طرح توجیهی مطالعات امکان سنجی مقدماتی طرح تولید پوشش دهی تحت خلا

خلاصه طرح 

معرفی محصول

·  مقدمه:

پوشش دهی تحت خلأ هر چند امروزه دیگر تکنیک چندان جدیدی محسوب نمیشود و در دنیا کاملاﹰ شناخته شده میباشد، اما از طرفی دائماﹰ در حال پیشرفت و تکامل بوده و از سوی دیگر در کشور ما هنوز به درستی و بطور کامل شناخته نشده و در حد لازم از آن بهره گیری نمیشود.

·  معرفی تکنیکهای پوشش دهی تحت خلأ

پوشش دهی تحت خلأ عبارت است از ایجاد یک پوشش ( فلزی، آلیاﮊی، سرامیکی و .... ) بوسیله ترسیب نمودن بخارات ایجاد شده تحت شرایط خلأ از ماده مورد نظر، بر روی یک پایه (سابستریت) مناسب.

اصول کلی روش به این صورت است که ابتدا در محفظهای قطعات اولیه بدون پوشش، در مکانهای مخصوص خود قرار گرفته و به کمک واحد تولید خلأ ( پمپ خلأ ) میزان خلأ لازم (حدود ۱۰۰۰/۰ پاسکال)

kl

ایجاد میگردد. سپس به روش مناسبی (حرارت دهی توسط رشته مقاومت دار، بمباران یونی و یا الکترونی)

فلز یا هرجسمی را که باید بر روی سطح مورد نظر ( سابستریت ) بنشانند از حالت جامد بصورت بخار تبدیل مینمایند. بدلیل کم بودن دمای سابستریت نسبت به بخارات ایجاد شده، فلز یا جسم مورد نظر بر روی سابستریت تغییر حالت داده و مجدداﹰ به شکل جامد تبدیل میشود. بدین صورت روکش فلزی یا پوشش مورد نظر بر روی سابستریت تشکیل میگردد.

تفاوت روشهای مختلف پوشش دهی تحت خلأ عمدتاﹰ در نحوه تهیه بخارات جسم پوشش دهنده و نیز چگونگی نشاندن آن بر روی سطح سابستریت ( جسمی که پوشش داده میشود ) میباشد. روش مورد استفاده در واحد حاضر، تکنیک پوشش دهی فیزیکی تحت خلا با بکار گیری المنت حرارتی بعنوان منبع تبخیر فلز میباشد.

محدوده فعالیت واحد

تکنیکهای پوشش دهی تحت خلأ اصولاﹰ از پیشرفته ترین و جدید ترین روشهای پوشش دهی به شمار میروند. کارآیی و کیفیت مطلوب پوششهای ایجاد شده را میتوان بر حسب نیازهای کاری و با استفاده از روش مناسب پوشش دهی تحت خلأ تضمین نمود. خواص پوشش هایی که بدین روش میتوان بدست آورد، با خواص پوششهای بدست آمده از روشهای دیگر متفاوت میباشد. بنابراین میتوان پوششهایی بدست آورد که دارای درجه خلوص زیادتر، اکسیدهای کم، شفافیت خوب، ضخامت بسیار نازک و ساختمان غیر کریستالی بوده و روی قطعات فلزی و غیر فلزی قابل آبکاری هستند. مزیت قابل توجه روشهای تحت خلأ این است که عمدتاﹰ به دلیل کاهش قابل توجه ضخامت پوششهای ایجاد شده ، نسبت به روشهای دیگر اقتصادی تر هستند.

واحد حاضر با استفاده از تکنیک تبخیر حرارتی تحت خلأ قادر است پوششهای فلزی مختلف از جنش آلومینیوم، آنتیموان، کادمیوم، زیرکونیوم، مس، نیکل، روی نقره، سرب، کرم، آهن و ... و پوششهای الیاﮊی بخصوصی را چنانچه نقطه تصعید اجزای تشکیل دهنده آن تقریباﹰ یکسان باشند، بر روی پایه هایی از جنس فلز، پلاستیک و یا شیشه ایجاد نماید.

خواص و ضخامت کم پوششهای قابل حصول در این گونه واحدها آنها را بویژه برای ایجاد پوششهای تزئینی از انواع فلزات نامبرده، سطح شفاف و آینهای و بویژه تهیه پوشش های آلومینیومی که به روشهای آبکاری الکتریکی قابل حصول نمیباشند، مناسب میسازد.

·  انواع محصولات قابل پوشش دهی

از ویژگیهای قابل اهمیت تکنیکهای پوشش دهی تحت خلأ، قابلیت بکار گیری یکسان آنها برای پوشش دهی پایههایی از جنسهای بسیار متفاوت میباشد. بطور کلی از این تکنیکها برای پوشش دادن پایههایی از جنسهای مختلف فلزی، پلاستیکی، شیشهای و یا کاغذی میتوان استفاده نمود.

