Heb je je ooit afgevraagd hoe de strakke afwerking van je smartphone of het glanzende oppervlak van je laptop tot stand komt? Dit artikel verkent de fascinerende wereld van oppervlaktebehandelingen van aluminiumlegeringen. Je leert over de verschillende technieken die worden gebruikt om zowel de duurzaamheid als het uiterlijk van alledaagse metalen producten te verbeteren. Bereid je voor op het ontdekken van de geheimen achter de technologie die je gadgets zowel mooi als duurzaam maakt!
In het midden van de 19e eeuw stond de technologie voor het smelten van aluminium in Frankrijk nog in de kinderschoenen, waardoor aluminium zeldzamer en waardevoller was dan zilver. Deze schaarste was zo groot dat zelfs koninklijke ministers zilveren servies gebruikten tijdens staatsbanketten, terwijl alleen keizer Napoleon III (niet Napoleon II) het privilege genoot van een aluminium eetservies.
De komst van het Hall-Héroult elektrolytisch proces in 1886 zorgde voor een revolutie in de productie van aluminium, waardoor het steeds toegankelijker werd en geïntegreerd werd in het openbare leven. Gelijktijdige ontwikkelingen in de oppervlaktebehandelingstechnologieën van aluminiumlegeringen hebben niet alleen de praktische waarde van het metaal verbeterd, maar ook de esthetische aantrekkingskracht, waardoor nieuwe toepassingsgebieden zijn ontstaan voor zowel industriële als consumentenproducten.
Bij het ontwerpen en produceren van hedendaagse producten wordt steeds vaker de voorkeur gegeven aan metalen materialen omdat ze kwaliteit uitstralen en de merkwaarde verhogen. In het spectrum van metaalopties is aluminium voor veel fabrikanten het materiaal bij uitstek. De populariteit komt voort uit een combinatie van factoren: uitstekende bewerkbaarheid, waardoor complexe vormen en nauwkeurige toleranties mogelijk zijn; superieure visuele eigenschappen, waaronder een modern, strak uiterlijk; en een breed scala aan oppervlaktebehandelingsopties, zoals anodiseren, poedercoaten en borsteltechnieken. Deze eigenschappen stellen ontwerpers en technici in staat om producten te maken die niet alleen functioneel en duurzaam zijn, maar ook visueel opvallend en aanpasbaar om te voldoen aan uiteenlopende markteisen.
Oppervlaktebehandeling is een cruciaal proces bij metaalproductie dat de eigenschappen en prestaties van de buitenkant van een product verbetert. Deze geavanceerde procedure bestaat uit het aanbrengen van een beschermende laag op het oppervlak met behulp van een combinatie van mechanische en chemische methoden. De primaire doelstellingen zijn om de corrosiebestendigheid te verbeteren, de esthetische aantrekkingskracht te vergroten en uiteindelijk de waarde van het product te verhogen door het stabiel te houden in verschillende omgevingsomstandigheden.
Bij het kiezen van een oppervlaktebehandelingsmethode moeten fabrikanten rekening houden met een aantal belangrijke factoren:
Het oppervlaktebehandelingsproces verloopt meestal volgens een systematische workflow:
Voorbehandeling is een cruciale stap die zowel mechanische als chemische processen omvat:
Mechanische voorbehandelingsmethoden zijn onder andere:
Deze mechanische processen zijn bedoeld om onvolkomenheden in het oppervlak te corrigeren en het substraat voor te bereiden op latere behandelingen.
Chemische voorbehandeling dient meerdere doelen:
Deze chemische voorbereiding zorgt voor een optimale hechting tussen het basismateriaal en de beschermende coating, wat de duurzaamheid en doeltreffendheid van de oppervlaktebehandeling aanzienlijk verbetert.
Voor aluminium materialen worden vaak verschillende oppervlaktebehandelingsmethoden gebruikt:
Chemische behandelingen:
Mechanische behandelingen:
Elk van deze methoden biedt unieke voordelen en wordt geselecteerd op basis van de specifieke vereisten van de toepassing, waarbij factoren zoals corrosiebestendigheid, slijtvastheid, elektrische eigenschappen en visueel uiterlijk worden afgewogen.
