3Dプリント部品の金属メッキ—実用ガイド

ブログで3D印刷されたパーツを仕上げるための、シンプルなものから洗練されたものまで、さまざまなオプションを検討してきました。今日は、部品に金属メッキを追加する方法について詳しく見ていきます。金属を使った3D印刷が可能になったのに、なぜこのように部品を仕上げるのかと疑問に思うかもしれません。金属印刷は近年大きな進歩を遂げましたが、それでも他の技術と比較して比較的コストがかかり、多くの場合、時間のかかる後処理ステップが必要です。結果として、この時点で実装することが常に実用的であるとは限りません。

簡単に言えば、金属メッキは両方の長所を提供し、確立された3D印刷方法によって提供される高速で機敏な製造ワークフローで、機能的な金属部品のすべての利点を提供します。たとえば、SLSプリンターを使用して部品をプラスチックで印刷し、それをメッキして、固体金属部品とほぼ同じ機械的品質を実現することができます。このアプローチは、機能的なプロトタイプと生産部品の両方を作成するために自動車や航空宇宙などの業界で検討されており、最小限のコストで1回限りまたは限定的な設計を迅速に作成できます。

どのように機能しますか？

3D印刷部品をめっきする主な方法は、電気めっきと無電解めっき（化学/自己触媒めっきとも呼ばれます）の2つです。

• 電気めっきでは、部品を水と金属塩のめっき液に浸し、電流を流して、金属カチオンで部品の周囲に薄いコーティングを形成します。このプロセスは非常に迅速で、しっかりとした長持ちする仕上がりを実現しますが、より厚いメッキには複数の層が必要になる場合があります。また、無電解めっきよりも幅広い金属を利用できます。
• 無電解メッキは、名前が示すように、電力を必要としない同様のプロセスです。代わりに、化学反応を利用して金属を部品に結合させます。これは通常、電気めっきよりも時間がかかり、プロセスは熱浴で行われるため、部品の変形につながる可能性があります。ただし、完成した部品を摩擦や腐食に強いようにするのに役立ち、熟練した技術者の手によって、適用中にプレートの厚さを正確に制御できます。

アプローチを組み合わせて、目的の結果を作成できることを覚えておいてください。たとえば、最初の層に無電解めっきを適用し、次に電気めっきを適用して、仕上げを目的の厚さにすることができます。これにより、めっき後の完全なろ過を行っても、溶液は限られた数の用途にしか使用できないため、めっき浴の寿命を延ばすことができます。

パーツのメッキに使用できる材料は何ですか？

ここにはたくさんのオプションがあります。亜鉛、クロム、ニッケルは、工業用途向けの定評のあるめっき材料です。無電解めっきでは、ニッケルと銅が最も広く使用されている材料です。真ちゅう、金、銀、チタンなどの他の素材も利用できますが、これらのすべてが機能部品に適しているわけではなく、装飾的または芸術的な作品のために予約する必要があります。

無電解めっきに使用されるソリューションは、（上記のように）限られた回数しか再利用できないため、継続的な材料費にそれを考慮する必要がある場合があることに注意してください。

パーツのプライミング

メッキする前に、ペイントする場合と同じように、パーツを下塗りする必要があります。電気めっきでは、滑らかで均一な仕上がりを実現するために、金属めっきが付着できる導電性の表面を作成するというアイデアがあります。グラファイトはこの目的に適していて、手頃な価格ですぐに利用できます。プライマーが細部を覆い隠したり、パーツの寸法に影響を与えたりしたくないので、2、3の薄い層で十分です。

無電解めっきの場合、下塗りには、部品の表面を酸化し、金属を結合するための触媒層を追加することが含まれます。

どちらの手法でも、プライミングする前に、部品が適切に洗浄され、汚染物質がないことを確認してください。少量の汚れや油でも最終結果に影響を与えるため、理想的には、ワークスペースの一部として専用のクリーニングステーションを用意する必要があります。また、特定の材料では追加の準備が必要になる場合があるため、プライミングに関するガイドラインについては、めっき液の材料仕様を必ずお読みください。

最後の仕上げ

メッキが完了すると、特に無電解メッキを使用している場合は、仕上げが非常に鈍くなることがあります。これは完全に正常です。軽い研磨は、望ましい結果を達成するのに役立ちます。より強い金属の場合、滑らかで明るい仕上がりを与えるためにスチールウールが必要になる場合があります。プロセスのこの部分をスピードアップするために、回転工具への投資を検討することもできます。