معرفی روشهای پرداخت نهایی شیرآلات

در ادامه به بررسی انواع روشهای موجود برای پوشش دهی شیرآلات با ذکر جزئیات و مزایا و محدودیت هایی که هر کدام ایجاد می نمایند می پردازیم:

 

اصطلاح "رنگ خشک" اصطلاح دقیقاً صحیحی نیست اما میتواند به اندازه کافی برای بیان ویژگی های مواد اولیه به کار رفته در این روش دقیق باشد. پوشش پودری فرآیندی است برای استفاده از مواد رنگی پودری روی شیرآلات. این تکنیک برای مدت طولانی وجود داشته است. تقریباً 80 سال پیش و زمان جنگ جهانی دوم، با توجه به سرعت خشک شدن زیاد به عنوان جایگزینی برای رنگ مایع برای تولید تسلیحات نظامی که بیشترشان نیاز به رنگ آمیزی سریع داشتند، به کار گرفته می شد.

ماده ای که در روش پوشش دهی پودری استفاده می شود واقعاً پودری است شبیه آرد قنادی، که با مقیاس وزنی و در بیش از 65000 رنگ مختلف به فروش می رسد و  با ترکیب آنها می توان رنگین کمان نامحدودی از رنگ و تنالیته ایجاد نمود. این ماده معمولاً با یک تفنگ پاششی مخصوص با سرعت پایین اعمال می شود که پودر را در حالی که به آن بار الکتریکی مثبت می دهد پراکنده می سازد. در این حالت ذرات پودری به سمت شیر آبی که دارای بار الکتریکی منفی است کشیده می شوند. 

سپس شیر آب در کوره ای با دمای حدود 400 درجه فارنهایت پخت می شود که پودر را ذوب کرده و ساختار پوشش را به زنجیره های مولکولی طولانی و پیوند یافته تغییر می دهد. این زنجیرها همان چیزی است که به پوشش شیرآلات پایداری داده و خطر خراشیدگی، پوسته شدن، ساییدگی، خوردگی، محو شدن و سایر سایش ها را کاهش می دهد.

پوشش های پودری رنگهایی را ایجاد می کنند که بوسیله سایر تکنولوژی های پرداخت نهایی قابل اجرا نیستند. حتی بوسیله آنها می شود بافتهای سنگ و سایر بافتهای طبیعی را نیز بر روی شیرآلات پیاده سازی کرد. این روش تا حد زیادی انعطاف پذیرترین و سازگارترین تکنیک در اعمال روکش های شیرآلات است که بیشتر اوقات برای ایجاد پوشش های طبیعی با تناژ و بافت های مختلف استفاده می شود.

 

همچنین مزیت پوشش دهی به روش رنگ پودری، نسبت به روش آبکاری الکتروپلیت که در آن از مواد شیمیایی که نیازمند دفع با احتیاط هستند استفاده می شود، اینست که کمتر برای محیط زیست زیان بار بوده و نسبت به روش PVD که نیاز به سرمایه گذاری اولیه برای راه اندازی کارگاه و تجهیزات دارد، کم هزینه تر و ارزانتر است.

عیب منحصر به فرد این روش این است که مقاومت در برابر سایش و آسیب در آن کمتر از پرداخت های نهایی ایجاد شده بوسیله سایر روشها است. این موضوع باعث می شود که پوشش های پودری با وجود آنکه در ایجاد نوآوری و خلاقیت بسیار مبتکرانه هستند اما یک روکش" نیمه بادوام" قلمداد شوند. اگرچه این نوع پوشش دهی نسبت به بیشتر رنگهای مایع بسیار بادوام تر هستند، اما در واقع به اندازه روش هایی که در آن پرداخت نهایی بوسیله PVD اعمال می شود مقاوم به سایش نیستند.

از نکات مهم روش پوشش دهی پودری اینست که برای جلوگیری از ایجاد حالت پوست پرتقالی (سطح خالدار و ناهموار) روی روکش ها، باید  پوشش های پودری با ضخامت اعمال شوند چرا که ضخامت می تواند جزئیات ریز را پنهان کند.

 

آبکاری استاندارد یک روش قدیمی و متداول است. همانطور که در شکل می بینید در این روش شیر آب و نیز فلزی که به عنوان آبکاری استفاده می شود به عنوان کاتد و آند در حمام اسیدی غوطه ور می شوند، سپس یک بار الکتریکی بر هر دو جسم اعمال می شود تا یونهای فلزی از فلز آبکاری جدا شده و به سمت  شیر آب کشیده شوند. اگر  شیر آب بیشتر در محلول بماند یا چندین بار آبکاری شود ، آبکاری ضخیم تر است. برای آبکاری نازک ، غوطه وری فقط چند دقیقه طول می کشد ولی آبکاری ضخیم بیشتر و حتی تا چند ساعت طول می کشد.

