امکان‌سنجی استفاده از روش Sputtering جهت پوشش‌دهی قطعات پلیمری تولید شده به روش ساخت افزایشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

اعمال پوشش‌های فلزی بر قطعات پلیمری ساخته‌شده با روش چاپ سه‌بعدی می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی موجب بهبود عملکرد و افزایش کارایی آن‌ها شود. تکنیک *sputtering یک روش‌ اعمال پوشش‌های فلزی روی قطعات می‌باشد که پوشش‌دهی تعداد زیادی از فلزات روی نمونه‌ها را ممکن می‌سازد. هدف از این پژوهش مطالعة امکان‌سنجی استفاده از روش کندوپاش جهت پوشش مستقیم قطعات پلیمری تولید شده به روش چاپ سه‌بعدی می‌باشد. دراین راستا، سه نمونة پلیمری از جنس‌های PLA، ABS و PETG ابتدا چاپ‌شده، سپس با دو جنس مس و نقره پوشش شدند. نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های چسبندگی پوشش و رسانایی الکتریکی مورد ارزیابی قرار‌گرفتند. بررسی نتایج نشان‌داد روش کندوپاش توانایی لایه‌نشانی پوشش روی نمونه‌های پلیمری را با دو مادة مس و نقره دارد اما پوشش‌ها چسبندگی مطلوبی نداشته و مطابق استاندارد ASTM D3359 دارای درجه 0B یعنی کمتر از 35% چسبندگی می‌باشند. همچنین نوع پلیمر و نوع پوشش اعمال شده، تاثیری بر چسبندگی نداشته و همة نمونه‌ها رفتاری مشابه دارند. بررسی رسانایی الکتریکی نشان داد تمامی نمونه‌ها با مقاومت 20 اهم، رسانا بوده اما به‌دلیل چسبندگی ضعیف پوشش، رسانایی به تنهایی کاربردی نبوده و نیازمند عملیات‌های ثانویه است.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  • Nazari F, Abedi A. Investigating the effect of perforation geometry on the residual stress and mechanical behavior of 3D-printed honeycomb structure. Multidiscipline Modeling in Materials and Structures. 2025;21(3):729–41.
  • Azhar Equbal MIE, Sood AK, Equbal MAJME. A comparative study on electroplating of FDM parts. 2017;8(5):930–8.
  • Eßbach C, Fischer D, Nickel D. Challenges in electroplating of additive manufactured ABS plastics. Journal of manufacturing processes. 2021;68:1378–86.
  • TV NK, Kulkarni M, Ravuri M, K E, S K. Effects of electroplating on the mechanical properties of FDM-PLA parts. i-Manager’s Journal on Future Engineering and Technology. 2015;10(3):29–37.
  • Simonson K, Vyshniakova K, Nawrocki R, El-Shahat A, Newell B, editors. The Effects of Electroplating on the Mechanical Properties of Additively Manufactured Structures. Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems; 2023: American Society of Mechanical Engineers.
  • Sreeram S. Modifying Infill Settings to Optimize the Conductivity and Tensile Strength of 3D Printed Parts After Copper Electroplating. 2023.
  • Angel K, Tsang HH, Bedair SS, Smith GL, Lazarus N. Selective electroplating of 3D printed parts. Additive Manufacturing. 2018;20:164–72.
  • Juarez T, Schroer A, Schwaiger R, Hodge AM. Evaluating sputter deposited metal coatings on 3D printed polymer micro-truss structures. Materials & Design. 2018;140:442–50.
  • Starodubov A, Bakhteev I, Kozhevnikov I, Molchanov S, Amanov T, Galushka V, et al., editors. Studies on Additive Microfabrication of the Millimeter-band Components by LCD 3D Printing and Magnetron Sputtering. 2023 24th International Vacuum Electronics Conference (IVEC); 2023: IEEE.
  • Zhao F, Chen G, Shao C, Wu W, Fu Y, Shi Y, et al. Combining 3-D Printing and Magnetron Sputtering Technique for Fabricating High-Temperature AgPd Thick Film Strain Gauge. IEEE Sensors Journal. 2023;23(23):28541–8.
  • Zhao F, Tang L, Qiang D, Shao C, Zhu K, Li Y, et al. 3D-printed Thick-film Platinum Resistance Temperature Detector with a Magnetron Sputtered HfO 2 Protective Layer. IEEE Sensors Journal. 2025.
  • Aktitiz I, Darıcık F, Aydın A, Aydın K. Metallization of 3D Printed Polylactic Acid Polymer Structures via Radio-Frequency Sputtering. Journal of Materials Engineering and Performance. 2025;34(10):8610–24.
  • Marashipour R, Shirmardi A. Coating Of Silver Nanoparticles by Sputtering Method on Glass Substrates as Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) Biosensor for Detection of Whey Protein. Advances in Skin, Wound and Tissue Repair. 2022;19(1):33–43.
  • قاسمی م, نریمانی ف, عشق آبادی م. کندوپاش پلاسمایی به عنوان روشی نوین جهت ایجاد لایه رسانای انعطاف‌پذیر فیبروین ابریشم. مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای. 2023;44(4):138–
  • Hosseini SA, Emamian, Minasadt, Alishahi, Mostafa. The effect of silicon doping on the mechanical and corrosion properties of tantalum carbide coating deposited by magnetron sputtering technique. Advanced Processes in Materials Engineering. 2022;16(4):79–93.
  • International A. ASTM D638-14, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics: ASTM International; 2015.
  • Total M. Total Materia – The World’s Most Comprehensive Materials Database 2026 [updated 2026/02/23. Available from: https://www.totalmateria.com.
  • Tape S. Standard test methods for measuring adhesion by tape test1. West Conshohocken, PA, USA: ASTM International. 2012.
  • Melentiev R, Yudhanto A, Tao R, Vuchkov T, Lubineau G. Metallization of polymers and composites: State-of-the-art approaches. Materials & 2022;221:110958.
  • Wei C, Chen C-H. The effect of thermal and plastic mismatch on stress distribution in diamond like carbon film under different interlayer/substrate system. Diamond and related materials. 2008;17(7-10):1534–40.
  • Jen S-H, George SM, McLean RS, Carcia PF. Alucone interlayers to minimize stress caused by thermal expansion mismatch between Al2O3 films and Teflon substrates. ACS applied materials & interfaces. 2013;5(3):1165–73.
  • Panjan P, Drnovšek A, Čekada M, Panjan M. Contamination of Substrate-Coating Interface Caused by Ion Etching. Coatings. 2022;12(6):846.
  • Ortiz-Membrado L, García-González S, Orrit-Prat J, Bonet R, Caro J, de Ara JF, et al. Improved adhesion of cathodic arc PVD AlCrSiN coating on ion-implanted WC-Co International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2023;113:106187.
  • Gopal L, Sudarshan T. Electroplating of 3D printed polymers. SAGE Publications Sage UK: London, England; 2025. p. 631–7.
  • Kumar R, Kumar S. Literature Review: Electroplating of FDM-Printed ABS for Biomedical Applications. Biomaterials and Additive Manufacturing. 2025:69–80.
  • Equbal A, Sood AK. Metallization on FDM parts using the chemical deposition technique. Coatings. 2014;4(3):574–86.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار