RePliForm kombiniert Galvanisierungsverfahren mit additiv hergestellten Kunststoffdrucken, um die technische Leistung von Kunststoffteilen zu verbessern. Boston Micro Fabrication (BMF) hat die Herstellung von AM-Kunststoff- oder Keramikdrucken auf viel kleinere Teile mit höherer Auflösung ausgeweitet. In jüngster Zeit haben RePliForm und BMF untersucht, wie die Kombination dieser Technologien die Anwendungsmöglichkeiten beider Unternehmen auf neue Bereiche ausweiten kann.
Mechanische Eigenschaften von beschichteten Teilen
RePliForm verwendet ein einfaches Verbundmodell, die so genannte "Mischungsregel", um die Festigkeit von plattierten AM-Teilen auf der Grundlage der Eigenschaften und des Volumenanteils ihrer Bestandteile abzuschätzen.
Wenn Sie also die Eigenschaften der Komponenten und ihre jeweiligen Volumina kennen, können Sie die Eigenschaften der beschichteten Teile abschätzen. Die Kapseln haben Wandstärken zwischen 150 und 250 Mikron mit einem Durchschnitt von ~200 Mikron. Wenn sie mit 50 Mikron Cu und Nickel beschichtet werden, sollte sich die durchschnittliche Wandstärke um etwa 50 % erhöhen. Da die Beschichtung allein mehr als 12-mal stärker (900 MPa für die Beschichtung im Vergleich zu 70 MPa für Harz) und 50-mal steifer ist (132 GPa für Metall im Vergleich zu 2,4 GPa für Harz), werden die beschichteten Kapseln nach der Beschichtung mit 10 Mikron Cu und 40 Mikron Nickel mindestens 4-mal stärker und 15-mal steifer sein.
Um eine grobe Schätzung des Volumens von Metall und Kunststoff auf einem beschichteten Teil zu erhalten, wiegen Sie das Teil vor und nach der Beschichtung. Das Gewicht vor der Beschichtung geteilt durch die Harzdichte ist das Teilevolumen, das Gewicht nach der Beschichtung abzüglich des Ausgangsgewichts geteilt durch die Metalldichte (~8,92 g/cc) ist das Metallvolumen.
Platz schaffen für die plattierte Beschichtung durch Oberflächenversatz
Wenn Teile beschichtet werden sollen, muss die Konstruktion des Teils im Idealfall so geändert werden, dass die zusätzliche Beschichtungsdicke berücksichtigt werden kann. Dies würde bedeuten, dass die Oberfläche versetzt wird, wodurch die Wände um das Doppelte der Beschichtungsdicke dünner würden. Bei einem Teil mit einer Wandstärke von 150 Mikrometern würde dies zu 50 Mikrometern führen, während der Abschnitt mit 250 Mikrometern Wandstärke auf 150 Mikrometer sinken würde. Wenn die Wände zu dünn sind, um sie zuverlässig zu fertigen und zu verarbeiten, muss möglicherweise eine dünnere Beschichtung verwendet werden, oder es werden nur die Oberflächen mit kritischen Abmessungen vor dem Druck versetzt.
Oberflächenauflösung und elektronische Leistung der beschichteten Teile
Die Oberfläche eines beschichteten Kunststoffteils ist ein Spiegelbild der Oberfläche des Kunststoffsubstrats. Aus diesem Grund werden Formteile, die kosmetische Oberflächen aufweisen sollen, in polierten Spritzgusswerkzeugen hergestellt. AM-Teile weisen in der Regel Schichtlinien und andere Artefakte (Stützmarken) auf, die durch die Beschichtung gedruckt werden. Bei einigen Anwendungen, wie z. B. Antennen, schränkt das Vorhandensein dieser Artefakte den nutzbaren Frequenzbereich des Bauteils ein. Es hat sich gezeigt, dass die sehr hohe Auflösung der 3D-gedruckten BMF-Teile den Frequenzbereich von Antennen auf mehr als 85 GHz erweitern kann.
Beschichtung von keramischen Werkstoffen
Durch die Anpassung des keramischen Ätzschrittes kann RePliForm auch auf keramischen Materialien beschichtet werden, wie die beiden folgenden Aluminiumoxid-Keramikproben zeigen. Die kleinere Probe wurde mit 10 Mikrometern Cu und 40 Mikrometern Nickel beschichtet, die größere Probe mit 25 Mikrometern halbglänzendem Kupfer und anschließend 6 Mikrometern chemischem Nickel.
Für weitere Informationen über die Mikropräzisions-3D-Drucker von BMF besuchen Sie bitte unsere Produktseite.
Weitere Informationen über RePliForm und seine Beschichtungsdienste finden Sie auf der Website des Unternehmens.
