电铸
在模型上镀出厚厚的镀层,再揭下来
电铸在模型上一个原子一个原子地生长出金属零件,然后把模型拿走。它就是让电镀(电镀)一直进行,直到金属能自己立住。剃须刀网膜和黑胶唱片压模就是这样做的,因为它能复制比一微米(千分之一毫米)还细的细节。

工作原理
制作芯模。 芯模(金属在其上生长的母型)经机加工、模塑、3D 打印或蚀刻而成。它的表面是你想要的表面的反面。
使其表面导电。 塑料、蜡或玻璃芯模要涂一层很薄的导电涂层,如银漆或石墨。金属芯模则涂脱模层,使复制品之后能脱开。
浸入并接通电路。 芯模放入电解液(溶有金属盐的槽液),正对阳极(正极,即镍板或铜板)。直流电源使芯模成为阴极(负极)。
生长金属。 电流把金属离子(带电原子)吸到芯模上,在那里变成固态金属。阳极慢慢溶解,补充槽液。镀层通常每小时增厚几十微米,所以一个零件要几小时到几天。
分离复制品。 把壳体剥下或揭下,或者把芯模熔掉或溶掉。复制品经修整和精加工;可重复使用的芯模再放回去做下一个。
关键数据
- 材料
- 主要是镍和铜,也有金、银和铁;芯模材料有金属、玻璃、硅、塑料或蜡
- 典型零件
- 薄壳、箔、细网、无缝中空件、带精细纹理的模具
- 零件尺寸
- 从小于 1 mm 的微型零件,到几十厘米宽的壳体;壁厚从几微米到几毫米
- 精度
- 能复制小于 1 µm(千分之一毫米)的芯模细节;壁厚不够均匀,边缘和拐角处更厚
- 表面质量
- 内侧与芯模一样光滑,抛光的芯模上则像镜面;外侧哑光,轮廓不够清晰
- 适合的批量
- 单件到中等批量;一个芯模可以做许多复制品
- 模具与设备成本
- 低到中等:业余用的镀槽几百美元,工业生产线通常几万美元以上;在槽中的长时间是主要成本
- 速度
- 慢:通常每小时几十微米,因此 1 mm 的壁要大约一天或更久
优点与局限
优点
- 能复制极其精细的细节,甚至光学级的表面
- 能做出薄、轻、无缝的壳体和网
- 纯金属,晶粒细而坚固
- 一个芯模可以做许多相同的复制品
局限
- 慢:厚的零件要几小时到几天
- 复制品必须能从芯模上取下来,这限制了形状
- 外表面不够精确;金属在边缘和拐角处堆积
- 需要仔细控制槽液化学,其中一些有危险
应用领域
- 音乐与媒体黑胶唱片压模、CD 和 DVD 压模
- 消费品电动剃须刀网膜、精细滤网和筛网
- 印刷与电子喷墨喷嘴板、圆网印刷网版、微型模具
- 航天与光学X 射线望远镜镜片壳体、反射器、波导
- 航空航天薄壁喷管、冷却套、波纹管
- 珠宝与艺术轻巧的中空金银饰品、镀金属的树叶
如何识别
- 一个薄金属件,以惊人的清晰度复制出纹理,比如剃须刀网膜上的微孔。
- 一个轻巧、中空、没有接缝的零件,内侧映出模型的形状。
- 边缘和拐角比平坦区域略厚或略圆,因为那里堆积了更多金属。
- 一片叶子或一个壳体变成了金属,每一条叶脉和棱线仍清晰可见。
对比
观看
Winovus · 镍如何在芯模上生长,然后被分离
Well Made Music · 唱片母盘如何变成镍压模
Guild's Garage · 一个小作坊的装置:导电漆、槽、电源
Electroforming Artist · 一片真实的叶子被涂漆、电镀,变成铜
查看实拍照片
- 维基百科:电铸 — 原理、芯模和用途;以文字为主,照片较少
- 维基共享资源图片搜索
记住
- 电铸就是给模型电镀,直到金属能独立站住,然后把模型去掉。
- 它能复制比一微米还细的细节,但每小时只长几十微米。
- 剃须刀网膜、唱片压模和 X 射线镜片壳体都是电铸的。