Článek
Většina uživatelů 3D tiskáren dříve či později narazí na stejný limit: plast zůstává plastem. Ať už používáte sebelepší PLA, PETG nebo technické resinové materiály, výsledný díl bude vždy postrádat charakteristický lesk, hmotnost a povrchovou odolnost kovů. Co kdybych vám ale řekl, že existuje cesta, jak tyto dva světy spojit, aniž byste museli investovat miliony do průmyslové tiskárny na kov (DMLS)? Odpověď se skrývá v chemii staré přes sto let, která nyní zažívá renesanci díky aditivní výrobě: elektrolytické pokovování.
Co je to vlastně elektrolytické pokovování?
Ve své nejprostší formě je elektrolytické pokovování (electroplating) proces, při kterém využíváme elektrický proud k přenosu iontů kovu z jedné elektrody na druhou skrze kapalné médium – elektrolyt. V kontextu 3D tisku je náš výtisk zapojen jako záporně nabitá katoda, zatímco kus čistého kovu (např. mědi nebo niklu) slouží jako kladně nabitá anoda. Jakmile zapnete zdroj, částice kovu začnou putovat roztokem a doslova „obrůstat“ váš model.
Zní to jednoduše, ale nenechte se mýlit. Na rozdíl od lakování sprejem, kde pigment prostě ulpí na povrchu, je pokovování chemickou vazbou. Je to balancování na hraně vědy a umění. Jak často zdůrazňují experti z Tom's Hardware, úspěch závisí na desítkách proměnných: od teploty lázně až po přesnou hustotu proudu. Pokud proud nastavíte příliš vysoko, povrch bude hrubý a křehký; pokud příliš nízko, vrstva bude nerovnoměrná.
Alchymie vodivosti: První kritický krok
Největší výzvou u 3D tisku je fakt, že běžné plasty (ABS, PETG nebo PLA) ani pryskyřice nejsou vodivé. Aby mohl proces elektrolýzy vůbec začít, musíme povrch výtisku „znečistit“ vodivou vrstvou. V praxi se nejčastěji používají grafitové spreje nebo vodivé laky na bázi mědi či niklu. Právě zde se láme chleba mezi amatérským výsledkem a profesionální kvalitou.
Pamatujte, že elektrolyt neodpouští chyby. Jakákoliv nerovnost, stopa po tiskové vrstvě nebo mastnota z prstů bude po pokovování desetkrát viditelnější. Profesionálové v oboru proto tráví až 70 % času přípravou povrchu – broušením pod vodou a tmelením. Moderní přístup dokonce experimentuje s vodivými filamenty, ale ty zatím nedosahují takové kvality povrchu jako tradiční „cesta spreje“.
Proč do toho jít? (A proč se toho bát?)
Jako u každé technologie, i zde musíme zvážit poměr cena/výkon. Jako nezávislý recenzent se vždy dívám na obě strany mince. Pokovování není univerzální spásou, ale má své nezastupitelné místo tam, kde selhávají čisté polymery.
Klady technologie:
- Estetika na úrovni šperku: Žádná barva nenahradí odlesk pravého zlata, stříbra nebo chromu. Pro módní návrháře a umělce je to revoluční nástroj.
- Mechanické posílení: Kovová vrstva, ač tenká jen stovky mikronů, dokáže výrazně zvýšit tuhost dílu. V některých studiích bylo prokázáno až zdvojnásobení pevnosti v tahu u SLA modelů.
- Funkční vlastnosti: Potřebujete díl, který odstíní elektromagnetické záření (EMI) nebo je elektricky vodivý? Pokovování je nejefektivnější cesta.
- Odolnost: Kov chrání plast pod ním před UV zářením, vlhkostí a některými chemikáliemi, což prodlužuje životnost dílů v exteriéru.
Zápory a rizika:
- Ekologická stopa: Práce s elektrolyty znamená manipulaci s kyselinami a solemi těžkých kovů. Odpad nelze jen tak vylít do dřezu; vyžaduje profesionální likvidaci.
- Tepelná roztažnost: Plast a kov reagují na teplo jinak. Pokud bude díl vystaven teplotním výkyvům, může dojít k popraskání a odloupnutí kovové vrstvy.
- Křivka učení: Nečekejte, že se vám první kousek povede na jedničku. Metoda pokus-omyl je zde neodmyslitelnou součástí procesu.
- Cena vybavení: Kvalitní laboratorní zdroj a chemikálie nejsou levnou záležitostí, nemluvě o bezpečném vybavení pracoviště.
Od hobby dílen k NASA: Kdo pokovování využívá?
Využití je mnohem širší, než by se mohlo zdát. V automobilovém průmyslu se tato metoda používá pro prototypování chromovaných dílů veteránů nebo luxusních doplňků. Zmínit musíme i vesmírný výzkum – NASA experimentuje s pokovovanými 3D výtisky pro satelitní antény, kde hraje roli každý gram hmotnosti. Lehký plastový vnitřek pokrytý vysoce vodivým kovem je ideálním řešením pro snížení nákladů na start rakety.
V umělecké sféře vynikají tvůrci jako Michael Cardacino, který dokázal pokovovat obří 3D tištěné sochy, čímž jim dodal monumentálnost bronzu při zlomku hmotnosti a nákladů. Pro běžného „makera“ je to pak cesta, jak své modely povýšit z kategorie hraček do kategorie profesionálních produktů.
Závěr: Je pokovování budoucností vašeho tiskařského stolu?
Elektrolytické pokovování 3D výtisků představuje fascinující most mezi digitálním světem a tradičním řemeslem. Není to proces pro každého – vyžaduje trpělivost, preciznost a respekt k chemii. Pokud však hledáte způsob, jak svým projektům dodat punc profesionality, mechanickou odolnost nebo prostě jen neodolatelný lesk, je to cesta, kterou stojí za to prozkoumat.
Pamatujte však, že technologie je jen tak dobrá, jak dobrá je její příprava. Bez dokonalého vybroušení výtisku bude výsledek vždy jen „pozlaceným plastem“. S trochou cviku se vám ale otevřou dveře do světa, kde hranice mezi aditivní výrobou a metalurgií prakticky mizí.
Zaujalo vás toto spojení chemie a 3D tisku?
