Che cosa è Rivestimento PVD?
Quando è stata l'ultima volta che vi siete goduti una ciotola in ferro rivestita di lunga durata?
Se si guarda in giro per il Paese, si notano vari settori tecnologici che sperimentano diverse strategie di rivestimento.
Tra queste strategie di rivestimento, la Physical Vapor Deposition è distinta, peculiare e prominente.
La cattiva notizia è che imparare a conoscere il rivestimento PVD (Physical Vapor Deposition) può sembrare formale, scientifico e noioso. Invece no, il rivestimento PVD si può conoscere facilmente.
Con quello che vi mostrerò ora, capirete tutto sul rivestimento PVD.
Da quando Robert Grove scoprì questa strategia di protezione dell'acciaio nel 1852, la ricerca e i miglioramenti ne hanno accresciuto l'importanza. Quello che vi svelerò oggi ne rafforzerà la comprensione.
Se non ne avete mai sentito parlare, vi spiegherò tutto in breve. Vi svelerò i suoi vantaggi, i materiali che potete rivestire e come dovreste applicare questo rivestimento.
Andiamo?
Che cos'è il rivestimento PVD?
Il rivestimento PVD è una tecnica in cui un materiale solido viene convertito nella sua fase vapore per rivestire un altro materiale. Il processo trasforma il materiale solido (chiamato target) in vapore. Il vapore si condensa per ricoprire l'altro materiale, detto pezzo da lavorare.
Il rivestimento PVD, come tecnica, ha molti processi. Ogni processo prevede una procedura unica per il rivestimento del pezzo. Esempi di processi PVD popolari sono la deposizione per evaporazione e la deposizione per polverizzazione. L'unicità del rivestimento PVD è ben evidenziata dalla sua importanza e dal suo utilizzo da parte di numerose fabbriche e aziende siderurgiche.
Tutti i processi portano alla formazione di un film sottile nel pezzo in lavorazione. Questa proprietà è diversa da quella di altre tecniche di rivestimento che danno luogo a uno strato spesso. È anche da questa proprietà che il rivestimento PVD ha preso il nome di "rivestimento per deposizione a film sottile".
Fasi generali del rivestimento PVD
Il rivestimento PVD prevede diversi processi. Tuttavia, ogni processo segue tre fasi generali, illustrate di seguito:
Vaporizzazione
La vaporizzazione è la conversione dell'obiettivo in fase di vapore. A seconda del processo seguito, esistono diversi modi per convertire l'obiettivo in fase di vapore. Ad esempio, con la deposizione evaporativa è sufficiente riscaldare il materiale nel vuoto a una temperatura molto elevata. In questo modo gli atomi presenti sulla superficie del target vengono dislocati e vaporizzati, rendendoli disponibili per la fase successiva.
Reazione
La fase di reazione è fondamentale in qualsiasi processo di rivestimento PVD scelto. Perché? La reazione permette di determinare proprietà come la durezza e il colore. In questa fase si devono notare due cose. Uno è che è in questa fase che si decide quanto forte sia il legame tra gli atomi dell'obiettivo e il pezzo da lavorare dopo la condensazione. Inoltre, bisogna assicurarsi che in questa fase non si verifichino reazioni chimiche.
Si ottiene una forte adesione quando si utilizzano gas reattivi come azoto, ossigeno e acetilene. Questi gas possono formare composti come ossidi, nitruri, ecc. che proteggono dalla corrosione e dalla ruggine.
Inoltre, controllando i gas e il tempo, è possibile determinare valori estetici come il colore del materiale rivestito. Con i gas inerti è possibile ottenere un'atmosfera chimicamente non reattiva. Sulla base di molti settori industriali, l'argon è il gas inerte più comunemente utilizzato nel rivestimento PVD.
Deposizione
Al termine della fase di reazione, cioè al termine del processo di rivestimento, l'atomo del vapore/target si condensa formando un sottile strato sul pezzo. Questo rivestimento esalta la vivacità estetica. Non si tratta solo di abbellimento, ma anche di implementazione della qualità sonora dell'influenza della fase precedente. Dopo questa fase, l'acciaio viene lasciato raffreddare, prima di iniziare a goderselo.
Vantaggi del rivestimento PVD
Il rivestimento PVD è una strategia popolare grazie alle sue qualità uniche.
Indipendentemente dal processo seguito, potrete godere dei suoi eccellenti benefici.
Ecco alcuni benefici che potrete sperimentare.