پلاستیکها

پوشش دهی فلزی پلاستیکها امروزه اهمیت بسیاری پیدا کرده است و روز به روز موارد استفاده بیشتری پیدا میکند. جنس پلاستیکهای مصرفی بر حسب نوع کاربرد آنها و خصوصیات مورد انتظار متفاوت میباشد. بر همین اساس قابلیت آبکاری بر روی پلاستیکهای مختلف مطرح میگردد. روشهای الکترولس برای ابکاری پلاستیکها برای همه جنسها قابل استفاده و یا کاملاﹰ یکسان نمیباشند، اما تکنیکهای تحت خلأ را میتوان بطور یکسان برای بسیاری از انواع پلاستیکها بکار برد. پلاستیکهای قابل استفاده عبارتند از:

الف) پلی استال ها: به راحتی توسط تبخیر حرارتی در خلأ پوشش داده میشوند و بدین منظور از پوشش بسیاری از فلزات که مهمترین انها آلومینیوم است، استفاده میشود.

ب) پلی آکریلیکها: پوشش دهی آنها توسط روش تبخیر حرارتی و یا اشعه الکترونی امکان پذیر بوده و عمدتاﹰ از پوشش آلومینیوم، مولیبدن، فولاد، مس و یا آلیاﮊ نیکل- مس بدین منظور استفاده میشود.

ج) سایر پلیمرها: شامل پلی آکریلونیتریل- بوتادین- استایرن (ABS) ، پلیمرهای سلولزی ( عمدتاﹰ استات و بوتیلات سلولز ) ، رزینهای فنولیک، پلی کربناتها، پلی اتیلن، پل پروپیلن و پلی اتیلن ترفتالات نیز به سهولت توسط اغلب روشهای تحت خلأ قابل پوشش دهی میباشند.

بسیاری از پلاستیکهای معرفی شده در شرایط دما و فشار اتاقک خلأ دستگاههای پوشش دهی به روش تبخیر حرارتی پایداری کافی نداشته و اجزا و افزودنیهای فرار آنها تبخیر میگردند. برای جلوگیری از این پدیده و اثرات نامطلوب آن بر روی کیفیت پوششهای ایجاد شده و شرایط عملکرد دستگاهها، اغلب لازم است که سطح این اجسام پیش از پوشش دهی فلزی توسط لاکهایی از جنس رزینهای ترموست شونده یک پوشش ابتدایی داده شود.

v فلزات

اغلب فلزات ( آلیاﮊها، عناصر و ... ) توسط روشهای مختلف تحت خلأ قابل پوشش دهی میباشند و محدودیت چندانی برای آنها وجود ندارد. این نوع پوششها اغلب برای ایجاد لایههای خارجی محافظ در مقابل

خورندگی، سایش و سایر شرایط محیطی بر روی فلزات ( عمدتاﹰ به روش تابش الکترونی یا روش اغتشاشی )

انجام میشود. در برخی موارد نیز مانند کاسه چراغ خودروها هدف از پوشش دهی فلزات ایجاد سطوح یکنواخت و صیقلی (آیینهای ) از جنس یک فلز مناسب بر روی آنها میباشد. در مواردی که صیقلی و شفاف بودن سطح فلز اهمیت داشته باشد، اغلب استفاده از پوششهای اولیهای از انواع ذکر شده برای پلاستیکها در مورد فلزات نیز مناسب خواهد بود.

شیشه

ایجاد پوششهای فلزی بر روی شیشه اغلب برای کاربردهای تزئینی و یا آیینه کاری انجام میشود. آیینههایی که به روشهای پوشش دهی تحت خلا ساخته میشوند از نظر یکنواختی و صیقلی بودن سطوح و نیز چسبندگی پوشش بر روی سطح شیشه و دوام آنها نسبت به روشهای متداول آیینه کاری مناسبتر میباشند.

ایجاد پوشش های زینتی بر روی شیشه نیز اغلب توسط این روشها انجام میشود.

علاوه بر این پوش دهی شیشه در ساخت وسایل اپتیکی، شیشههای فتوکرمیک و لنزهای عکاسی نیز میتواند مورد استفاده قرار گیرد. این نوع پوششها را نمیتوان توسط روشهای تبخیر حرارتی تحت خلأ ایجاد نمود و لزوماﹰ باید از روشهای پیچیدهتر و پیشرفته تری نظیر پوشش دهی اغتشاشی ( اسپاترینگ ) تحت خلأ استفاده شود.

v کاغذ

ایجاد پوشش های فلزی بر روی کاغذ یا مقوا به دو منظور میتواند انجام پذیرد. مورد اول برای تهیه کاغذهای بسته بندی مواد غذایی و دارویی جهت ایزوله کردن اینگونه مواد از محیط و ممانعت از ورود هوا و میکروبها که باعث فساد محصولات مزبور میگردند، یک لایه روکش داخلی (لفاف) از جنس آلومینیوم بر روی سطح کاغذ پوشش میدهند ( این پوشش را نهایتاﹰ توسط یک لایه پوشش انتهایی پلاستیکی روکش میدهند)