Bladen van aluminiumlegeringen kunnen worden onderverdeeld in niet-gecoate en gecoate producten op basis van hun oppervlaktebehandeling.
(1) Deze kunnen verder worden onderverdeeld in:
- Stucco-gestempelde aluminium platen (met onregelmatige patronen)
- Vellen met reliëf (met regelmatige patronen)
- Gewalspolijste en geanodiseerde aluminium platen
(2) Op het oppervlak van deze producten wordt geen verf aangebracht, wat resulteert in lagere esthetische vereisten en relatief lagere kosten. Ze bieden echter nog steeds een uitstekende corrosieweerstand en duurzaamheid die inherent zijn aan aluminiumlegeringen.
(1) Classificatie:
- Door coatingproces:
- Spuitgecoate aluminium platen
- Coil-gecoate (voorgelakte) aluminium platen
- Per coating type:
- Polyester
- Polyurethaan
- Polyamide
- Gewijzigde siliconen
- Epoxy
- Fluorpolymeer (bijv. PVDF)
- Overige (bijv. acryl, poedercoatings)
(2) Het belangrijkste verschil in prestatie tussen deze coatings is hun weerstand tegen ultraviolette (UV) straling. Fluorpolymeercoatings, met name polyvinylideenfluoride (PVDF), worden het meest gebruikt op het blootgestelde oppervlak vanwege hun superieure UV-bestendigheid, kleurbehoud en weerstand tegen krijten. Voor de niet-blootgestelde of achterkant worden vaak polyester of epoxy coatings gekozen als beschermlagen, die een goede hechting en kosteneffectiviteit bieden.
De keuze van de coating hangt af van factoren zoals blootstelling aan de omgeving, gewenste levensduur, esthetische vereisten en budgetbeperkingen. Voor toepassingen die uitzonderlijke duurzaamheid en kleurstabiliteit vereisen, kunnen meerlaagse coatingsystemen met primers en blanke aflakken worden gebruikt.
Laten we eens kijken naar het oppervlakteafwerkingsproces van aluminium en aluminiumlegeringen in onze dagelijkse producten.
Het trekken van metaaldraad is een productieproces waarbij schuurpapier wordt gebruikt om herhaaldelijk over het oppervlak van het materiaal te schrapen om een reeks fijne lijnen te produceren.
Tekenen kan worden onderverdeeld in recht tekenen, willekeurig tekenen, werveltekenen en draadtekenen.
Het proces van metaaldraad trekken kan fijne lijnen creëren op het oppervlak van het materiaal, waardoor een zijdeachtige en matte afwerking ontstaat. Het resulterende product combineert stijl en technologie.
Het diamanten snijmes wordt op de spindel van een hogesnelheidsgraveermachine gemonteerd (meestal 20.000 tpm) om onderdelen uit te snijden, waardoor een gemarkeerd gebied op het oppervlak van het product ontstaat.
De helderheid van het gemarkeerde gebied wordt beïnvloed door de snelheid van het freesbit. Hoe hoger de snelheid, hoe helderder het licht, terwijl hoe langzamer de snelheid, hoe donkerder het licht en hoe makkelijker mesafdrukken te maken zijn.
Hoogglans hoogglansfrezen wordt vooral gebruikt in mobiele telefoons, zoals de iPhone 5. In de afgelopen jaren hebben sommige high-end TV metalen frames hoogglans freestechnologie gebruikt, gecombineerd met anodiseren en draadtrektechnologie, waardoor de TV er modieus en technologisch geavanceerd uitziet.
Tweekleurenanodisatie verwijst naar het proces waarbij een product wordt geanodiseerd en een bepaalde zone een andere kleur krijgt.
De tweekleurige anodiseerproces is ingewikkeld en duur, maar het contrast tussen de twee kleuren kan het hoogwaardige en unieke uiterlijk van het product beter weerspiegelen.