Durata e affidabilità
I materiali rivestiti con le tecniche PVD sono destinati a durare per sempre. Il carattere rigido, la resistenza alla corrosione e all'abrasione rendono impossibile l'usura o lo sbiadimento se il materiale sotto il rivestimento è ben mantenuto. Le proprietà del materiale finale dipendono dal materiale di destinazione e da altri fattori.
"Credo che qualcuno sia stato abbastanza intelligente da capire che in diversi momenti i colori sarebbero stati diversi", dice Jonh Dobek, V.P. Commercial Stainless Steel and Aluminum di Kloeckner Metals. "Controllando il processo, hanno capito che potevano creare colori diversi in modo ripetibile".
"Ha anche una forte presenza nel settore medico per gli impianti chirurgici", afferma Dobek. "Gli impianti metallici sono spesso rivestiti per evitare la lisciviazione del nichel o del cromo nell'organismo. Ha anche un fattore di lubrificazione 'metallo-metallo' che migliora la durata dell'impianto". John Dubek afferma che.
John Dubek ha già centrato il problema. Non si può avere un materiale rivestito in PVD e pentirsene.
Compatibilità
Con la tecnica PVD è possibile rivestire qualsiasi materiale. È inoltre possibile utilizzare qualsiasi materiale come bersaglio del processo. Di conseguenza, il pezzo da lavorare o il bersaglio possono essere materiali rivestiti inorganici o organici. Esempi di materiali eccellenti che si possono utilizzare sono plastica, ferro, oro, titanio, ecc.
Rivestimento uniforme
I materiali rivestiti con la tecnica PVD presentano tutti un rivestimento uniforme. Per garantire un rivestimento uniforme, il pezzo ruota a una velocità uniforme.
Bassa manutenzione
I materiali rivestiti con questa tecnica hanno una maggiore resistenza a vari fattori ambientali. Sono resistenti alla corrosione, all'abrasione, alla durata, ecc.
Valore estetico
Il rivestimento PVD è famoso per la qualità che offre. Tuttavia, è più popolare e utilizzato per il suo valore estetico. Ad esempio, è possibile scegliere tra molti colori, finiture e altro, rendendo il pezzo elegante. L'uso del rivestimento PVD per il suo valore estetico è visibile nel suo impiego in settori come quello automobilistico e delle telecomunicazioni.
Rispetto dell'ambiente
A differenza di altre tecniche di rivestimento, il rivestimento PVD è ecologico. È possibile lucidare il colore di un luogo con un insieme di acciai rivestiti in modo uniforme. Le fasi coinvolte in ogni processo di rivestimento non inquinano l'ambiente. In ogni caso, i processi di rivestimento PVD non rilasciano sostanze chimiche o aria nociva nell'atmosfera, come invece fanno altre forme come la galvanoplastica.
Quando si tratta di scegliere, tenendo conto delle priorità ambientali, il costo del PVD vince il primato.
Inoltre, quando il PVD viene applicato correttamente, la sicurezza ambientale è garantita. Da testimonianze, i prodotti sottoposti all'influenza del rivestimento PVD durano più a lungo in termini di durata e utilizzo. Questo non è solo un vantaggio per l'ambiente, ma anche un modo per progettare la qualità estetica di tale ambiente.
Il rivestimento PVD colma questa lacuna utilizzando opzioni sicure per l'ambiente come il nitruro di cromo (CrN) e il nitruro di titanio. I rivestimenti ceramici PVD superano i tradizionali strati elettroplaccati, perché i rivestimenti PVD hanno una robustezza e una resistenza all'usura eccezionali.
I materiali sottoposti all'influenza del PVD non sbiadiscono il loro colore. Hanno una notevole resistenza alla corrosione. Il rivestimento PVD viene utilizzato anche come topping sulla galvanica resistente alla corrosione per fornire una qualità di finitura estetica e resistente all'usura. In genere, il PVD offre qualità vantaggiose senza alcun pericolo ecologico.
Quali materiali possono essere rivestiti in PVD?
Con la tecnica di rivestimento PVD è possibile rivestire molti materiali.
