Jakie są procesy obróbki powierzchni tytanu metalicznego?
1. Anodowanie
Anodowanie jest procesem znanym i dojrzałym, dlatego nie będę go tutaj za bardzo przedstawiał. Oprócz powszechnie stosowanych anod ze stopów aluminium, tytan metaliczny może być również stosowany jako anody, a większość procesów barwienia tytanu osiąga się poprzez anodowanie, które może zapewnić bogatsze kolory i wzory o wysokim stopniu zróżnicowania, w tym kwiaty kryształków lodu, nici, itp. Różne. inne opcje.
Oprócz dekoracji, proces anodowania tworzy również gęstą warstwę folii na metalowej powierzchni produktu, która poprawia właściwości mechaniczne, odporność na zużycie i warunki atmosferyczne, izolację oraz poprawia siłę wiązania z powłoką.
Warto w tym miejscu wspomnieć, że stopy tytanu różnią się od stopów aluminium. Chociaż koszt tytanu jako anody jest wyższy, twardość warstwy tlenku utworzonej przez stop tytanu jest gorsza niż ona sama. Dlatego ogólnie rzecz biorąc, wielu producentów zdecyduje się na wykonanie anod na powierzchni wyrobów z czystego tytanu. Na przykład kilka produktów na zdjęciu ma efekt anodowy na powierzchni czystego tytanu GR5.
Większość produktów tytanowych jest barwiona w procesie anodowania, ale następnie wymaga obróbki powierzchni w celu ochrony. Na przykład iPhone 15 Pro, oprócz oryginalnego koloru tytanowo-srebrnego, wszystkie pozostałe trzy kolory (czarny, biały i niebieski) są barwione przy użyciu technologii anodowania. Następnie następuje PVD w celu ochrony funkcjonalnej.
2. Powłoka PVD
PVD to fizyczne osadzanie z fazy gazowej, rodzaj powlekania próżniowego, a proces jest bardzo zaawansowany. Obróbkę PVD można przeprowadzić na powierzchniach stopów tytanu. Głównym celem jest dodanie funkcjonalnej powłoki, która chroni i chroni powierzchnię. Warto jednak zauważyć, że obecnie PVD jako materiał funkcjonalny ledwo może przejść test, a trwałość wymaga poprawy, chyba że wydajność materiału podkładowego PVD jest bardzo dobra.
Weźmy na przykład iPhone'a 15 Pro. Spośród czterech kolorów czarnego tytanu, białego tytanu, niebieskiego tytanu i naturalnego tytanu, z wyjątkiem podstawowego koloru tytanowo-srebrnego, pozostałe trzy kolory opierają się na anodach i są wyposażone w proces powlekania PVD w celu zwiększenia właściwości powierzchniowych produktu. Jednakże nadal występują problemy takie jak późniejsze blaknięcie, co odzwierciedla również wady PVD pod względem trwałości.
Oczywiście oprócz funkcjonalności można uzyskać także efekty kolorystyczne. Ogólnie rzecz biorąc, jakość projektu produktu można znacznie poprawić.
3. CNC
Obróbka CNC stopu tytanu odgrywa głównie rolę kształtowania i wykańczania. Jednym z większych problemów podczas obróbki jest utrata narzędzia. Ponieważ stopy tytanu są twardsze, są trudniejsze w obróbce niż inne metale. Podczas procesu skrawania narzędzie poddawane jest działaniu wysokiej temperatury, dużych sił skrawania, dużej drogi tarcia, dużych odkształceń wibracyjnych, zakleszczania się narzędzia itp., co skutkuje poważnym zużyciem narzędzia. Stopy tytanu są trudne w obróbce konwencjonalnymi narzędziami. Do dobrej obróbki za pomocą noży CBN należy używać specjalnych noży z powłoką kompozytową, a nawet noży diamentowych. Weźmy na przykład etui na smartwatche. Średnio na każde cztery wyprodukowane koperty zegarków traci się jedno narzędzie, co stanowi ogromny koszt.
4. Szlifowanie i polerowanie
Szlifowanie i polerowanie to niezbędne etapy obróbki prawie wszystkich materiałów. Celem jest umożliwienie produktowi uzyskania bardziej precyzyjnego rozmiaru i delikatniejszej tekstury. Często konieczne jest użycie drobnych cząstek polerskich lub materiałów eksploatacyjnych, aby dokładnie wypolerować każde miejsce na powierzchni produktu. Jednocześnie efekty specjalne można uzyskać również poprzez specyficzne rozwiązania technologiczne, takie jak lustro o wysokim połysku, szron matowy itp.
5. Rysunek
Powierzchnię tytanu można szczotkować, aby uzyskać matową teksturę. Ten efekt szczotkowania tytanu pojawia się bardzo często w produktach przemysłu elektroniki użytkowej. Biorąc pod uwagę delikatny dotyk i piękno wizualne, jest rozpoznawany i preferowany przez większą liczbę konsumentów.
6. Grawerowanie laserowe
Obejmuje głównie procesy takie jak wiercenie laserowe i spawanie.
7. Piaskowanie
Głównym celem procesu piaskowania powierzchni stopów tytanu pozostaje funkcjonalność. Obejmuje to poprawę przyczepności powierzchniowej tytanu metalicznego, wydłużenie żywotności (usunięcie zanieczyszczeń powierzchniowych itp.) oraz zwiększenie gładkości i estetyki powierzchni produktu. Można ją rozumieć także jako służącą efektom innych procesów obróbki powierzchni.
Nowy patent Apple wspomniał wcześniej o stopie tytanu i procesie piaskowania. Efekt powierzchniowy stopu tytanu uzyskuje się dzięki nowemu procesowi piaskowania, który łączy trawienie i anodowanie. Usuwa szorstkość i wydobywa esencję dla lepszej ochrony i wyglądu. Przyjmuje się, że w najnowszej tytanowej ramce Apple iPhone 15 Pro zastosowano proces piaskowania.
W obróbce powierzchni wyrobów z tytanu, szczególnie w dziedzinie precyzyjnych produktów elektronicznych, lepszą metodą jest łączenie różnych metali w celu uzyskania odpowiedniego wyglądu. Problemem jest to, że koszt jest stosunkowo wysoki. Powodem jest to, że różne metalowe materiały kompozytowe muszą zachować swoje szczególne właściwości i właściwości podczas produkcji masowej, dlatego są stosunkowo drogie. Najnowszy iPhone 15 Master firmy Apple charakteryzuje się nową konstrukcją konstrukcyjną, owiniętą w nową strukturę wtórną wykonaną w 100% z aluminium pochodzącego z recyklingu, przy użyciu nowego przetwarzania termomechanicznego i innych procesów. Ultrawysokie ciśnienie dyfuzji w stanie stałym umożliwia połączenie o wysokiej wytrzymałości pomiędzy dwoma metalami. Jednak rzeczywisty efekt nadal nie jest zadowalający, a technologia obróbki powierzchni metalicznego tytanu wymaga dalszego udoskonalenia.
