Что такое гальванопластика

Осваивая новые способы изготовления декоративных изделий и предметов искусства, человек нередко обращается к науке. Сегодня знания из областей физики и химии необходимы мастерам, работающим с декором. В этой статье мы расскажем о технологии гальванопластики, раскроем ее преимущества и опишем области применения.

Гальванопластика — это раздел гальванотехники, посвященный формообразованию из цветного металла путем его осаждения из специального раствора (электролита) под воздействием электрического тока. Проще говоря, гальванопластика — это технология получения металлических изделий или точных металлических копий предметов. Тонкий слой металла оседает на модели путем электрохимического воздействия, потом модель отделяется от металла — получается копия. Толщина слоя металла, наносимого на предмет, составляет примерно 0,25-2,00 мм.

Метод гальванопластики был открыт русским ученым Б. С. Якоби в первой половине XIX века. Свое название этот метод получил по той причине, что получаемые изделия «пластически точно» копируют оригинал. Отличительной особенностью метода гальванопластики является характеристика прочности сцепления осаждаемого металла с поверхностью формы. Сцепление должно быть минимальным, чтобы осажденный слой свободно отделялся от покрываемой формы без ее повреждения или разрушения.

Сегодня гальванопластику используют в случаях, когда оригинал изделия имеет сложную форму или фактуру, и повторить его путем литья, ковки, штамповки или механической обработки практически невозможно. Гальванопластика широко применяется во многих областях, в том числе, при изготовлении точных художественных копий небольших скульптур или предметов декора, ювелирных украшений.

1748003_1000
1747270_1000

Технология гальванопластики

Процесс состоит из нескольких этапов:

  1. Изготовление формы;
  2. Нанесение токопроводящего (или разделительного) слоя на форму;
  3. Гальваническое наращивание;
  4. Отделение готового изделия от формы.

Формы, изготавливаемые для гальванопластики, должны соответствовать ряду требований:

  • легко отделяться от копируемого предмета, без повреждения самой формы или полученной металлической копии;
  • не давать усадку и не деформироваться в процессе затвердевания, охлаждения, сушки;
  • быть устойчивыми к воздействию электролита, не разрушаться в процессе электролиза, не давать осадка и не загрязнять электролит;
  • обладать достаточной адгезией к наносимому токопроводящему или разделительному слою.
тетки
e58270a328fc2ed635554a76fe084111

Классификация форм для гальванопластики

По материалу формы для гальванопластики делятся на металлические и неметаллические, по конструкции — на сплошные и составные, по времени использования — на однократно используемые и многократно используемые.

Металлические формы изготавливаются из меди, стали, алюминия, свинца или титана. Неметаллические формы могут быть пластмассовыми, деревянными, гипсовыми, стеклянными, восковыми или пенопластовыми. Комбинированные формы сочетают в себе несколько материалов. Многократно используемые формы являются неразрушимыми, а однократно используемые можно растворять, выжигать или выплавлять, чтобы отделить металлическую копию от формы. Сплошные (неразборные) формы, как правило, отливают из воска или металла, составные формы делают из пластмассы, гипса, пенопласта и других материалов.

Galvanoplastika_4
qkwNyrayBqU7Y8SgVcSQT_RpBqOtawQ

После того как форма изготовлена, следует этап ее покрытия токопроводящим слоем (если форма неметаллическая) или разделительным слоем (если форма металлическая). Перед нанесением такого слоя следует провести предварительную обработку поверхности формы: очистить ее от ржавчины, налета, пыли и грязи; обезжирить и высушить.

Токопроводящий слой для неметаллических форм может наноситься механическими или химическими способами: в первом случае происходит напыление металлического порошка (часто используется графит), во втором – производится меднение, никелирование, или кобальтирование. Важно, чтобы в итоге поверхность формы стала электропроводящей.

Разделительный слой для металлических форм может быть неорганическим (например, из солей или оксидов), или органическим (из специальных пленок). Иногда оксидный слой самопроизвольно образуется на поверхностях форм из металла, например, при работе с титаном, никелем, нержавеющей сталью или некоторыми сплавами алюминия.

Основной этап процесса гальванопластики – гальваническое наращивание. На этом этапе происходит электроосаждение слоев металла на форме. Наиболее популярными металлами для изготовления копий являются медь и никель. Далее происходит подключение формы к источнику тока и ее помещение в гальваническую емкость, наполненную специальной жидкостью – электролитом. В качестве электролитов используются сульфатные электролиты меднения, сульфаминовый или сульфатно-хлоридный электролит никелирования. Для ускорения процесса к раствору добавляется серная кислота.

