การชุบเคลือบโลหะบนชิ้นงาน Electro Plating


Electroplating คือการชุบเคลือบโลหะด้วยไฟฟ้าบนผิวของชิ้นงานต้นแบบที่ต้องการ ซึ่งเราสามารถชุบผิววัสดุได้หลากหลายชนิด เช่น พลาสติก เป็นต้น โดยการนำมาชุบเคลือบผิวด้วยทองแดงรองพื้น จากนั้นเราก็สามารถนำไปชุบด้วยโลหะชนิดอื่นๆ เช่น ทองเหลือง โครเมียม เงิน ฯลฯ ได้ตามความต้องการ โดยบทความนี้เราจะแนะนำตัวอย่างการชุบโลหะด้วยตนเองแบบง่ายๆ ครับ โดยคุณ  Aaron และ Bryan Cera เรามาดูกันเลยครับ electroplating-1     การชุบเคลือบโลหะบนชิ้นงาน Electro Plating การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (Electroplating) คือ กระบวนการผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารละลายเกลือของโลหะ (Metallic salts) แล้วทำให้อิออนบวกวิ่งมารับประจุไฟฟ้าลบที่ชิ้นงาน ซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วลบ (Cathode) ผลที่ได้คือ ทำให้เกิดเป็นชั้นผิวบางของโลหะมาเคลือบอยู่บนผิวด้านนอกของชิ้นงาน ดังนั้นเราจึงต้องให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านชิ้นงานสามมิติ เริ่มด้วยการเตรียมสายทองแดงเพื่อทำเป็นขั้วลบในการชุบ สิ่งที่ขาดไม่ได้คือ การที่เราต้องเจาะชิ้นงานเพื่อเสียบสายทองแดง โดยเราอาจเจาะรูให้เล็กกว่าสายทองแดงเล็กน้อย อาศัยความฝืดเพียงอย่างเดียวเพื่อให้มันติดกัน ต่อด้วยการทำให้ผิวของชิ้นงานนำไฟฟ้าได้ โดยใช้ กราไฟต์ (Graphite) เป็นตัวนำไฟฟ้า สามารถหาซื้อได้ง่าย และราคาไม่แพง เนื่องจากว่า ABS ละลายใน Acetone เราก็นำอะซิโตนผสมกับกราไฟต์ Acetone/Graphite แล้วทาไปบนชิ้นงาน ส่วนวัสดุอื่นๆก็ให้ใช้วัสดุยืดติดกับพื้นผิวนั้นๆได้ดี มาเป็นส่วนผสมแทนอซิโตนครับ ตัวอย่างการผสมอซิโตนกับผงกราไฟท์ โดยผสมให้เข้ากัน อย่าให้ข้นหรือเหลวจนเกินไป จะทาผิวขิ้นงานได้ง่ายขึ้น ใช้พู่กันค่อยๆ ทาไปสักสอง-สามชั้น ไม่ควรทาหลายครั้ง เพราะอาจทำให้รายละเอียดของชิ้นงานหายไป เสร็จแล้วเราก็ต่อวงจรไฟฟ้าโดยต่อขั้วลบเข้ากับ Ground ของหม้อแปลง และขั้วบวกเข้ากับก้อนทองแดง แล้วจุ่มทั้งสองขั้วลงไปในสารละลาย copper sulfate (จุนสี) การต่อวงจรเป็นไปตามรูป แนะนำว่าควรหยด brightener ตามตัวอย่างลงไปสักสองสามหยด เพื่อช่วยให้ผิวของชิ้นงานเรียบขึ้น จุ่มชื้นงานลงในสารละลาย จะสังเกตเห็นว่าทองแดงจะค่อยๆ จับตัวรวมกันบนผิวของชิ้นงาน อาจใช้เวลาตรงนี้ประมาณ 2-4 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความหนาที่ต้องการ  หลังจากรอไป 4 ชั่วโมง ผิวของชิ้นงานก็ถูกเคลือบด้วยทองแดงทั้งหมด โดยเมื่อชุบเสร็จใหม่ๆ สีและผิวชิ้นงานอาจไม่สวยงาม ให้เรานำไปล้างออกด้วยน้ำสะอาด จากนั้นใช้แปรงไฟฟ้าแบบสเตนเลส ตั้งรอบสูงๆ ปัดเบาๆ หรือแปรงขนโลหะอ่อนๆ ขัดผิวชิ้นงาน จะทำให้ผิวงานเป็นมันวาวตามสีของโละขึ้นทันที ตัวอย่างของชิ้นงานที่ชุบผิวด้วยทองแดงสำเร็จแล้ว  เมื่อชุบผิวด้วยทองแดงเรียบร้อยแล้ว เราสามารถนำชิ้นงานนี้ไปชุบเงินต่อได้ ด้วยขั้นตอนเหมือนที่ผ่านมา เพียงแต่เปลี่ยนน้ำยา copper sulfate เป็น silver solution และจากทองแดง เป็นเงินที่ขั้วบวก ถ้าต้องการความสวยงามแนะนำให้ชุบเงินครับ เพราะทองแดงจะดูหมองไปเรื่อยๆ แต่เงินจะสวยเงางามกว่ามาก โดยทุกครั้งที่ผ่านการชุบเสร็จใหม่ๆ มันจะดูไม่เงางาม ผมจะขัดด้วยใยขัดแทนที่จะใช้แปรงสเตนเลสซึ่งรุนแรงเกินไป ตัวอย่างผลงานที่ได้ผ่านการชุบด้วยไฟฟ้า กับตัวอย่างชิ้นงานสามมิติ ABS ที่ผ่านการชุบทองแดง และเงินตามลำดับ ก็เป็นอันจบไว้เพียงเท่านี้ กับการชุบเคลือบโลหะด้วยไฟฟ้า Electroplating หวังว่าคงมีประโยชน์กับผู้ที่สนใจนะครับ