Гальванопластика металла

гальванопластика металла - способ изготовления сувениров

Гальванопластика металла (или электролитическое формование) - технологический процесс, при котором на заранее подготовленную модель (матрицу) осаждается слой металла с помощью электрического тока. В результате получается точная металлическая копия исходной формы. Данный метод нашёл широкое применение в самых разных отраслях - от художественных изделий и сувениров до промышленного производства деталей сложной конфигурации, которые трудно или невыгодно изготавливать другими способами.

Процесс гальванопластики основан на принципе электролиза. В ванне с электролитом (раствором химических соединений металла) располагаются два электрода: ано́д - источник ионов металла (чаще всего пластина, изготовленная из того же металла, который будет нанесён) - и като́д - изделие (или матрица), на которое будет осаждаться металл.

При подаче постоянного электрического тока между этими электродами ионы металла переходят из анода в раствор и осаждаются на катоде, формируя металлический слой. Толщина покрытия зависит от длительности процесса и плотности тока.

гальванопластика металла эффектно проявляет себя и в создании украшений

Выбор металла и подготовка электролита

Наиболее часто используются медь, никель, серебро, золото. Реже - олово, кобальт и другие. Электролит - это раствор солей выбранного металла. Для меди, например, используют сернокислые медные растворы (CuSO₄). Чтобы обеспечить стабильный процесс осаждения, поддерживают определённую температуру, кислотность (pH) и концентрацию раствора.

Процесс электролиза

Модель (катод) и анод помещают в ванну с подготовленным электролитом. Подают постоянный ток соответствующей силы и напряжения. Чем дольше длится электролиз, тем толще слой металла. Важно контролировать скорость осаждения, чтобы избежать внутренних напряжений, раковин, трещин и других дефектов.

Отделение металла

По достижении требуемой толщины металлического слоя катод (матрица) извлекается из ванны. Если требуется получить именно отливку, а не покрыть матрицу, проводящий слой (или сама матрица) аккуратно удаляется. В итоге остаётся цельная металлическая копия первоначальной формы.

Финишная обработка

Снятый металлический объект может нуждаться в шлифовке, полировке, травлении, покрытии защитным или декоративным слоем (например, лаком, патиной). Дополнительно могут выполняться операции по укреплению или приданию особых свойств детали (например, закалка медного покрытия путём термообработки невозможна, однако иногда применяют сплавы для улучшения твёрдости).

при гальванопластике металла рабочей средой процесса становится электролит

При работе с электролитом необходимо использовать средства индивидуальной защиты (перчатки, очки, фартуки), поскольку растворы солей металлов и кислоты могут быть агрессивными. Необходимо обеспечить хорошую вентиляцию помещения из-за возможных испарений вредных веществ. Отработанные растворы и промывные воды нельзя сливать в общий сток: их нужно правильно утилизировать или регенерировать.

Современные исследования направлены на улучшение рецептур электролитов, повышение экологической безопасности процесса, разработку новых сплавов и применение аддитивных технологий. В некоторых случаях гальванопластика комбинируется с 3D-печатью: сначала печатают полимерную матрицу, а затем осаждают на неё металл. Это открывает новые возможности в прототипировании, быстром изготовлении уникальных металлических изделий и совершенствовании технологических цепочек.

Гальванопластика металла - незаменимый процесс в тех случаях, когда необходимо получить высокоточные и сложные по форме металлические изделия. Благодаря возможности тонко контролировать структуру и толщину слоя, гальванопластика широко используется как в художественном, так и в промышленном производстве. Соблюдение техники безопасности и грамотное обращение с химическими реагентами делают данный процесс более эффективным и экологически приемлемым.