电镀 3D 打印塑料部件的可能性

电镀可用于使聚合物部件具有导电性、EMI 屏蔽能力、耐磨损性，也许最重要的是，它比单纯的聚合物更坚固——通常可与 3D 打印金属相媲美。（总裁 Sean Wise 将这种增强能力称为“结构电镀”。）无论出于何种原因，该公司的工作都有效地提供了

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将聚合物 3D 打印的几何可能性与金属的材料特性相结合的机会，从而降低了成本，同时提供了两种材料之间的选择。这些格子立方体采用立体光刻技术从透明树脂 3D 打印而成，然后涂上化学镀镍、铜和延展性和硬质镍层，以提高其压缩性能。

3D 打印地基  电镀 3D 打印塑料部件的可能性

RePliForm 最初是一家电铸服务提供商，其名称由此而来。电铸工艺利用槽内施加的电流在模具或模型等工具周围形成金属板。对工具的需求是 RePliForm 首次接触 3D 打印的原因，它添加了一台 SLA 打印机来制作用于塑造这些部件的模型。

“这部分确定了我们业务的方向，”Wise 说道。“我们意识到这是其他人可以使用的产品。我们可以提供金属和塑料之间的中间选择。”

最终层的厚度取决于时间、电镀液化学成分和温度、电流以及部件的几何形状。（由于电镀是在低温水浴中进行的——低于 45°C——因此它与大多数可打印树脂兼容。）

电镀是一种成熟的工业化工艺，但对印刷聚合物部件进行电镀却带来了一些独特的挑战。要成功进行电镀，部件必须清洁、防水且导电，而为该工艺做准备是所涉及工作的很大一部分。

Wise 说道：“我们需要了解零件到达这里之前发生的所有事情”，因为设计、材料、打印过程和后处理都会对所需的电镀工作流程产生影响。

例如，热塑性 3D 打印往往具有多孔性，这会吸入电镀电解质并导致表面缺陷。通过 FFF 制造的部件通常不防水，需要在电镀前密封，通常使用环氧树脂，但蒸汽平滑也是某些部件的一种选择。其他部件可以在打印过程中防水；例如，SLS 部件可以通过在打印过程中在外表面上施加更多能量来制造无孔壁。一些 3D 打印技术（如可以生产无需进一步密封的防水部件。

最后，零件经过一系列的铜和/或镍浴，通过电镀形成所需的功能材料层。

零件的镀层取决于其用途——有些客户只关心美观，但更多的客户则关心提高零件的硬度、强度、导电性或其他性能。这项工作大约 50% 是原型设计，50% 是生产零件，而且往往是小批量生产。

怀斯表示：“我们并不注重产量”，他强调，公司的储罐设置灵活，可以轻松随时改变工作流程。

天线是另一个重要的应用；这种波导槽阵列天线（上图；也可 ）就是一个例子。这类组件通常由钎焊和焊接的铜制成。在这里，波导设计师已经在探索 3D 打印这些设备，并且在开始与 RePliForm 合作时正在为几何图形添加穿孔。Wise 要求设计师在不影响波导性能的情况下去除尽可能多的材料，这最终为清洁、蚀刻和电镀该部件提供了必要的途径。涂上一层约 50.8 微米的铜，使聚合物打印件成为功能性天线，其步骤比传统制造工艺更少。该部件仅用了几周时间就生产出来了，具有相同的性能，同时重量也比组装好的铜设备更轻。

“我们将镀层聚合物部件视为复合材料，”他说。事实上，RePliForm 已应用混复合材料的基本公式）来根据塑料基材和金属涂层的体积分数和特性预测镀层部件的拉伸强度。通常，最终部件中的金属体积越大，其强度就越高。较硬的起始树脂增强效果更好，尽管软材料在金属体积较大时会开始具有这些特性。

Wise 表示：“金属含量超过 20% 时，基础材料的影响就小了。”该公司所做的大部分加固工作都以低于这一比例进行，但已经进行了试验，以将这一策略推向极限。

在与宾夕法尼亚州立大学、n合开展的一项中，镀层聚合物部件的性能实际上优于 3D 打印的金属部件。由 nTop 设计和优化的梁在 Formlabs SLA 打印机上进行 3D 打印，并镀上镍，镀层数量不断增加。