Sputtering / metalizacja próżniowa

Sputtering – więcej niż metalizacja próżniowa

Rozpoczynamy realizację projektu pn. „Wdrożenie innowacyjnej technologii napylania warstw metalicznych na powierzchnie polimerowe”.

Technologia wykorzystuje metodę sputteringu do metalizacji tworzyw sztucznych (m.in. ABS, ASA, PBT, PA6 i innych), szkła, metali oraz ceramiki różnymi metalami (m.in. tytan, złoto, chrom, srebro, aluminium). Technologia umożliwia również napylanie reaktywne związków chemicznych metali – w efekcie uzyskiwane są barwne lustrzane powłoki.

Jedną z najczęstszych usług zlecanych pod sputtering jest metalizacja szkła metalami niedostępnymi w zwykłej metalizacji próżniowej – chromem, mosiądzem (złota powłoka), miedzią (lekko różowa powłoka), tytanem czy stalą nierdzewną. Pozwala to na uzyskanie luksusowego wyglądu dla m.in. branży oświetleniowej czy kosmetycznej.

Informacje o sputteringu znajdują się na poniższych materiałach promocyjnych – po kliknięciu otworzy się czytelna wersja z możliwością jej pobrania.

Opis procesu sputteringu (powłoki PVD) w Lakierni BIT Powłoka PVD w lakierni BIT - lustrzane powłokiProces odbywa się w zamkniętej komorze próżniowej – zdalnie i automatycznie sterowanej. Istnieje możliwość tworzenia, personalizowania i sterowania różnego rodzaju powłok bezpośrednio z systemu. Każdy program jest zapamiętywany, co gwarantuje powtarzalność procesu.

Dodatkowe właściwości:
– napylenie powłoki ze srebra pozwala uzyskać dodatkowe działanie bakteriobójcze,
– napylenie powłoki z miedzi – działanie grzybobójcze,
– możliwość regulowania grubości powłok poprzez pełną cyfrową kontrolę nad procesem (powłoki półprzeźroczyste, całkowite pokrycie, różne barwy lustra bez lakierowania),
– dodawanie gazów procesowych – np. azotu, tlenu i innych, w celu uzyskania dodatkowych efektów wizualnych i cech powłoki.

Jest to technologia znacznie bardziej nowoczesna niż powszechnie stosowane procesy metalizacji próżniowiej i galwanizacji. Największą zaletą jest możliwość nanoszenia chromu (twardy metal odporny na zarysowania i środki chemiczne) na jakiekolwiek powierzchnie wymagane przez klienta – zarówno przewodzące, jak i izolujące, każdy rodzaj materiału, w tym metale, ceramika, tworzywa i inne.
Dodatkowymi zaletami są różnorodne efekty wizualne (w tym różne barwy lustra), zapewnienie nanowarstwy odpornej na zarysowania, wysoka jakość wizualna oraz ekologiczny proces usługi.

Sputtering jest procesem suchym i przeprowadzanym w niskiej temperaturze, może być stosowany do powlekania materiałów przewodzących i izolujących na każdym rodzaju powierzchni, także metali, ceramiki czy tworzyw sztucznych.

Metoda sputteringu (inaczej PVD lub metoda magnetronowa) polega na katodowym rozpylaniu atomów metalu i osadzaniu ich na powierzchni wyrobu. W wyniku bombardowania jonami o energii 100- 1000 eV z katody wybijane są atomy osadzanego materiału. Bombardujące jony są otrzymywane podczas wyładowania jarzeniowego prądu stałego lub prądu wysokiej częstotliwości. Wyładowanie jarzeniowe jest wzbudzane między anodą, którą stanowi uziemione podłoże, a katodą wykonaną z rozpylanego materiału, tzw. tarczy.

Technologia ta jest wysoce innowacyjna – powoli wprowadzana jest w krajach zachodnich Europy oraz w Stanach Zjednoczonych. W Polsce efekt lustrzany uzyskuje się za pomocą galwanizacji i typowej metalizacji próżniowej, natomiast sputtering jest jeszcze mało rozpowszechniony ze względu na wysoką barierę wejścia – znaczne nakłady finansowe lakierni wymagane do zakupu maszyny i oprogramowania.

Porównanie z galwanizacją

Proces galwanizacji umożliwia nakładanie warstw metalicznych jedynie na tworzywa ABS, barwienie wymaga lakierowania, proces jest bardziej czasochłonny i kosztowny, obciąża środowisko, wykorzystuje kąpiele chromu 6-wartościowego, który ma właściwości rakotwórcze. Ponadto możliwe jest stosowanie ograniczonego zakresu metali.

Zgodnie z Dyrektywą nr 2011/65/EU, opublikowaną w Official Journal of the European Union załącznik I, w 2017 r. uniemożliwiona zostanie produkcja elementów zawierających chrom VI, stąd proces galwanizacji zostanie wyparty technologiami takimi jak sputtering.

Sputtering jest całkowicie przyjazny dla środowiska – brak szkodliwych emisji gazu, odpadów substancji chemicznych czy innych odrzutów dzięki cyfrowej kontroli procesu.

Dodatkowo nanoszenie lustrzanych powłok w procesie sputteringu jest procesem suchym i przeprowadzanym w niskiej temperaturze (pokojowej). Przed napyleniem metalicznej powłoki możliwe jest wyrównanie delikatnych nierówności, rys detali surowych za pomocą lakierowania.

Wszystkie aplikacje metaliczne w procesie sputteringu nie wymagają depozycji niklu – tak jak ma to miejsce w galwanizacji. Uzyskujemy w ten sposób powłokę, która nie jest rakotwórcza i nie powoduje uczuleń.

Porównanie ze zwykłą metalizacją próżniową

Metalizacja próżniowa – naparowywanie aluminium na tworzywa sztuczne w warunkach wysokiej próżni. Proces ten jest bardziej energochłonny niż sputtering i pozwala na wykorzystanie jedynie aluminium. Barwienie wymaga lakierowania, natomiast w przypadku sputteringu możliwa jest metalizacja barwiona (różnymi metalami i związkami tych metali – dla metali nieutleniających się), bez konieczności dodatkowego lakierowania. W zwykłej metalizacji nie ma możliwości uzyskania barwnej powłoki lustrzanej bez dodatkowego procesu lakierowania.

Przy sputteringu najczęściej napylanym metalem jest chrom, który dzięki swoim naturalnym właściwościom zapewnia odporność powłoki na zarysowania i w wielu projektach eliminuje konieczność lakierowania ochronnego.

Dofinansowanie WRPO

Projekt otrzymał dofinansowanie od WRPO dla działania 1.5 „Wzmocnienie konkurencyjności przedsiębiorstw”, Poddziałania 1.5.2 „Wzmocnienie konkurencyjności kluczowych obszarów gospodarki regionu” WRPO na lata 2014 – 2020.

PRZEDSIĘBIORSTWO PRODUKCYJNO – HANDLOWO – USŁUGOWE “BIT” realizuje projekt dofinansowany z Funduszy Europejskich pn. „Zakup maszyny i oprogramowania przez firmę BIT s.c. w miejscowości Ostroróg w celu wdrożenia innowacyjnej technologii napylania warstw metalicznych metodą sputteringu”.

Głównym celem projektu jest wzrost konkurencyjności firmy BIT.

Wartość projektu: 1 924 950,00 zł, w tym wkład Funduszy Europejskich 704 250,00 zł.

EFRR_Samorzad_kolor