Jak funguje vakuové pokovování PVD? Proces krok za krokem
Praktický průvodce technologií fyzikálního napařování z plynné fáze (PVD).
Vakuové pokovování PVD (Physical Vapor Deposition) je pokročilá technologie nanášení ultratenkých kovových povlaků na různé podklady. V ELMAL používáme metodu termického odporového odpařování, kdy se hliník odpařuje ve vakuové komoře a následně se usazuje na povrchu dílů — plastů, skla nebo kovu. Výsledkem je zrcadlově lesklý, jednotný kovový povlak s vysokou odrazivostí (až 92-95%), používaný v automobilovém, osvětlovacím, kosmetickém a dekoračním průmyslu.
Fáze 1: Nanesení podkladového laku (basecoat)
Proces začíná ještě před vstupem do pokovovačky. Na očištěné díly — většinou z plastů jako ABS, PC, PP nebo PE — se nanese podkladový lak (basecoat). Ten plní dvě funkce: vyhlazuje mikropóry a vytváří chemickou adhezní vrstvu pro odpařený kov. Kvalita laku přímo ovlivňuje výsledný lesk a odolnost. Po nanesení se díly vytvrdí teplem nebo UV.
Fáze 2: Plazmová aktivace – doutnavý výboj (Glow Discharge)
Po naložení dílů do vakuové komory následuje plazmová aktivace, známá jako doutnavý výboj (Glow Discharge). Do komory se vpustí malé množství argonu a přivede se vysoké napětí. Ionizace plynu vytvoří nízkoteplotní plazmu, jejíž ionty bombardují povrch vysokou energií.
Výboj plní dva úkoly: odstraňuje organické nečistoty a vlhkost, a aktivuje povrch polymeru vytvořením volných radikálů, které zvyšují povrchovou energii kovu. Díky tomu hliník pevně přilne bez rizika loupání.
Fáze 3: Odpařování kovu ve vysokém vakuu
Ústředním krokem PVD vakuového pokovování je termické odpařování kovu. Uvnitř pracovní komory zařízení vládne vysoké vakuum (typicky 10-5 až 10-6 mbar), což znamená, že tlak je miliardkrát nižší než atmosférický. Za těchto podmínek tzv. střední volná dráha atomů – tedy průměrná vzdálenost, kterou atom urazí bez srážky s jinými částicemi – překračuje vzdálenost mezi zdrojem odpařování a pokovovanými díly.
Ve středu komory je odporový odpařovač — wolframová spirála, kterou protéká silný proud (stovky ampérů). Na ní je umístěn hliníkový drát, který se teplem taví a odpařuje. Atomy hliníku se pohybují přímočaře a usazují se na površích, čímž vytvářejí tenkou lesklou vrstvu s vysokou čistotou.
Pro zajištění rovnoměrnosti jsou díly umístěny na rotujícím karuselu. Každý díl rotuje kolem hlavní osy i kolem své vlastní, což zajišťuje rovnoměrné pokovení i u tvarově složitých předmětů.
Fáze 4: Nanesení ochranného laku (topcoat)
Nanesená vrstva čistého hliníku je tenká (50-150 nm) a bez ochrany by rychle zoxidovala. Proto je posledním krokem nanesení ochranného laku (topcoat). Ten chrání vrstvu před UV zářením, vlhkostí, korozí a poškrábáním.
V této fázi lze dosáhnout různých barevných efektů. Čirý lak zachovává stříbrný chromový lesk, zatímco tónované laky umožňují získat vzhled zlata, mědi, bronzu či červeného, modrého, zeleného nebo černého chromu.
Na jaké materiály lze vakuově pokovovat?
Technologie PVD používaná v ELMAL umožňuje získat zrcadlový kovový povlak na téměř jakémkoli stabilním materiálu. Nejčastěji pokovujeme díly vyrobené z plastů: ABS, polykarbonát (PC), polypropylen (PP), polyethylen (PE), polystyren (PS), ale také ze skla, keramiky a kovů. Maximální rozměr jednotlivého dílu pro vakuové pokovování v našem závodě by neměl překročit 900 × 300 × 300 mm.
Proč je vakuové pokovování PVD ekologické?
Na rozdíl od klasického galvanického chromování je PVD vakuové pokovování zcela ekologické. Proces neprodukuje toxické odpadní vody, nevyužívá škodlivý šestimocný chrom (Cr6+) ani agresivní chemické lázně. Jediným 'odpadem' je zbytek hliníku na stěnách komory, který se recykluje. Jde o zelenou technologii.
PVD vakuové pokovování je precizní, vícestupňový proces vyžadující specializované vybavení a zkušenosti. V ELMAL Sp. z o.o. realizujeme zakázky vakuového pokovování na průmyslovém napařovacím zařízení KOLZER DGK36, což zaručuje opakovatelnost parametrů a nejvyšší kvalitu zrcadlových povlaků. Pokud hledáte služby vakuového pokovování nebo máte dotazy ohledně celého procesu – kontaktujte nás.