การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (Electro Plating)

หลักการ

การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (Electro Plating) คือ กระบวนการผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารละลายเกลือของโลหะ แล้วทําให้อิออนบวกวิ่งมารับประจุไฟฟ้าลบที่ชิ้นงาน ซึ่งทําหน้าที่เป็นขั้วลบ (Cathode) จึงทําให้เกิดเป็นชั้นผิวบางของโลหะมาเคลือบอยู่บนผิวด้านนอกของชิ้นงาน จะเห็นว่าส่วนประกอบที่สําคัญในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้ามี 4 ส่วนสําคัญ ดังนี้

1. โลหะที่ใช้ในการเคลือบผิว

2. โลหะที่ต้องการเคลือบผิว

3. สารละลายของไอออนโลหะที่ใช้ในการเคลือบผิว

4. กระแสไฟฟ้า

โดยในกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้านั้นจะต้องมีการเตรียมผิวของชิ้นงานก่อนที่จะทําการเคลือบผิว ทั้งนี้วัสดุที่ใช้เป็นชิ้นงานจะมีการเตรียมผิว และชุบเคลือบผิวที่แตกต่างกัน

สําหรับอุตสาหกรรมผลิตเครื่องประดับ นิยมทําการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า เนื่องจากชิ้นงานที่ชุบจะเป็นโลหะที่นําไฟฟ้าได้ อีกทั้งวิธีการทํางานค่อนข้างง่ายไม่ยุ่งยาก การลงทุนไม่สูงมาก ส่วนต้นทุนในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้านั้น จะขึ้นกับชนิดของโลหะที่ใช้เคลือบ พื้นที่ผิวของชิ้นงานที่เคลือบ และความหนาของผิวที่ต้องการเคลือบ

ข้อเด่น และข้อด้อย

ข้อเด่น

1. ผิวชิ้นงานที่ทําการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า จะโดนเคลือบด้วยโลหะที่ต้องการทุกพื้นที่ผิว เนื่องจากเป็นการชุบโลหะในสารละลายทําให้พื้นที่ผิวสัมผัสกับโลหะได้ทั้งหมด

2. การชุบโลหะด้วยไฟฟ้าจะเคลือบเฉพาะบริเวณที่สามารถนําไฟฟ้าได้เท่านั้น ทําให้บริเวณที่ไม่นําไฟฟ้าจะไม่โดนเคลือบโลหะไปด้วย

3. กระบวนการ และวิธีการทํางาน ค่อนข้างง่ายไม่ยุ่งยาก

ข้อด้อย

1. ในกรณีที่ต้องการความทนต่อการขัดสี หรือสึกกร่อน อาจต้องเพิ่มความหนาของผิวชุบโลหะสําหรับผิวชุบบางชนิด ทําให้ต้นทุนสูง

2. ในระยะยาวจะมีค่าใช้จ่ายสูง

3. ในกระบวนการมีการก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ และน้ำ

ผิวเคลือบที่ทางบริษัทฯ ให้บริการในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า มีดังนี้

การชุบโลหะในระบบสูญญากาศ (Vacuum Coating)

หลักการ

การเคลือบด้วยไอทางกายภาพด้วยวิธีการสปัตเตอริง (Sputtering PVD) เป็นกระบวนการที่ทําให้อะตอมของสารที่เราต้องการเคลือบ หรือสารตั้งต้น (Sputtering target) หลุดออก โดยการทําให้ก๊าซเฉื่อยที่ป้อนเข้ามาบริเวณผิวหน้าของสารตั้งต้นเกิดสภาวะพลาสมา และไอออนของก๊าซเฉื่อยที่เกิดขึ้นจะเข้าชนผิวของสารตั้งต้นให้หลุดออกอย่างต่อเนื่องเกิดเป็นไอของสารตั้งต้น และเคลื่อนที่ไปเรียงตัวที่ผิวของชิ้นงานที่ต้องการเคลือบผิว หรือสับสเตรท ส่วนประกอบที่สําคัญในการเคลือบด้วยไอทางกายภาพด้วยวิธีการสปัตเตอริง (Sputtering PVD) ประกอบด้วย

1. สารตั้งต้น (Sputtering target)

2. ก๊าซเฉื่อย

3. สับสเตรท หรือชิ้นงาน

4. ระบบสูญญากาศ

โดยในกระบวนการเคลือบด้วยไอทางกายภาพด้วยวิธีการสปัตเตอริง จะสามารถยึดเกาะกับผิวของชิ้นงานได้ดีขึ้นอยู่กับการเตรียมผิวของชิ้นงาน ความดันในกระบวนการชุบ และวัตถุที่ต้องการเคลือบ

สําหรับในอุตสาหกรรมผลิตเครื่องประดับ กําลังเริ่มเป็นที่นิยมมากขึ้น เนื่องจากกระบวนการเคลือบด้วยวิธีการสปัตเตอริงนั้น มีความคงทนต่อการขัดถู คุณภาพของผิวเคลือบดี กําลังในการผลิตค่อนข้างสูง และต้นทุนต่อหน่วยค่อนข้างตํ่า เมื่อเทียบกับความคงทนต่อการใช้งานที่ระดับเท่ากัน แต่เนื่องจากเป็นการลงทุนในการซื้อเครื่องจักรสูง ดังนั้นต้องมีผู้ควบคุมที่มีความรู้ และคิดเชิงวิทยาศาสตร์ เพื่อลดปัญหาที่จะเกิดการเสียหาย

ข้อเด่น และข้อด้อย

ข้อเด่น

1. สามารถเคลือบได้บนชิ้นงานได้ทั้งที่นําไฟฟ้า และไม่นำไฟฟ้า ทําให้สามารถเคลือบพลาสติกได้

2. ผิวฟิล์มที่ได้มีความคงทนต่อการขัดถู

3. กําลังในการผลิตค่อนข้างสูง และต้นทุนต่อหน่วยค่อนข้างต่ำ

4. ไม่ทำให้เกิดมลพิษกับสิ่งแวดล้อม

ข้อด้อย

1. ไม่เหมาะกับงานที่ฝังพลอยบนตัวเรือน เพราะจะทําให้พลอยติดสีที่เคลือบด้วย

2. ไม่เหมาะกับงานที่มีการซ้อนทับเช่น สร้อย หรืองานเข้าซอก เนื่องจากเป็นการเคลือบโดยการเคลื่อนที่ไปเรียงตัวที่ผิวของชิ้นงาน

3. เครื่องจักร และค่าซ่อมอุปกรณ์ในกรณีเสียหาย ราคาสูง

ผิวเคลือบที่ทางบริษัทฯ ให้บริการในการเคลือบด้วยไอทางกายภาพด้วยวิธีการสปัตเตอริง มีดังนี้