پوشش سخت لایه نازکی از یک ماده فوقالعاده سخت و مقاوم در برابر سایش است که روی سطح یک ماده نرمتر و حجیم (به نام زیرلایه) اعمال میشود. هدف اصلی آن بهبود چشمگیر خواص سطحی جسم – مانند مقاومت آن در برابر خراش، سایش و سایش – بدون تغییر خواص حجیم مطلوب مواد زیرین، مانند چقرمگی، وزن یا هزینه آن است.
آن را به عنوان یک 'زره' محافظ و فوق العاده بادوام برای یک شی در نظر بگیرید.
پوششهای سخت برای ورقهای پلاستیکی که معمولاً در صنعت به عنوان پوششهای مقاوم در برابر سایش یا مقاوم در برابر خراش شناخته میشوند، یک فناوری تصفیه سطحی با فرمول خاص هستند که هدف اصلی آن افزایش قابل توجه خواص مکانیکی سطح و عملکرد زیرلایههای پلاستیکی است. این پوششها معمولاً به صورت مایع روی سطح پلاستیک اعمال میشوند و سپس از طریق فرآیند پخت حرارتی یا فرابنفش (UV) پخت میشوند تا یک مانع محافظ فیلم سخت، متراکم و از نظر نوری شفاف ایجاد کنند. ماهیت در تغییر خواص تریبولوژیکی و عملکرد مکانیکی سطح زیرلایه نهفته است، و آن را قادر می سازد تا به طور موثر در برابر آسیب های سطحی ناشی از اعمال مکانیکی (مانند اصطکاک، خراش، سایش و فرسایش) و همچنین مواد شیمیایی مقاومت کند.
ارزش اصلی فناوری پوشش سخت در هم افزایی عملکردی است که ارائه می دهد. پلاستیک های با کارایی بالا مانند پلی کربنات (PC) و پلی متیل متاکریلات (PMMA) به دلیل مزایای فیزیکی منحصر به فردشان به طور گسترده در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند: PC به دلیل مقاومت استثنایی در برابر ضربه (تقریباً نشکن) مشهور است، و آن را به یک جایگزین ایده آل برای شیشه های ایمنی و مواد ضد گلوله تبدیل می کند. از سوی دیگر، PMMA به دلیل عبور نور عالی و شفافیت نوری که اغلب به عنوان یک جایگزین عالی برای شیشه در نظر گرفته می شود، مورد علاقه است. با این حال، یک ضعف قابل توجه مشترک در این مواد، سختی سطح نسبتا کم آنها است، که آنها را مستعد خراش های ناشی از تماس، اصطکاک یا تمیز کردن روزانه می کند، در نتیجه جذابیت بصری و یکپارچگی عملکردی آنها را به خطر می اندازد. ظهور پوشش های سخت دقیقاً این نقص ذاتی را با ایجاد ویژگی 'سختی' که زیرلایه های پلاستیکی فاقد آن هستند برطرف می کند و یک ماده کامپوزیت مکمل ایجاد می کند. این هم افزایی تضمین می کند که PC پوشش داده شده مقاومت بالایی در برابر ضربه خود را حفظ می کند، در حالی که PMMA قابلیت عبور نور بالا و ویژگی های سبک وزن خود را حفظ می کند. به این ترتیب، فناوری پوشش سخت، مزایای مواد پلاستیکی را به حداکثر میرساند و در عین حال به طور موثر معایب آنها را کاهش میدهد، و آنها را قادر میسازد تا با موفقیت جایگزین مواد سنتی مانند شیشه و فلز بدون کاهش عملکرد شوند، در نتیجه نیازهای صنعتی معاصر برای سبک وزن و دوام بالا را برآورده میکنند.
در چشمانداز صنعتی جهان معاصر، بهویژه در بخشهای حملونقل و لوازم الکترونیکی مصرفی، تقاضا برای مواد سبک وزن به طور فزایندهای برجسته میشود که ناشی از مقررات زیستمحیطی سختگیرانهتر و اهداف بازده انرژی بالاتر است. فناوری پوشش سخت به تولیدکنندگان مسیری مناسب برای جایگزینی اجزای شیشه ای و فلزی معمولی با قطعات پلاستیکی سبک تر و بادوام تر ارائه می دهد و در نتیجه وزن کلی و مصرف انرژی را کاهش می دهد.
