在增材制造領(lǐng)域，3D打印聚合物技術(shù)極大地簡化了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造過程。然而，在特定應(yīng)用場景下，單獨(dú)依賴聚合物材料存在明顯的局限性，而金屬打印技術(shù)則可能因時(shí)間及成本的雙重制約而難以實(shí)施。鑒于此，電鍍技術(shù)作為一種有效的解決策略，適時(shí)地補(bǔ)充這一技術(shù)空白。該技術(shù)通過一系列化學(xué)處理方式，在部件表面鍍上一層金屬，從而極大地增強(qiáng)了部件的導(dǎo)電性、耐腐蝕性及其他功能性指標(biāo)，從而優(yōu)化了部件的綜合性能表現(xiàn)。

過去二十余年間，來自美國的RePliForm始終是電鍍3D打印樹脂及其他非導(dǎo)電材料領(lǐng)域的前行者。電鍍作為一種經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)手段，既能夠發(fā)揮聚合物打印在速度和設(shè)計(jì)靈活性上的優(yōu)勢，又能賦予部件金屬的多種特性。RePliForm通過將電鍍方法與增材制造技術(shù)相結(jié)合，用以提高樹脂部件的工程性能，并協(xié)助客戶選擇適合其項(xiàng)目的基材和電鍍順序組合。其中，電鍍技術(shù)可以為部件增加紫外線防護(hù)、電磁干擾屏蔽、射頻特性、減緩或可能消除蠕變、提升耐磨性和化學(xué)抗性等多種特性，以及增強(qiáng)部件的環(huán)境適應(yīng)性。近期，RePliForm與摩方精密開啟戰(zhàn)略合作，共同探討如何融合雙方技術(shù)，以拓展至更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

改善與應(yīng)用：鍍層部件的力學(xué)性能

RePliForm運(yùn)用了一種簡易的復(fù)合模型，即“混合法則”，該法則基于電鍍增材制造部件的構(gòu)成成分特性及其體積比例來預(yù)測其強(qiáng)度。

在此基礎(chǔ)上，若掌握了組件的性質(zhì)及其體積分布，便可對鍍層部件的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測。例如，該技術(shù)中應(yīng)用的膠囊壁厚范圍介于150至250 μm，平均厚度約為200μm。在采用50μm的銅和鎳進(jìn)行電鍍處理后，預(yù)計(jì)壁厚將增加大約50%。鑒于鍍層本身的強(qiáng)度超過樹脂12倍（鍍層強(qiáng)度達(dá)900 MPa，樹脂強(qiáng)度為70 MPa），且剛度提升50倍（金屬剛度為132 GPa，樹脂剛度為2.4 GPa），經(jīng)過10μm銅和40 μm鎳的電鍍處理，鍍層膠囊的強(qiáng)度至少提升4倍，剛度則提高15倍。

為了對電鍍部件中的金屬和樹脂體積進(jìn)行初步估算，可以對部件在電鍍前后的重量進(jìn)行稱量。電鍍前的重量除以樹脂的密度得出部件的體積，而電鍍后的重量減去原始重量后除以金屬的密度（大約為8.92 g/cc），則可計(jì)算出金屬的體積。

提升設(shè)計(jì)精確度：鍍層厚度整合是關(guān)鍵一步

在理想狀況下，若部件需進(jìn)行涂層處理，則其設(shè)計(jì)必須進(jìn)行調(diào)整，以預(yù)留出涂層增加的厚度空間。這通常涉及到對表面進(jìn)行偏移處理，如此一來，壁厚將會(huì)減去兩倍的涂層厚度。例如，一個(gè)原本壁厚為150 μm的部件，在調(diào)整后將縮減為50 μm的壁厚；而原本壁厚為250 μm的區(qū)域，則會(huì)減少至150 μm。若調(diào)整后的壁厚過薄，以至于無法穩(wěn)定構(gòu)建或處理，則可能需要考慮采用更薄的涂層，或者在打印前僅對那些涉及關(guān)鍵尺寸的表面進(jìn)行偏移處理。

表面質(zhì)量把控：決定電鍍部件性能的關(guān)鍵

電鍍塑料部件的表面質(zhì)量直接映射了其塑料基材的加工完成度。因此，為了達(dá)到美觀的表面效果，注塑部件通常需要在經(jīng)過拋光的模具中進(jìn)行生產(chǎn)。3D打印的部件在構(gòu)造過程中往往會(huì)產(chǎn)生層狀紋理和其他制造痕跡（例如支撐點(diǎn)標(biāo)記），這些特征在電鍍后依然可見。在某些特定應(yīng)用中，例如天線制造，這些制造痕跡可能會(huì)對設(shè)備的有效頻率范圍造成限制。然而，摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術(shù)所具備的高分辨率特性已經(jīng)證實(shí)能夠有效提升天線的工作頻率范圍，使其達(dá)到85 GHz以上的高性能水平。

陶瓷電鍍工藝：讓傳統(tǒng)材料煥發(fā)新活力

RePliForm通過精細(xì)調(diào)整陶瓷磨料的蝕刻工藝，成功實(shí)現(xiàn)了在陶瓷材料上的電鍍處理。以下展示的兩個(gè)氧化鋁陶瓷樣品便為例證。其中，內(nèi)窺鏡座表面鍍有一層10 μm的銅和40 μm的鎳，而螺旋二十四面體則依次鍍有25 μm的亮銅層和6 μm的無電解鎳層。

摩方精密始終秉承創(chuàng)新理念，積極探索并與各方展開合作，旨在為醫(yī)療器械、新能源汽車、航天航空、精密電子等多個(gè)領(lǐng)域提供全面、高效的工業(yè)制造解決方案，以滿足不同行業(yè)對精密制造技術(shù)的需求，不斷推動(dòng)工業(yè)制造技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新。