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产品结构设计·电镀的基本知识及电镀件的设计要点整理
发布:2021-4-25

 关于电镀 

电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺,而电镀效果是我们使用时间较长,工艺也较为成熟的一种效果,对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多,通过这种工艺的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果,如高光,亚光等,搭配不同的效果构成产品的效果的差异性,通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。
 电镀的原理 

电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程,就叫电镀。

 电镀工艺的用途 

防腐蚀
防护装饰
抗磨损
电性能:根据零件工作要求,提供导电或绝缘性能的镀层工艺要求

 电镀工艺过程 

就塑胶件而言,我们常见的塑胶包括热塑性和热固性的塑料均可以进行电镀,但需要作不同的活化处理,同时后期的表面质量也有较大差异,我们一般只电镀ABS材质的塑件,有时也利用不同塑胶料对电镀活化要求的不同先进行双色注塑,之后进行电镀处理,这样由于一种塑胶料可以活化,另一种无法活化导致局部塑料有电镀效果,达到产品的一些设计要求,下面主要就ABS材料电镀的一般工艺过程对电镀的流程作一些介绍:

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 塑胶电镀层组成 

如下图所示,电镀后常见的镀层主要为铜、镍、铬三种金属沉积层,在理想条件下,各层常见的厚度如图所示,总体厚度为0.02mm左右,但在我们的实际生产中,由于基材的原因和表面质量的原因通常厚度会做的比这个值大许多。

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 电镀层标识方法参考 

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 常见电镀效果 

  • 高光电镀

    高光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光,注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果

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  • 亚光电镀

    亚光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光,注射出的塑件采用亚铬处理后得到的效果

  • 珍珠铬

    珍珠铬电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光,注射出的塑件采用珍珠铬处理后得到的效果

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  • 蚀纹电镀

    蚀纹电镀的效果的实现通常要求模具表面处理出不同效果的蚀纹方式后,注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果

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  • 混合电镀

    在模具处理上既有抛光的部分又有蚀纹的部分,注射出的塑件电镀后出现高光和蚀纹电镀的混合效果,突出某些局部的特征

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  • 局部电镀

    通过采用不同的方式使得成品件的表面局部没有电镀的效果,与有电镀的部分形成反差,形成独特的设计风格

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  • 彩色电镀

    通过采用不同的电镀溶液,在电镀后塑件表面沉积的金属会反射出不同的光泽,形成独特的效果

 电镀件设计的就要求 


电镀件设计的基本原理

①基材最好采用ABS材料,ABS电镀后覆膜的附着力较好,同时价格也比较低廉。


②塑件表面质量一定要非常好,电镀无法掩盖注射的一些缺陷,而且通常会使得这些缺陷更明显。

③在结构设计时有几点也要关注外形要适合于电镀处理:

  • 表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm,尽量没有尖锐的边缘。

  • 如果有盲孔的设计,盲孔的深度最好不超过孔径的一半,负责不要对孔的底部的色泽作要求。

  • 要采用适合的壁厚防止变形,最好在1.5mm以上4mm以下,如果需要做的很薄的话,要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。

  • 在设计中要考虑到电镀工艺的需要,由于电镀的工作条件一般在60度到70度的温度范围下,在吊挂的条件下,结构不合理,变形的产生难以避免,所以在塑件的设计中对水口的位置要作关注,同时要有合适的吊挂的位置,防止在吊挂时对有要求的表面带来伤害,如下图的设计,中间的方孔专门设计用来吊挂

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  • 另外最好不要在塑件中有金属嵌件存在,由于两者的膨胀系数不同,在温度升高时,电镀液体会渗到缝隙中,对塑件结构造成一定的影响

④在塑件的加工时,要关注到几个问题,其一塑胶料在加工时要充分烘干,否则残留的水分会对塑件表面造成气孔、流线纹等缺陷,严重影响电镀的效果,另外尽量避免使用脱模剂,因为脱模剂的使用会对电镀膜的附着力产生影响

电镀件设计时的特殊要求

①电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响

电镀件的厚度按照理想的条件会控制在0.02mm左右,但是在实际的生产中,可能最多会有0.08mm的厚度,所以在有滑动配合的位置上,单边的间隙要控制在0.3mm以上,才能达到满意的效果,这是我们对电镀件配合时需要作的关注

②电镀件变形的控制

由于电镀流程中,几道工序的工作温度都在60℃~70℃,在这样的工作条件下,吊挂的工件极易发生变形,如何控制制件的变形是我们在加工中关注的一个问题,在同电镀厂工程师的交流后认为关键在于要在塑件结构上要充分考虑挂接方式和支撑结构的设计,目的就是增强整个架构的强度,一般的做法都是在注射的流道结构上设计各种结构,即保证了塑流的填充有加强了整体的结构,电镀的时候,一起进行电镀,电镀后剪掉浇道得到最后的成品

③局部电镀要求的实现

在我们的设计中常常要求在制件表面的不同局部实现不同的效果,在电镀件上也常常出现这样的需求,我们通常采用以下三个方法来实现这个功用:

  •  如果可以分件,建议做成不同的部件,最后装配成一个零件,在形状不复杂并且 组件有批量的条件下的情况下,开一套小的模具注射的费用会形成比较明显的价格优势

  • 如果是在不影响外观的局部要求不电镀,通常可以采用加绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工,这样喷涂了绝缘油墨的部位就会没有金属覆膜,达到要求,其实这是我们在设计中常常涉及到的一个部分,因为电镀后的制件会变硬变脆,是我们不希望得到的结果,所以尤其在按键这类的制件上它的拐臂是我们不希望被电镀上的部分,因为我们需要它有充分的弹性,局部电镀在这个时候就非常必要。在另外的情况下也常用到,类似于PDA这类的轻巧的制品,一般电路板直接固定在塑胶壳体上,为了防止对电路的影响,通常在同电路有接触的部分均进行绝缘处理,这时多采用油墨的方式来进行电镀前对局部的处理。

  • 另外一种办法就是采用类似双色注塑的工艺,一般如果有双色注射机,可以将ABS和PC分不同的阶段注射,制成塑件后进行电镀处理,在这样的条件下,由于两种塑料对电镀液的不同附着力导致ABS的部分有电镀的效果而PC的部分没有电镀的效果,达到要求,另外一种办法就是将制件分成两个两个部分,现将一个部分进行注射后进行电镀处理,将处理后的制品再装入另外一套模具中进行二次注射得到最终的样品

④混合电镀效果对设计的要求

我们在设计中常常采用高光电镀和蚀纹电镀的效果共同作用在一个制品上得到特殊的设计效果,通常在设计中建议采用较小的蚀纹,这样效果会比较好,但这样的设计时,为了不会使蚀纹的效果被电镀所掩盖,有时会电镀两层后就不进行电镀,这样的后果是电镀第二层的镍会比较容易氧化变色,影响设计的效果

⑤电镀效果对设计的影响

这里主要指如果做有颜色的电镀效果时,要提交色差表,因为电镀后的颜色无法做到均匀一致,不同的制件会有较大的差距,所以要提供可以接受的颜色差距值

 电镀工艺的成本 

电镀成本的大致数据:

电镀件在加工成本的考虑上主要参考其加工工艺过程的复杂性和表面积的大小,一般的制件其成本主要是工艺流程带来的成本,下面就一些已知的工艺过程作一些说明:

        以一个普通高光电镀件作为标准;

        作亚光电镀效果价格会贵30%左右; 


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