Di seguito sono riportati i materiali più comuni che si possono rivestire con questa tecnica e i relativi campi di applicazione:
- Rivestimento PVD Oro
- Rivestimento PVD Ottone
- Rivestimento PVD del rame
- Rivestimento PVD Acciaio inossidabile
- Rivestimento PVD Grafite
- Rivestimento PVD del titanio
- Rivestimento PVD in plastica ABS
- Rivestimento PVD Poliimmide
- Rivestimento PVD Polieterimmide
- Rivestimento PVD Fluorocarburi (Teflon)
- Rivestimento PVD in poliuretano
- Rivestimento PVD Polipropilene
- Rivestimento PVD Polietilene
- Rivestimento PVD PVC
- Rivestimento PVD in poliestere
- Nylon con rivestimento PVD
- Rivestimento PVD Fenolici
- Rivestimento PVD del policarbonato
- Rivestimento PVD Epossidico
- Rivestimento PVD del vetro
- Rivestimento PVD Colata di zinco
Prima di scegliere un materiale, dobbiamo considerare molte cose.
In primo luogo, alcuni materiali richiedono uno strato di base per una migliore resistenza ai fattori ambientali. Ad esempio, acciaio, ottone e rame necessitano di uno strato di base di nichel/cromo.
In secondo luogo, alcuni materiali, a causa della loro riserva strutturale, funzionano in condizioni diverse.
Esempi sono la plastica, l'alluminio e la colata di zinco che richiedono basse temperature. Pertanto, si utilizza la deposizione da vapore ad arco a bassa temperatura.
L'applicazione del rivestimento PVD
La tecnica di rivestimento PVD ha un'ampia gamma di applicazioni a diversi livelli industriali, grazie ai vantaggi illustrati sopra. Di seguito sono riportati alcuni settori industriali che applicano il rivestimento PVD nella loro produzione.
Beni di consumo
Le aziende che si occupano di beni di consumo utilizzano il rivestimento PVD per realizzare i loro prodotti. Non cercano solo gli attributi di qualità della TECNICA. Vogliono anche il valore estetico del PVD.
I gioielli, come gli orologi da polso, sono esempi di beni di consumo che subiscono l'influenza dei rivestimenti PVD. I marchi prediligono i rivestimenti in PVD sui gioielli per la licenza arbitraria di aumentare i loro prezzi sul mercato.
La tecnica PVD è essenziale per la realizzazione di gioielli, come ad esempio orologi da polso in oro. Gli orologi da polso in oro non provengono necessariamente da oro puro.
Aziende come Longines rivestono metalli come il ferro e il nichel con un sottile strato d'oro utilizzando la tecnica PVD COATING. Con questa tecnica si ottiene un orologio da polso in oro a un prezzo inferiore rispetto a un orologio da polso in oro puro.
Automotive
Il consumo di energia è un fattore essenziale nella produzione di automobili. Di conseguenza, molti componenti automobilistici sono leggeri.
La leggerezza è dovuta all'utilizzo di alluminio e titanio nel processo di produzione.
Pur essendo leggeri, questi materiali non sono duri e sfregano per attrito. Pertanto, è necessario rivestirli per renderli duri e con un basso coefficiente di attrito.
La tecnica di rivestimento PVD può fornire queste proprietà. Oltre al valore qualitativo, il PVD migliora il componente automobilistico in termini di estetica.
Applicazione architettonica
Il rivestimento PVD ha dato agli architetti un vantaggio nella realizzazione di progetti noti per qualità ed eleganza. La tecnica permette di utilizzare diverse colorazioni, che aumentano il valore estetico di questi edifici.
Inoltre, fornisce la durezza, la leggerezza e la resistenza alla corrosione necessarie per questi progetti. Il rivestimento PVD è utilizzato nei centri commerciali, nelle stazioni ferroviarie e nei negozi al dettaglio di fascia alta.
Accessori per il bagno
Le aziende che producono accessori per il bagno includono i rivestimenti PVD nel loro processo di produzione. Questa tecnica viene utilizzata per la produzione di rubinetti per lavabo, rubinetteria, miscelatori per vasca, zinco, ecc.
Gli accessori da bagno sono rivestiti con un rivestimento PVD che garantisce resistenza al sudore, all'abrasione e capacità asettica. Questo si aggiunge agli altri valori di qualità che possiede.
Il rivestimento PVD offre inoltre un'ampia gamma di colori per gli accessori, rendendoli ideali per gli accessori da bagno.
Illuminazione
Le principali aziende che producono dispositivi per l'illuminazione utilizzano oggi il rivestimento PVD.
Tuttavia, lo usano più per il suo valore estetico e la sua durata.
Un valore estetico significativo dell'illuminazione è il colore che esalta. È possibile ottenere rapidamente il colore giusto per l'illuminazione modificando il tempo, il pezzo e il materiale di rivestimento. Con il rivestimento PVD, è anche possibile incorporare metalli preziosi o similari in un pezzo di illuminazione.