یکی از محدودیت های آبکاری این است که معمولاً فقط از طریق بررسی چشمی نمی توان تعیین کرد که  شیرآلات آبکاری ضخیم یا نازک دارند. این مسئله سالهاست اثبات شده که برای تعیین کیفیت آبکاری، بررسی بصری شیر آب گزینه مناسبی نیست.

بهترین راه  برای جلوگیری از برخوردن به مشکلات ناشی از آبکاری این نوع شیرآلات این است که برای خرید شیر آب خود به یک شرکت شناخته شده و معتبر مراجعه کنید و نیز بدانیدکه یک شیر آب با ضمانت کوتاه مدت ، به احتمال زیاد با مشکلات آبکاری روبرو می شود درحالیکه اگر فروشنده از کیفیت آبکاری خود اطمینان داشته باشد، ضمانت بلند مدتی را ارائه می دهد

از مزیتهای فرآیند آبکاری این است که در مقیاسهای مختلف قابل انجام است. در حالی که شرکت های بزرگ معمولاً عملیات آبکاری خود را به صورت اتوماتیک انجام می دهند، تولیدکنندگان کوچکتر می توانند با استفاده از روشهایی کمی متفاوت تر به صورت دستی، آبکاری خوبی اعمال نمایند. سازندگان شیرهای خاص و بوتیکی به ندرت در فناوری  PVD که بسیار گران قیمت است سرمایه گذاری می کنند بلکه به جای آن آبکاری و سپس صیقل های بدیعی را به صورت دستی روی محصولات خود  اعمال می نمایند.

 

 

با این حال، حتی در مقیاس کوچک، این فرآیند ذاتاً خطرناک است و شامل محلول های اسیدی بسیار خورنده است که مواد زائدی را ایجاد می کنند که در صورت عدم دفع صحیح آنها می تواند برای محیط زیست بسیار خطرناک باشد. شیر آب واترمارک، یک تولید کننده کوچک در بروکلین، در حال ریختن زباله های خطرناک آبکاری به سیستم فاضلاب نیویورک چند هزار دلار جریمه شد.

بعضی از فلزات را نمی توان مستقیماً روی برنج آبکاری کرد، بنابراین ممکن است زیرکاری از فلز میانی (معمولاً آلیاژ نیکل یا روی/نیکل) نیاز باشد. همچنین ممکن است برای رسیدن به پرداخت نهایی بسیار صیقلی به دو یا چند لایه آستر نیاز باشد. در شیرهای باکیفیت بالا از زیر لایه یا آستر استفاده می شود تا هرگونه نقص کوچک در آلیاژ برنج قبل از پرداخت نهایی آن برطرف شود.  استفاده از لایه زیرکار یا آستر همچنین می تواند هزینه نهایی را نیز کاهش دهد. مثلا کروم نسبت به نیکل فلز گرانتری است و  بنابراین استفاده از آستر نیکل به این معنی است که برای دستیابی به همان کیفیت نهایی آبکاری با کروم، نیاز به استفاده کمتر از کروم و در نتیجه هزینه کمتری است.

 

روش PVD که به نام "رسوب بخار فیزیکی لایه نازک " نیز نامیده می شود، جدیدترین فن آوری برای پرداخت نهایی شیرآلات است که به سرعت در حال جایگزین شدن روش آبکاری برای پرداختهای نهایی است. این روش هنوز خیلی جدید است. حدود سی سال پیش PVD خارج از آزمایشات و در آزمایشگاه ها وجود نداشت، اما امروزه این فناوری در همه جا وجود دارد و دستگاههای مورد نیاز دائماً کوچکتر، سریعتر و ارزان تر می شوند. اما این فرآیند هنوز هم خطیر و حساس است و هنوز همان اندازه که به علم نیاز دارد نیازمند مهارت نیز می باشد تا دقیقاً رنگ و پرداخت نهایی مورد نیاز روی محصولات پیاده سازی شوند و به همین دلیل است که  اپراتورهای ماهر در عرصه تکنولوژی PVD سود و دستمزد کلانی را طلب می کنند.

این فرآیند تقریباً شبیه آن چیزی است که در کتابهای علمی تخیلی می خواندیم. محفظه ای را با شیرهای پرداخت کاری نشده بارگیری می کنند ، سپس تمام هوای محفظه را خارج کرده و مخلوطی از نیتروژن و گازهای واکنشی که میزانشان با دقت محاسبه شده اضافه می نمایند. یک تکه از فلزی که برای پوشش دهی استفاده می شود و معمولا به شکل میله است را در محفظه قرار داده و آن میله را به حدی گرم میکنند که میله به شکل اتمهای منفرد تصعید شود. اتم ها با گازهای فعال مختلف مخلوط می شوند تا رنگ و جلوه مورد نظری را که مدنظر است به خود بگیرند و سپس در یک لایه بسیار نازک - 2 تا 5 میکرون - روی شیرهای آب رسوب می کنند.

