berkualitas optik
Membuat cangkang dan mesh tipis, ringan, tanpa sambungan
Logam murni dengan butir halus dan kuat
Satu mandrel bisa membuat banyak salinan identik

Batasan

Lambat: komponen tebal butuh jam hingga hari
Salinan harus bisa dilepas dari mandrel, yang membatasi bentuk
Permukaan luar kurang presisi; logam menumpuk di tepi dan sudut
Butuh kimia bak yang cermat, sebagian berbahaya

Di mana dipakai

Musik dan mediaStamper piringan hitam vinil, stamper CD dan DVD
Produk konsumenFoil pencukur listrik, filter dan saringan halus
Percetakan dan elektronikPelat nosel inkjet, layar sablon putar, mikro-cetakan
Antariksa dan optikCangkang cermin teleskop sinar-X, reflektor, pemandu gelombang
DirgantaraNosel berdinding tipis, jaket pendingin, bellow
Perhiasan dan seniKarya emas dan perak berongga yang ringan, daun berlapis logam

Cara mengenalinya

Komponen logam tipis yang menyalin tekstur dengan ketajaman mengejutkan, seperti lubang-lubang kecil pada foil pencukur.
Potongan ringan dan berongga tanpa sambungan, yang bagian dalamnya mencerminkan bentuk model.
Tepi dan sudut sedikit lebih tebal atau lebih bulat daripada area datar, akibat penumpukan logam ekstra.
Daun atau cangkang yang diubah menjadi logam dengan setiap urat dan rusuk masih terlihat.

Bandingkan dengan

Elektroplating11.5bak dan arus yang sama, tetapi lapisan tipis tetap menempel pada komponennya; electroforming mempertahankan lapisan dan menghilangkan model.Investment casting1.2juga menyalin model dalam logam, tetapi dengan menuang logam cair; electroforming menyalin detail jauh lebih halus tanpa melelehkan apa pun.LIGA13.7memakai electroforming untuk mengisi cetakan kecil yang dibuat dengan litografi, untuk membangun mikro-komponen.

Tonton

Winovus · Bagaimana nikel tumbuh pada mandrel, lalu dipisahkan

Well Made Music · Bagaimana master piringan hitam menjadi stamper nikel

Guild's Garage · Setup bengkel kecil: cat konduktif, bak, catu daya

Electroforming Artist · Daun sungguhan dicat, dilapisi, dan diubah menjadi tembaga

Lihat foto asli

Wikipedia: Electroforming — prinsip, mandrel, dan kegunaan; kebanyakan teks, sedikit foto
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Electroforming adalah mengelektroplating model hingga logam berdiri sendiri, lalu menghilangkan modelnya.
Menyalin detail lebih halus daripada satu mikron, tetapi hanya tumbuh puluhan mikron per jam.
Foil pencukur, stamper piringan hitam, dan cangkang cermin sinar-X dibuat dengan electroforming.