Inoltre, con il rivestimento PVD, i dispositivi di illuminazione diventano più durevoli. È possibile utilizzarli sia all'interno che all'esterno senza che le condizioni ambientali li danneggino.
Marina
L'ambiente marino è chimicamente aggressivo e rapidamente corrosivo a causa della sua natura salina. Pertanto, attacca tutto ciò che è rivestito con tecniche standard come l'E-coating, l'elettroplaccatura e la verniciatura.
Poiché la tecnica di rivestimento PVD prevede un legame a livello atomico, è ideale per l'ambiente marino. Non solo include il suo valore estetico nell'accumulo, ma è anche durevole e può resistere all'ambiente salino.
Per questo motivo, il rivestimento PVD viene impiegato nella realizzazione di parti di yacht e imbarcazioni.
Hardware per la casa
Il rivestimento PVD viene utilizzato per la produzione di ferramenta per la casa, come la maniglia della porta, il davanzale della finestra, ecc.
La ferramenta per la casa deve essere realizzata in diversi materiali, colori e geometrie. Il rivestimento PVD è essenziale in questo caso. Crea i diversi colori necessari per la sua eleganza.
Il rivestimento PVD offre inoltre all'hardware una resistenza alla corrosione, alla ruggine e ad altre anomalie ambientali.
Apparecchiature per il gioco e lo sport
Le apparecchiature per il gioco e lo sport vengono utilizzate continuamente in condizioni diverse. Pertanto, il rivestimento PVD è fondamentale per le sue proprietà, come la durata e la resistenza alla corrosione.
Il rivestimento PVD è utilizzato nella produzione di attrezzature sportive e da gioco per il suo valore estetico.
Esempi di attrezzature da gioco e sportive in cui questa tecnica è applicabile sono le mazze (metalliche e di plastica), le freccette, i tacchetti per stivali, le aste, i giavellotti, ecc.
Elettrodomestici da cucina
La tecnica di rivestimento PVD avviene a livello atomico ed è quindi adatta agli elettrodomestici da cucina. Gli elettrodomestici da cucina devono essere resistenti, sani ed eleganti.
Mentre altre tecniche possono produrre questi effetti, il rivestimento PVD li migliora aggiungendo proprietà come l'antigraffio.
Le aziende che si occupano di elettrodomestici da cucina, come pentole e posate, utilizzano la tecnica PVD.
Usi decorativi
Il rivestimento PVD è utilizzato principalmente per scopi decorativi rispetto al suo valore qualitativo. Può fornire diversi colori, il che garantisce scelta ed eleganza. È possibile ottenere il colore giusto modificando il tempo, il pezzo e il materiale di rivestimento.
Un ottimo esempio di applicazione decorativa del PVD è il suo impiego nel rivestimento dell'acciaio inossidabile.
Il rivestimento PVD può cambiare il colore dell'acciaio inossidabile per farlo assomigliare a materiali come l'ottone e il bronzo. Il suo attributo decorativo si ritrova anche nelle finiture degli smartphone. Ad esempio, Apple lo utilizza per realizzare le finiture Space Gray e Gold della serie iPhone.
Strumenti medici
Il rivestimento PVD consente di ottenere un materiale rivestito puro e pulito. Per questo motivo, è ideale per il rivestimento di materiali che richiedono un'elevata purezza. Per questo motivo, molti materiali chirurgici vengono rivestiti con questa tecnica.
Agricoltura
Gli attrezzi agricoli sono utilizzati prevalentemente all'aperto. Pertanto, sono fortemente influenzati da molti fattori, come la corrosione e la ruggine.
Alcuni hanno tentato di rivestire questi metalli utilizzando tecniche come la galvanoplastica. Tuttavia, ciò comporta uno spreco di materiale.
Inoltre, l'ambiente esterno può facilmente influenzarlo.
Il rivestimento PVD è ideale per rivestire gli attrezzi agricoli grazie alla sua durata e resistenza alle condizioni ambientali. Alcune aziende utilizzano questa tecnica anche per il suo valore estetico. Tuttavia, non si tratta di una pratica comune.
F.A.Q. del rivestimento PVD
Sintesi
Il rivestimento PVD ha una grande importanza tra le varie tecniche di rivestimento oggi disponibili. Questo rivestimento ha già una vasta gamma di applicazioni, visibili nel suo utilizzo in molti settori.
In questo post ho già demistificato le tecniche di rivestimento PVD, i vantaggi e gli utilizzi.
Avete qualche altro dubbio su cosa sia il rivestimento PVD? Chiedete pure nella sezione commenti qui sotto.
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