5 میکرون چقدر نازک است؟ باید بدانید که قطر موی انسان حدود 70 میکرون است، بنابراین می توانید ببینید که چقدر لایه ایجاد شده نازک است، به طوریکه به سختی قطر یک اتم را دارد. اما، از آنجا که پوشش PVD در سطح مولکولی به شیر آب پیوند می-خورد، یک پوشش فوق العاده سخت را ایجاد می کند - Rockwell HRC-80 + و Vicker HV-2600 +. در آزمایش های سایش نیز مشخص شد که  مقاومت PVD در برابر خراش 10 تا 20 برابر بیشتر از روش متداول قدیمی یعنی آبکاری با  کروم است.

جنسی که برای پوشش دهی انتخاب می شود باید از یک نیترید فلزی باشد، اما ماده ای که پوشش داده می شود می تواند تقریباً هر جنسی داشته باشد. لایه نشانی فلز حتی روی پلاستیک هم امکان پذیر است، همین امر باعث می شود شیرهای پلاستیکی ارزان قیمت با اعمال این نوع لایه نشانی گران قیمت و لوکس به نظر برسند. برای داشتن محصولات بسیار صیقلی در این روش، معمولا زیرلایه یا آستر مورد نیاز است زیرا بر خلاف روش آبکاری، روش PVD به هیچ وجه خاصیت پرکردن فرورفتگی ها را ندارد وهرگونه خراش یا تخلخل بر روی بدنه شیر بعد از لایه نشانی نیز نشان داده می شود ، بنابراین دیدن دو یا حتی سه زیرلایه آبکاری شده در زیر پوشش نهایی PVD غیر معمول نیست.

فقط فلزات خاصی را می توان به عنوان ماده پوششی استفاده کرد زیرا هر فلزی که استفاده شود باید سخت، بادوام، دارای واکنش کم و قادر به تشکیل ابر یون خوبی باشد. برای پوشش های تزئینی معمولاً از سه فلز استفاده می شود: تیتانیوم ، زیرکونیوم و کروم. از همین ها برای شبیه سازی بسیاری از فلزات دیگر که برای PVD مناسب نیستند مثلا آنها که واکنش پذیر هستند و کیفیت خوبی ایجاد نمیکنند نیز استفاده می شود.

 

با استفاده از مخلوط متفاوت گازهای واکنشی که در طی فرآیند PVD استفاده می شود، می توان رنگ های مختلفی را تولید کرد، از جمله رنگ های برنجی و تنالیته های طلایی ، نیکل ، کروم و طیفهای برنزی ، که هرکدام می توانند جلوه های براق، نیمه براق یا مات را داشته باشند. برای مثال، معمولاً زیرکونیوم یا تیتانیوم برای شبیه سازی فلزات زردرنگی مانند برنج ، مس و طلا استفاده می شوند. طلا فلز دیگری است که خود می تواند مورد استفاده قرار گیرد اما بسیار گران است. از کروم برای شبیه سازی فلزات نقره ای استفاده می شود. برخی از تولیدکنندگان هم موفق به ایجاد رنگهایی متالیکی شده اند که در فلزات طبیعی وجود ندارد  نظیر رنگ مشکی. با این وجود رنگ کروم همچنان از فلز کروم به دست می آید، اگرچه کروم PVD بسیار مقاومتر از کروم آبکاری است و ترجیح داده می شود. محدودیت PVD هزینه بر بودن آن است. اگرچه سرمایه گذاری اولیه برای تجهیزات در حال کاهش است اما هنوز هم این روش پرهزینه است و  نیز فرآیند آن در مقایسه با آبکاری بسیار کند است و زمان بیشتری طول می کشد. 

 

اکثر اوقات شیرآلات هنگام بیرون آمدن از مرحله پرداخت نهایی همچنان کامل نیستند و باید باز هم صیقل داده شوند. در بیشتر شیرهای میان رده، پرداخت نهایی در پایان فرآیند توسط دستگاه انجام می شود ولی برندهای تجاری خاص برای دستیابی به پرداخت های بسیار چشم نواز برای شیرآلات منحصر بفردشان، از پولیشهای دقیق و بسیار ماهرانه ، با زمان بری بالا و به صورت دستی استفاده می کنند آن هم گاهی بیشتر از یکبار و در چند مرحله.

پولیش دستی هنری است که تسلط بر آن زمان زیادی می طلبد. پرداخت بیش از حد می تواند سطح را از بین ببرد و زیرکار را نشان دهد. پرداخت بسیار کم هم درخشندگی مطلوب را ایجاد نمی کند. به هر حال وقت و تلاش ارزشش را دارد. درخشش و عمق پرداختهای سطح بالا منحصر بفرد بوده و نشانه مطمئنی از نفیس بودن شیرآلات به حساب می آیند.