Đúc điện (electroforming)

Cách hoạt động

1. 1

   Làm lõi mẫu. Lõi mẫu (hình dạng gốc để kim loại mọc lên) được gia công, đúc, in 3D hoặc ăn mòn. Bề mặt của nó là âm bản của bề mặt bạn muốn.

2. 2

   Làm bề mặt dẫn điện. Lõi bằng nhựa, sáp hoặc thủy tinh được phủ một lớp dẫn điện rất mỏng, như sơn bạc hoặc than chì. Lõi kim loại được phủ lớp tách khuôn thay vào đó, để bản sao nhả ra được sau này.

3. 3

   Nhúng và nối điện. Lõi mẫu đi vào dung dịch điện phân (bể muối kim loại hòa tan), đối diện cực dương (điện cực dương, một tấm niken hoặc đồng). Nguồn một chiều biến lõi mẫu thành cực âm (điện cực âm).

4. 4

   Nuôi kim loại. Dòng điện kéo ion kim loại (nguyên tử mang điện) lên lõi mẫu, nơi chúng biến thành kim loại rắn. Cực dương hòa tan chậm và bổ sung cho bể. Lớp thường dày thêm hàng chục micron mỗi giờ, nên một chi tiết mất hàng giờ đến hàng ngày.

5. 5

   Tách bản sao. Lớp vỏ được bóc hoặc nhấc ra, hoặc lõi mẫu được nấu chảy hay hòa tan. Bản sao được cắt tỉa và hoàn thiện; lõi mẫu tái sử dụng quay lại bể cho chi tiết tiếp theo.

Thông số chính

Vật liệu

Chủ yếu là niken và đồng, cũng có vàng, bạc và sắt; lõi mẫu bằng kim loại, thủy tinh, silic, nhựa hoặc sáp

Chi tiết thường gặp

Vỏ mỏng, lá, lưới mịn, chi tiết rỗng liền mạch, khuôn có vân mịn

Kích thước chi tiết

Từ vi chi tiết dưới 1 mm đến vỏ rộng hàng chục centimet; thành từ vài micron đến vài milimet

Độ chính xác

Sao chép chi tiết lõi mẫu dưới 1 µm (một phần nghìn milimet); độ dày thành kém đều hơn, dày hơn ở mép và góc

Bề mặt hoàn thiện

Mặt trong nhẵn như lõi mẫu, như gương nếu lõi đã đánh bóng; mặt ngoài mờ và kém nét

Số lượng phù hợp

Từ đơn chiếc đến loạt vừa; một lõi mẫu làm được nhiều bản sao

Chi phí khuôn dụng cụ và máy

Thấp đến vừa: hàng trăm đô la cho bể sở thích, thường hàng chục nghìn trở lên cho dây chuyền công nghiệp; thời gian dài trong bể là chi phí chính

Tốc độ

Chậm: thường hàng chục micron mỗi giờ, nên thành 1 mm mất khoảng một ngày hoặc hơn

Ưu điểm và hạn chế

Ứng dụng

• Âm nhạc và truyền thôngKhuôn dập đĩa nhựa vinyl, khuôn dập đĩa CD và DVD
• Sản phẩm tiêu dùngLưới cạo râu điện, bộ lọc và rây mịn
• In ấn và điện tửTấm vòi phun mực, lưới in lụa quay, vi khuôn
• Không gian và quang họcVỏ gương kính thiên văn tia X, gương phản xạ, ống dẫn sóng
• Hàng không vũ trụVòi phun thành mỏng, áo làm mát, ống xếp
• Trang sức và nghệ thuậtMón đồ vàng và bạc rỗng nhẹ, lá phủ kim loại

Cách nhận biết

• Một chi tiết kim loại mỏng sao chép kết cấu sắc nét đến kinh ngạc, như các lỗ nhỏ của lưới cạo râu.
• Một món nhẹ, rỗng, không đường nối, mặt trong phản chiếu hình dạng của mẫu.
• Mép và góc dày hơn hoặc tròn hơn một chút so với vùng phẳng, do kim loại dồn thêm.
• Một chiếc lá hoặc vỏ được biến thành kim loại với mọi gân và gờ vẫn thấy rõ.

So sánh với

Xem video

What is Nickel electroforming?

Winovus · Cách niken mọc trên lõi mẫu, rồi được tách ra

Vinyl Record Plating Process Explained

Well Made Music · Cách bản gốc đĩa nhạc trở thành khuôn dập niken

Electroforming

Guild's Garage · Một xưởng nhỏ: sơn dẫn điện, bể, nguồn điện

Electroforming Leaves: Step By Step Process

Electroforming Artist · Một chiếc lá thật được sơn, mạ và biến thành đồng

Xem ảnh thật

• Wikipedia: Đúc điện — nguyên lý, lõi mẫu và công dụng; chủ yếu là văn bản, ít ảnh
• Tìm ảnh trên Wikimedia Commons