Anodisatie verwijst naar de elektrochemische oxidatie van een metaal of legering. Het is het proces van de vorming van een oxidelaag op het oppervlak van een aluminium voorwerp (anode) en zijn legering onder overeenkomstige elektrolyt en specifieke procesomstandigheden door de toepassing van stroom.
Anodiseren kan niet alleen de gebreken van de aluminium oppervlaktehardheid en slijtvastheid oplossen, maar ook de levensduur van aluminium verlengen en het uiterlijk verbeteren. Anodiseren is een onmisbaar onderdeel geworden van de oppervlaktebehandeling van aluminium en is het meest gebruikte en meest succesvolle proces.
Primair wordt anodiseren toegepast op aluminium, waarbij elektrochemische principes worden gebruikt om een Al2O3 (aluminiumoxide) film te creëren op het oppervlak van aluminium en aluminiumlegeringen. Deze oxidelaag heeft speciale eigenschappen zoals bescherming, decoratie, isolatie en slijtvastheid.
Proces: Enkele of verlopende kleur: Polijsten/Zandstralen/Draadtrekken → Ontvetten → Anodiseren → Neutraliseren → Verven → Verzegelen → Drogen
Elektroforese kan worden toegepast op roestvrij staal, aluminiumlegeringen enz. en geeft het product verschillende kleuren met behoud van de metallic glans. Tegelijkertijd verbetert het de oppervlakte-eigenschappen en heeft het goede anticorrosieprestaties.
Proces: Voorbehandeling → Elektroforese → Drogen
Technische kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Matig defectdekkend vermogen; spuitgietonderdelen vereisen een hoge voorbehandeling voor elektroforese.
Dit is een proces waarbij een keramische oppervlaktelaag wordt gevormd door hoogspanning toe te passen in een elektrolytische oplossing (meestal een zwakke alkalische oplossing). Het is het resultaat van fysieke ontlading en elektrochemische oxidatie.
Proces: Voorbehandeling → Warm water wassen → MAO → Drogen
Technische kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Momenteel zijn de kleuropties beperkt: alleen zwart, grijs, enz. zijn volwassen; levendige kleuren zijn een uitdaging om te bereiken. De kosten worden voornamelijk beïnvloed door het hoge elektriciteitsverbruik, waardoor het een van de duurste is. oppervlaktebehandelingen.
Physical Vapor Deposition (PVD) is een industrieel productieproces, een techniek die voornamelijk wordt gebruikt om dunne lagen af te zetten via fysische processen.
Proces: Voorreiniging voor PVD → Belading in vacuümoven → Doelreiniging en ionenreiniging → Coating → Einde coating, koelen en ontladen → Nabewerking (polijsten, AFP)
Technische kenmerken:
PVD (Physical Vapor Deposition) kan een zeer harde, slijtvaste metaalkeramische decoratieve coating op het metaaloppervlak aanbrengen.
Galvanisch verzinken is een techniek waarbij elektrolyse wordt gebruikt om het oppervlak van een metaal te bedekken met een dunne laag metaallaag. Deze laag biedt bescherming tegen corrosie en verbetert de slijtvastheid, elektrische geleiding, reflectie en esthetiek.
Processtroom: Voorbehandeling → Cyanidevrij Alkalisch Koper → Cyanidevrij Wit Koper-Tin → Verchromen
Technische kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
Slechte milieubescherming, hoog risico op milieuvervuiling.
Poedercoaten is een proces waarbij een poedercoatingapparaat (elektrostatische poederspuiter) de poedercoating op het oppervlak van het werkstuk spuit. Door de elektrostatische werking hecht het poeder zich gelijkmatig aan het oppervlak van het werkstuk en vormt zo een poedercoating. Na nivelleren en bakken op hoge temperatuur verandert de poedercoating in een definitieve coating met verschillende effecten, afhankelijk van het gebruikte type poedercoating.
Processtroom: Stukmontage → Elektrostatische stofverwijdering → Coating → Egaliseren bij lage temperatuur → Bakken
Technische kenmerken:
Draadtrekken is een oppervlaktebehandelingsmethode waarbij lineaire strepen worden gevormd op het oppervlak van een product door middel van slijpen, waardoor een decoratief effect wordt gecreëerd. Afhankelijk van het patroon van de strepen na het draadtrekken, kan het worden onderverdeeld in: rechte lijntekening, willekeurige lijntekening, golfpatroon en spiraalpatroon.