По окончании процесса электролиза происходит отделение готового изделия от формы, по необходимости выполняются полировка, нанесение функциональных покрытий и художественная обработка.

Для получения копий предметов искусства (копий мелких скульптур, барельефов, гербов, монет, медалей, эмблем, ювелирных украшений) чаще всего применяют метод осаждения меди. Для приготовления электролита используется медный купорос – смешивается сульфат меди и серная кислота. Медный купорос выделяет ионы меди (катионы) в процессе прохождения тока через электролит. Катионы оседают на форме, подключенной к катоду (электроду, на котором происходят реакции восстановления металла). По завершении электролиза форма также отделяется от слоя осажденного металла, из него получается точная копия изделия. Медь осаждается не только в качестве основного слоя покрытия, но и как промежуточный слой при никелировании, хромировании, серебрении и золочении изделий.

1458141934196420484
2a14ce61b109ddb051574c6bc475f981

Преимущества метода гальванопластики перед другими способами копирования деталей и декоративных изделий

  1. Высокое качество воспроизводимых копий;
  2. Возможность точного воспроизведения мельчайших деталей фактуры и рельефа оригинального изделия;
  3. Возможность изготовления как уникальных изделий, так и крупных партий;
  4. Низкая стоимость производства по сравнению с другими методами: литьем, ковкой, чеканкой;
  5. Высокая скорость изготовления гальванопластических изделий;
  6. Многократное использование одной и той же формы;
  7. Тождественность копий, снимаемых с одной формы;
  8. Возможность изготавливать не только мелкие, но и крупные изделия — в зависимости от размера гальванической емкости и мощности источников тока;
  9. Меньший вес копии по сравнению в оригинальным изделием;
  10. Возможность придать изделию необходимый цвет и создать защитное покрытие на этапе финишной обработки.

Метод гальванопластики позволяет создавать изделия, до мельчайших подробностей совпадающие с оригиналом. Можно воспроизводить копии фактур коры дерева, выделанной кожи, натурального камня, растений (листьев и цветов) и даже металлические копии насекомых.

41i0rFI4n2L
unnamed

Область применения гальванопластики

Область применения гальванопластики в промышленности довольно обширна. При помощи этого метода изготавливаются, например, бесшовные трубы, волноводы, гильзы с кумулятивным зарядом (для бронебойных снарядов и бурения нефтяных скважин), пресс-формы и штампы, пластины для печати и тиснения. Кроме того, гальванопластика применяется в оптике — при изготовлении видеодисков и голографических штампов, телескопов, отражателей. Изготавливаются также тонкослойные изделия: печатные платы, огнестойкие одеяла, бесшовные ленты, солнечные поглотители, решетки для микроскопов и сита для сахарной центрифуги. В авиационно-космической промышленности метод гальванопластики применяется для производства радиаторов ракетных конусов, воздухозаборников, прожекторов, щитов для лопастей вертолетов. Гальванопластика используется даже в производстве таких повседневных изделий, как электробритвы!

Наиболее интересной областью применения метода является художественная гальванопластика. При помощи этой технологии можно копировать барельефы, гербы, монеты, ордена и медали, ювелирные украшения. Еще гальванопластика применяется при реставрации или создании декора интерьера: подсвечников, статуэток, сувениров и даже некоторых предметов мебели (например, ножек стульев или дверных ручек).

Методом гальванопластики можно воспроизводить и скульптуры. На первом этапе процесса создания таких скульптур изготавливается первичная форма из глины. После этого глиняная фигура разделяется на несколько частей, с которых снимаются гипсовые копии — вторичные формы. Гипсовые элементы подвергаются обработке: их тщательно высушивают и пропитывают. Пропитка гипса нужна потому, что сам по себе материал обладает высокой гигроскопичностью. Поэтому необходимо пропитать его воском или парафином. На следующем этапе на гипсовые формы наносят графитный слой, чтобы изделие могло проводить электрический ток.

После этого гипсовые элементы, покрытые графитом, помещают в гальваническую ванну (емкость с электролитом) и запускают процесс электролиза — на формы оседает медь. Добавленная к электролиту серная кислота ускоряет процесс осаждения металла. Полученные металлические копии монтируют и соединяют друг с другом, так, что получается готовая скульптура. В последствии мастера осуществляют монтажные работы: изготавливают каркас для изделия, припаивают отдельные элементы, зачищают швы.

В компании Art Stone Group вы можете заказать изготовление скульптур и других художественных изделий, полученных методом гальванопластики. Внешне они практически неотличимых от изделий из бронзы!

ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