Professioneel verchromen van 3D-geprinte kunststofonderdelen

In de wereld van 3D-printen is er een groeiende behoefte om de productiemogelijkheden van allerlei onderdelen en afwerkingen te vergroten, om de evolutie van de industrie te ondersteunen. In dit geval vindt u het verchromen van onderdelen gemaakt met een 3D FDM-printer.

Het opduiken van nieuwe materialen, zoals PC-ABS, heeft de 3D FDM-print gerevolutioneerd. Niet alleen omdat het een materiaal is met hoge mechanische eigenschappen en weerstand tegen slechte omstandigheden, maar ook omdat het een van de meest gebruikte kunststoffen is voor het behalen van uitstekende verchromde oppervlaktes. Het verchromen van kunststofonderdelen wordt gebruikt om decoratieve of niet-functionele stukken te maken, die een identieke afwerking tonen als verchromd metaal, maar veel lichter en goedkoper zijn.

Afbeelding 1: Polymaker PC-ABS geprinte onderdeel. Bron: Polymaker

Omdat kunststoffen niet-geleidende materialen zijn voor elektriciteit, is het noodzakelijk om ze aan een reeks bewerkingen te onderwerpen die van hoge toxiciteit en moeilijke controle zijn, zodat ze in staat zijn de metalenlagen op te vangen die deel uitmaken van de verchrooming. Om een ideale, uniforme en glanzende afwerking te bereiken, is het noodzakelijk om een laag nikkel aan het kunststofonderdeel toe te passen voor glans en een component die de hechting van koper garandeert.

Na de pre-verchroombehandeling is de volgende stap het verwijderen van alle vuil dat op het oppervlak van het onderdeel kan zitten met organische oplosmiddelen (ethanol), wat ook eventuele oxiden elimineert. Deze stap wordt uitgevoerd in ultrasonische reinigers gedurende 5 tot 20 minuten om te garanderen dat alle gebieden van het onderdeel volledig vrij zijn van restanten. Met het volledig schone onderdeel wordt het in een container met chroomzuuroplossing (20–30%) geplaatst bij een temperatuur van 80 °C. De contact van ABS of PC-ABS met deze oplossing zorgt voor de reactie van een van de componenten van deze materialen, wat resulteert in microporen over het hele oppervlak van het onderdeel – microporositeit die nodig is voor de producten van de volgende stappen om te hechten. Het onderdeel wordt opnieuw gewassen, deze keer met gedestilleerd water, daarna gedompeld in een 1% palladiumoplossing bij 70 °C en vervolgens gedroogd met hete luchtblazers, wat een elektrisch geleidend onderdeel oplevert.

De volgende stap is het bevestigen van het onderdeel aan een koperen geleider (kathode), doorheen welke de stroom loopt, en het hele ensemble dompelen in een koperbad bij 70 °C. Door het geactiveerde kunststof (geleider van elektriciteit) met palladium te introduceren, verlaat het het microporeuze oppervlak zodat het koper kan binnendringen, wat resulteert in een dunne laag koper. Eenmaal koper op het oppervlak verkregen, wordt dit verdikt met een conventioneel elektrolytisch bad om de weerstand van de oppervlakteafwerking te vergroten. De chroomlaag wordt geproduceerd op de tweede koperlaag door electrodepositie in een chroomzuurbad. Op deze manier, naast verchromen, worden ook nikkel, zilver, brons, etc., bereikt op onderdelen gemaakt met een 3D FDM-printer en filamenten die ABS bevatten (ABS of PC-ABS) worden bereikt.

Afbeelding 2: Verchromd PC-ABS onderdeel. Bron: Metaalproductenfabriek

Als u een verchromeffect nodig heeft op andere soorten kunststoffen dan ABS of PC-ABS, of op deze maar dan goedkoper, bestaat er spuitverf. Met een verchromespray kan een afwerking bereikt worden die lijkt op het hierboven uitgelegde proces, maar met minder glans en een zeer lage weerstand tegen krassen en stoten.

Om het best mogelijke oppervlakteresultaat te verkrijgen, moet de gebruiker het oppervlak van het onderdeel voorbereiden tot een uniforme en gladde afwerking is bereikt, omdat in tegenstelling tot een geschilderde afwerking, de verchrooming alle mogelijke imperfecties zichtbaar maakt die het onderdeel kan hebben.

Vanuit het Filament2print-team raden we gebruikers die hun 3D-geprinte onderdelen willen metalliseren (verchromen, vernikkelen, verzilveren, etc.) aan om contact op te nemen met een bedrijf gespecialiseerd in het verchromen van kunststofonderdelen, aangezien het een complex proces is, arbeidsintensief en met een zekere gevaarlijkheid.