전기성형

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전기성형은 업계에서는 맨드렐로 알려진 모델에 대한 전착을 통해 부품을 가공하는 금속성형 공정이다. 전도성(금속) 맨드렐은 기계적 분리층을 생성하기 위해 처리되거나 화학적으로 수동되어 맨드렐에 대한 전자형 접착을 제한하여 그 이후의 분리를 허용한다. 비전도성(유리, 실리콘, 플라스틱) 맨드렐은 전기적하 전에 전도성층의 침적이 필요하다. 그러한 층은 화학적으로 침전될 수 있거나 진공 증착 기법을 사용할 수 있다(예: 금 가래). 맨드렐의 바깥쪽 표면은 형태의 안쪽 표면을 형성한다.

이 과정은 전기적으로 형성되는 금속의 염분을 포함하는 전해질을 통해 직류를 전달하는 것을 포함한다. 양극은 전기로 형성되는 고체 금속이며, 음극은 맨드렐이며, 그 위에 전자형이 도금(탈착)된다. 이 과정은 필요한 전기폼 두께가 달성될 때까지 계속된다. 그런 다음 맨드렐은 온전하게 분리되거나 녹아 없어지거나 화학적으로 용해된다.

맨드렐과 밀접하게 접촉한 마감 부품의 표면은 원본과 관련하여 미세하게 복제되며, 주조 공장 주물 금속 물체에서 일반적으로 경험할 수 있는 수축이나 밀링 부품의 공구 마크를 따르지 않는다. 부품의 솔루션 측면이 잘 정의되지 않으며, 정의 손실은 보증금의 두께에 따라 증가한다. 극단적인 경우, 몇 밀리미터 두께가 필요한 경우, 날카로운 바깥쪽 가장자리와 모서리에 우선적으로 재료가 쌓인다. 이러한 경향은 전기 형성 전류가 단기간 동안 역전되고 초과가 우선적으로 전기 화학적으로 용해되는 차폐 또는 주기 역류라고 알려진 공정에 의해 감소될 수 있다.^[1] 완성된 형태는 완성된 부품이 될 수도 있고, 비닐 레코드나 CD와 DVD 스탬퍼 제조와 같이 원래의 맨드렐 모양의 양성을 생산하기 위해 후속 공정에서 사용될 수도 있다.

최근 몇 년 동안, 만드렐 표면을 실질적으로 충실도의 손실 없이 복제할 수 있는 능력 때문에, 전자 형성은 마이크로와 나노 스케일의 금속 소자를 제작하고 비금속 마이크로 몰딩 객체 생산을 위한 마이크로와 나노 스케일의 기능을 가진 정밀 사출 금형을 생산하는 데 있어 새로운 중요성을 띠게 되었다.

과정

기본적인 전기 형성 과정에서는 니켈이나 다른 전기 형성 금속을 모델의 전도성 표면(맨드렐)에 침전시키기 위해 전해질 수조를 사용한다. 일단 침전된 물질이 원하는 두께까지 쌓이면 전자형은 기판으로부터 분리된다. 이 공정을 통해 반복성이 높고 프로세스 제어가 우수한 저렴한 단가로 맨드렐 표면 텍스처와 기하학을 정밀하게 복제할 수 있다.

만드렐이 비전도성 물질로 만들어진 경우 얇은 전도성 층으로 코팅될 수 있다.

장단점

전기조형의 가장 큰 장점은 맨드렐의 외형을 정확하게 복제한다는 것이다. 일반적으로 볼록한 모양을 가공하는 것보다 공동을 정확하게 가공하는 것이 더 어렵지만, 맨드렐의 외부를 정확하게 가공한 다음 정밀 캐비티를 전기적으로 형성하는 데 사용할 수 있기 때문에 전기 형성에 있어서는 그 반대되는 것이 사실이다.^[2]

다른 기본적인 금속 형성 과정(캐스팅, 단조, 스탬핑, 깊은 도면, 가공 및 제작)과 비교하여 전기 형성은 요구 조건이 극한 허용 오차, 복잡성 또는 가벼운 무게를 요구할 때 매우 효과적이다. 광-리토그래프 방식으로 생성된 전도성 패턴 기질에 내재된 정밀도와 분해능으로, 광학적 마감에 가까운 우월한 가장자리 정의를 유지하면서 보다 미세한 기하학적 구조를 보다 엄격한 공차로 제작할 수 있다. 전기 성형 금속은 매우 순수할 수 있으며, 정제된 결정 구조로 인해 연철보다 우수한 성질을 가지고 있다. 여러 겹의 전기성 금속을 서로 결합하거나 다른 기질 재료에 결합하여 "성장"된 플랜지와 보스(boss)로 복잡한 구조를 만들 수 있다.

1.5~3나노미터의 허용오차가 보고되었다.^{[citation needed]}

다양한 모양과 크기는 전기 형성을 통해 만들어질 수 있는데, 주된 제한은 제품을 맨드렐에서 분리해야 한다는 것이다. 제품 제작은 단 하나의 모델이나 맨드렐만 필요하기 때문에 경제적으로 낮은 생산량을 만들 수 있다.

참고 항목

• 리가
• 일렉트로핑
• 전기화학공학

참조

추가 읽기

• 스피로, P. 전기 형성: 1971년 런던, 이론, 실무 및 상업적 응용에 대한 포괄적인 조사.

외부 링크

• "Opti-Forms, Inc. - Optical Coatings, Electroformed Reflectors, Cold Shields". Opti-Forms, Inc. Archived from the original on 2014-03-11. Retrieved 2015-08-28.
• NiCoForm, Inc. "Net-shape Electroforming". www.nicoform.com. Retrieved 2020-05-24.