Technische kenmerken: De draadtrekbehandeling kan het metaaloppervlak een niet-spiegelachtige metaalglans geven, terwijl ook kleine defecten op het metaaloppervlak worden weggewerkt.
Zandstralen is een proces waarbij perslucht als krachtbron wordt gebruikt om een straalstroom met hoge snelheid te vormen die het straalmateriaal met hoge snelheid op het oppervlak van het te bewerken werkstuk blaast, waardoor veranderingen in het buitenoppervlak of de vorm van het werkstuk worden veroorzaakt en een bepaald niveau van zuiverheid en verschillende ruwheidsniveaus worden bereikt.
Het proces bestaat uit het reinigen en opruwen van het metaaloppervlak met behulp van een zandstroom met hoge snelheid.
Deze methode van aluminium oppervlaktebehandeling kan een bepaalde mate van reinheid en verschillende ruwheidsniveaus op het oppervlak van het werkstuk bereiken, wat de mechanische eigenschappen van het oppervlak van het werkstuk verbetert.
Hierdoor wordt de vermoeiingsweerstand van het werkstuk verbeterd, de hechting van de coating verbeterd, de duurzaamheid van de coatinglaag verlengd en het egaliseren en decoreren van de coating vergemakkelijkt.
Dit proces is vaak te zien in verschillende Apple producten en wordt steeds vaker gebruikt bij de productie van tv-toestellen of middenframes.
Technische kenmerken:
Polijsten is een modificatieproces dat wordt uitgevoerd op het werkstukoppervlak met behulp van een flexibel polijstgereedschap en slijpdeeltjes of andere polijstmedia.
Afhankelijk van het polijstproces: ruw polijsten (basispolijstproces), medium polijsten (fijnbewerkingsproces) en fijn polijsten (glansproces), kan het kiezen van de juiste polijstschijf het beste polijsteffect bereiken en de polijstefficiëntie verhogen.
Het verbetert de maatnauwkeurigheid of geometrische precisie van het werkstuk, bereikt een glad oppervlak of een spiegelglans en kan ook glans verwijderen.
Mechanische, chemische of elektrochemische methoden worden gebruikt om de oppervlakteruwheid van het werkstuk om een helder, vlak oppervlak te verkrijgen.
De polijstproces wordt voornamelijk onderverdeeld in mechanisch polijsten, chemisch polijsten en elektrolytisch polijsten.
Aluminium onderdelen kunnen mechanisch gepolijst en elektrolytisch gepolijst worden om een spiegeleffect te bereiken dat dicht in de buurt komt van dat van roestvrij staal, waardoor mensen een gevoel van hoogwaardige eenvoud en modieuze toekomst krijgen. Natuurlijk is deze oppervlakteafwerking gevoelig voor vingerafdrukken en vereist het meer zorg.
Bij etsen, vaak fotochemisch etsen genoemd, wordt de beschermende film van het te etsen gebied verwijderd na belichting en ontwikkeling, waarbij tijdens het etsen contact wordt gemaakt met een chemische oplossing die oplost en corrodeert, waardoor reliëf- of uitgeholde vormeffecten ontstaan.
Processtroom:
Belichtingsmethode: De ingenieur opent het materiaalformaat volgens de afbeeldingen - Voorbereiding van het materiaal - Reinigen van het materiaal - Drogen → Kleven of coaten van de film → Drogen → Belichten → Ontwikkelen → Drogen - Etsen → Verwijderen van de film → OK
Zeefdrukmethode: Materiaal snijden → De plaat reinigen (roestvrij staal en andere metalen materialen) → Zeefdrukken → Etsen → Folie verwijderen → OK
Technische kenmerken:
Voordelen:
Nadelen:
De bijtende vloeistof die tijdens het etsen wordt gebruikt (zuur, alkali, enz.) is meestal schadelijk voor het milieu.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR