材料有哪些表面处理工艺?

材料有哪些表面处理工艺?

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材料的表面处理工艺有很多种,大致可以分为增材工艺 Additive Processes,减材工艺 Subtractive Processes、印刷工艺 Printing 三大类。下面,我们可以通过 Rob Thompson 的《Manufacturing Processes For Design Professional》对这些工艺稍作窥探。

* 以下内容均出自于《Manufacturing Processes For Design Professional》书籍,作者 Rob Thompson,翻译团队:李月恩 / 赵莹 / 邓小姝 / 吕健安 / 武月琴 / 李明星。

一、增材工艺

1. 喷漆

喷漆是一种快速有效的涂抹粘合剂、底漆、涂料、油漆、油、密封剂和搪瓷的手段。物体表面决定了最终喷涂效果和过程所需的时间。适用于手工作业及工业自动化生产,是现在应用最普遍的涂装方式之一。

喷漆

2. 粉末喷漆

该工艺是一种干喷法,通过静电粉末喷涂或流化床粉末涂敷用在一些金属工件上,粉末通过静电吸附在工件表面,然后在加热下固化,使其流动并在金属上形成表面膜。等到完全干燥时,会在表面形成一层保护膜。

适合一些金属件、塑料和玻璃的表面喷涂,但是主要用于防护或着色铝材和钢材。

粉末喷漆

3. 阳极电镀

这是一种化学电镀表面覆盖处理方法,可改变产品外观、表面颜色、纹理结构。最常见的是对钛和铝进行阳极电镀表面处理。并且不同的电压,能够产生不同的颜色。(高电压=深颜色,低电压=浅颜色)

该工艺只适合金属铝、金属钛和金属镁的表面电镀。

阳极电镀

4. 电镀工艺

利用电解作用使零件表面附着一层金属膜的工艺,从而起到防止金属氧化,提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。适用于大部分金属。

电镀工艺

5. 镀锌工艺

该工艺是在钢铁合金材料的表面镀一层锌,以起美观、防锈等作用。表面的锌层是一种电化学保护层,可以防止金属腐坏,主要采用的方法是热镀锌和电镀锌。适用于建筑、桥梁、交通工具和家具的表面处理等。

镀锌工艺

6. 真空电镀

又称为物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD),即在真空下将原子打到靶材表面上达到镀膜的目的最早运用于光学镜片,如航海望远镜镜片,后来随着技术的改进,延伸到了唱片、磁盘、光盘、手机外壳、机械刀具等材料上的装饰镀膜、材料表面改性等。很多材料可以进行真空电镀,包括金属,软硬塑料,复合材料,陶瓷和玻璃。

真空电镀

二、减材工艺

1. 研磨

通过使用研磨机械,物体表面被磨料颗粒所侵蚀。表面光洁度从粗糙到镜面不等,可以产出均匀的纹理或图案。研磨可用于加工各种金属和非金属材料,加工的表面形状也根据需求有所不同。

研磨

2. 电解抛光

以被抛光工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸入到电解槽中,通以直流电离反应而产生有选择性的阳极溶解,从而达到工件表面除去细微毛刺和光亮度增大的效果。大多数金属都可以被电解抛光,其中最常用于不锈钢的表面抛光。

电解抛光

3. 喷砂工艺

利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂)喷射到工件表面。

由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。

最常见用于蚀刻金属和玻璃的表面处理,但也可以用于打磨其他材料,如:木材和高分子化合物。

喷砂工艺

4. 光蚀刻切割

简称光刻,利用照相手段制作抗蚀膜像,用来保护表面,在金属、塑料等上面,借助化学腐蚀剂进行腐蚀产生表面纹理的方法。

大多数金属都适合光蚀刻表面处理,最常见的有不锈钢,软钢,铝,黄铜,镍,锡,铜和银。玻璃,陶瓷也适合光蚀刻表面处理,只是需要不同的光阻蚀剂和化学物质。

光蚀刻切割

5. 数控雕刻

用来雕刻产品的 2D 或 3D 表面,是高质量且可重复的精确工艺。数控雕刻的普及逐渐取代了传统手凿雕刻和缩放仪雕刻。另外,将不同的色彩和材料搭配数控雕刻工艺,可以快速提升产品设计的细节表现力。

几乎所有材料都可以进行数控切割,例如塑料,泡沫,木,金属,石材,玻璃,陶瓷和聚合物。

数控雕刻

三、印刷工艺

1. 丝网印刷

通过刮板的挤压,使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上,形成与原稿一样的图文。丝网印刷设备简单、操作方便,印刷、制版简易且成本低廉,适应性强。丝网印刷应用范围广,常见的印刷品有:彩色油画、招贴画、名片、装帧封面、商品标牌以及印染纺织品等。

几乎所有的材料都可以丝网印刷,包括纸张,塑料,金属,陶艺和玻璃等。

丝网印刷

2. 转印工艺

能够在不规则异形对象表⾯上印刷⽂字、图形和图象,现在正成为⼀种重要的特种印刷。例如,⼿机表⾯的⽂字和图案就是采⽤这种印刷⽅式,还有计算机键盘、仪器、仪表等很多电⼦产品的表面。

除了比硅胶垫还软的材质,例如 PTFE 等,几乎所有的材料都可以使用移印工艺。

转印工艺

3. 水转印

是利用水压将转印纸上的彩色纹样印刷在三维产品表面的一种方式。 随着人们对产品包装与表面装饰要求的提高,水转印的用途越来越广泛。所有的硬材料都适合水转印,适合喷涂的材料也一定适用于水转印,最常见的为注塑件和金属件。

水转印工艺

4. 烫金&压印工艺

烫金工艺:烫金又称烫印,是一种印刷装饰工艺。将金属印版加热,锡箔置于印刷品上压印出金色文字或图案。是利用热压转移的原理,将电化铝中的铝层转印到承印物表面以形成特殊的金属效果,因烫金使用的主要材料是电化铝箔,因此烫金也叫电化铝烫印。

压印工艺:压印是将板料放在上、下模之间,在压力作用下使其材料厚度发生变化,并将挤压外的材料,充塞在有起伏细纹的模具形腔凸、凹处,而在工件表面得到形成起伏鼓凸及字样或花纹的一种成形方法。

大多数材料都可进行烫金和压印工艺,其中最常见的包括皮革,纺织物,木材,纸,卡板和塑料。

烫金和压印

以上就是为大家介绍的几种工艺方式,可以根据自己的需求和材料选择适合的材料表面处理工艺,望有帮助。

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