علاوه بر این، استفاده از فناوری پوشش سخت به طور قابل توجهی دامنه استفاده از مواد پلاستیکی را گسترش داده است. قبل از پوشش، بسیاری از اجزای پلاستیکی به دلیل دوام ناکافی سطح، برای محیط های خشن یا با تماس زیاد نامناسب بودند. ظهور فنآوری پوشش سخت، پلاستیکها را قادر میسازد تا در کاربردهای سختتر و سختگیرانهتر مانند قطعات بیرونی خودرو، صفحهنمایشهای لمسی عمومی، نماهای معماری، پوششهای محافظ ماشینآلات صنعتی و تاسیسات امنیتی بدون به خطر انداختن عملکرد، به کار گرفته شوند. این فناوری نه تنها طول عمر محصول را افزایش میدهد و هزینههای تعمیر و نگهداری و جایگزینی را کاهش میدهد، بلکه ادغام گستردهتر مواد جدید را در حوزههای سنتی تسهیل میکند و عنصر ضروری مهندسی مواد مدرن را تشکیل میدهد.
| مقایسه خواص بین بسترهای پلاستیکی رایج و پوشش های سخت | ||||
| بستر | مزیت بسترهای بدون پوشش | معایب بسترهای بدون پوشش | افزایش عملکرد پس از پوشش |
برنامه معمولی |
| پلی کربنات | مقاومت در برابر ضربه عالی، شکستن آن آسان نیست | سختی سطح پایین تر، به راحتی خراشیده می شود | مقاومت در برابر ضربه بالا را حفظ کنید و مقاومت در برابر خراش را به طور قابل توجهی افزایش دهید. | شیشه اتومبیل، شیشه ایمنی، صفحه نمایش عمومی، اجزای امنیتی |
| اکریلیک (PMMA) | وضوح نوری فوق العاده (انتقال نور ≥92٪)، وزن سبک | سطح نسبتاً نرم و بسیار مستعد خراش است. | مقاومت در برابر خراش و مقاومت شیمیایی را می توان تا 40 برابر افزایش داد بدون اینکه بر عملکرد نوری تأثیر بگذارد. | صفحه نمایش الکترونیکی، ویترین موزه، قاب عکس، پانل مبلمان |
| سایر موارد (PET، PVC، PETG) | انعطاف پذیری بالا، مقرون به صرفه بودن و غیره | مقاومت ضعیف در برابر سایش و مقاومت در برابر آب و هوا. | مقاومت در برابر خراش و مقاومت شیمیایی را می توان تا 40 برابر افزایش داد بدون اینکه بر عملکرد نوری تأثیر بگذارد. | تابلوهای صنعتی، تابلوهای فضای باز، مواد بسته بندی |
| راهنمای فنی پوشش های سخت روی ورق های پلاستیکی | |||||
| روش پوشش | زیرلایه و شکل های قابل اجرا | مزایای معمولی | معایب معمولی | هزینه | برنامه های نمایندگی |
| پوشش غوطه وری | اشکال ساده، خروجی بزرگ | پوشش یکنواخت و راندمان تولید بالا است. | مقدار زیادی رنگ مورد نیاز است و برای اشکال پیچیده مناسب نیست. | بالا | لنزها، نمایشگرهای کوچک، لنزهای عینک |
| پوشش جریان | سطح مسطح بزرگ، پوشش یک طرفه | صرفه جویی در رنگ، پوشش ضخیم یکبار مصرف، مناسب برای اقلام بزرگ. | مستعد 'اثر گوه' است و الزامات کنترل فرآیند زیاد است. | وسط | پانل های ساختمان، صفحه نمایش بزرگ، علائم عمومی |
| پوشش اسپای | اشکال پیچیده، پوشش محلی | انعطاف پذیری بالا و می تواند دارای خواص ویژه (مانند محافظ EMI) باشد). | یکنواختی ممکن است محدود باشد و هزینه نسبتاً بالا باشد. | کم | فضای داخلی خودرو، پانل ابزار، پوشش سنسور، سایبان کابین خلبان هواپیما |
برای اطمینان از کیفیت و عملکرد ورق های پلاستیکی با پوشش سخت، یک سری آزمایش استاندارد در صنعت برای ارزیابی شاخص های عملکرد کلیدی آنها اتخاذ می شود.
| تست های عملکرد اصلی و استانداردهای پوشش های سخت | |||
| ارزیابی عملکرد | روش تست معمولی | استاندارد تست | هدف ارزیابی |
| سختی | سختی راکول تست فرورفتگی توپ |
ISO 2039-1/-2، ASTM D785، DIN EN 13523-4 | توانایی پوشش برای مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک و خراش را ارزیابی کنید. |
| مقاومت در برابر سایش | تست سایش تابر تست سایش پشم فولادی |
ISO 9352، ASTM D1044، ASTM D4060، ISO 5470 | مقاومت پوشش در برابر اصطکاک، خراش و سایش را کمی کنید. |
| چسبندگی | تستر خراش (بار بحرانی Lc) | ISO 20502، ASTM C1624 | استحکام اتصال بین پوشش و زیرلایه را ارزیابی کنید. |
| ضخامت | کالوتست | - | اطمینان حاصل کنید که ضخامت پوشش در محدوده عملکرد بهینه است. |
تماس با ما