การเคลือบผิวแบบ PVD / TiN – เทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมมากขึ้น

การเคลือบผิวแบบ PVD (Physical Vapor Deposition) หรือ TiN (Titanium Nitride) กำลังได้รับความนิยมอย่างมากในกลุ่มสถาปนิก นักออกแบบผลิตภัณฑ์ และผู้ใช้งานอีกจำนวนมาก

JSP ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการเคลือบผิว ได้มุ่งเน้นพัฒนาเทคโนโลยีนี้ โดยเฉพาะกับแผ่นสเตนเลสสตีล และวัสดุอื่นๆ จนมีความชำนาญสูงในกระบวนการนี้

PVD-Coating บนสเตนเลส – กระบวนการเป็นอย่างไร?

แตกต่างจากการเคลือบแบบดั้งเดิม เช่น การชุบด้วยไฟฟ้า (Galvanic coating) กระบวนการ PVD / TiN ไม่ใช้สารพิษหรือสารที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

อีกจุดเด่นคือ ชั้นเคลือบของ PVD มีความบางมาก ทำให้ผิวโลหะดูเงางามและเป็นธรรมชาติ ไม่ดูหนาและทึบเหมือนการพ่นสี การเคลือบด้วยผง หรือการชุบแบบ anodized

การเคลือบด้วย PVD ช่วยเพิ่มทั้งคุณสมบัติทางเทคนิค เช่น ความแข็งแรงและความทนต่อการกัดกร่อน และยังเพิ่มความสวยงามของวัสดุได้อย่างมีระดับ

สีสันจาก PVD-Coating บนสเตนเลส

พื้นผิวที่ได้จากการเคลือบแบบ PVD ไม่เพียงแค่ปกป้องโลหะ แต่ยังให้สีที่หลากหลายและดูหรูหรา เช่น สีแชมเปญ ทองเหลือง ทองคำ ชมพูทอง บรอนซ์ เทาเข้ม และดำ

เมื่อนำมาผสมกับพื้นผิวโลหะแบบต่างๆ จะช่วยสร้างภาพลักษณ์ที่สวยงามทันสมัย เหมาะสำหรับใช้ทั้งในและนอกอาคาร ในงานตกแต่งและออกแบบผลิตภัณฑ์

PVD คืออะไร?

PVD ย่อมาจาก Physical Vapor Deposition หรือ “การเคลือบด้วยไอโลหะในสภาวะสุญญากาศ”

กระบวนการเคลือบแผ่นโลหะขนาดใหญ่จะใช้เทคนิค ARC evaporation โดยใช้ไฟฟ้ากระแสสูงทำให้ “วัสดุเป้าหมาย” ระเหยกลายเป็นไอ และเกาะบนพื้นผิวของแผ่นหรือชิ้นงาน

เมื่อปรับสภาพก๊าซ อุณหภูมิ และพารามิเตอร์อื่นๆ ก็สามารถสร้างสีต่างๆ บนพื้นผิวได้ตามต้องการ

PVD กับ TiN ต่างกันไหม?

PVD (Physical Vapor Deposition) และ TiN (Titanium Nitride) จริงๆ แล้วเป็นกระบวนการเดียวกัน

TiN เป็นหนึ่งในสารเคลือบที่ใช้ในกระบวนการ PVD ซึ่งให้สีทองเหลืองและมีความแข็งแรงสูง ดังนั้นทั้งสองคำนี้จึงมักใช้เรียกแทนกันได้ในการอธิบายเทคโนโลยีเคลือบบางในสุญญากาศ

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมหรือคำแนะนำเฉพาะทางเกี่ยวกับการเคลือบ PVD ทาง JSP ยินดีให้คำปรึกษาและนำเสนอทางเลือกที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ

 

PVD Processing

Here Are the Three Main Types of PVD Coating

การระเหยด้วยความร้อน (Thermal Evaporation)

การระเหยด้วยความร้อนมีอยู่ 2 ประเภท ได้แก่

  • การพ่นด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ (Pulsed Laser Deposition)

  • การระเหยด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (Electron Beam Deposition)

กระบวนการทั้งสองจะใช้พลังงานในการระเหยวัสดุโลหะ (เช่น ไทเทเนียม, เซอร์โคเนียม, โครเมียม, อะลูมิเนียม หรือทองแดง) ภายใต้สภาวะสุญญากาศ โดยสุญญากาศจะช่วยให้อนุภาคไอของโลหะสามารถเคลื่อนที่ไปยังชิ้นงานที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าได้ และจะควบแน่น (Condense) กลับมาเป็นผลึกบาง ๆ ที่แข็งตัวในรูปโลหะอีกครั้งหนึ่ง

เทคนิคการเคลือบ PVD แบบนี้มักถูกใช้ในอุตสาหกรรมไมโครแฟบริเคชันของคอมพิวเตอร์ หรือในผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์

การเคลือบด้วยวิธีสปัตเตอร์ (Sputter Deposition)
ปัจจุบันมีการใช้เทคนิคการเคลือบแบบสปัตเตอร์อยู่ 2 ประเภทในการผลิต ได้แก่

  • Ion Beam Sputtering

  • Magnetron Sputtering

 

ในแบบแรก (Ion Beam Sputtering) จะใช้ลำแสงไอออนยิงสนามไฟฟ้าที่มีความเข้มสูงไปยังพื้นผิวของวัสดุที่ต้องการระเหย ส่งผลให้ไอโลหะเกิดการแตกตัวเป็นไอออน (Ionization) จากนั้นพลังงานจากแรงส่ง (Momentum Transfer) จะพาไอออนเหล่านั้นพุ่งไปยังชิ้นงานเป้าหมายเพื่อทำการเคลือบ

ส่วนในแบบ Magnetron Sputtering ไอออนที่มีประจุบวกจะถูกเร่งความเร็วด้วยสนามไฟฟ้า จากนั้นจะถูกนำมาทับซ้อน (Superimposed) ลงบนพื้นผิวของชิ้นงานเป้าหมาย

กระบวนการสปัตเตอร์นี้มักใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์ เช่น การผลิตอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ และฟิล์มเลนส์หรือวัสดุออปติคัลต่าง ๆ

การเคลือบด้วยวิธี Arc Vapor Deposition (PVD Coating)
วิธีการเคลือบผิวด้วย PVD ที่ Bend Plating ใช้นั้น คือ Arc Vapor Deposition

กระบวนการนี้ใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำในการสร้าง “อาร์ก” เพื่อระเหยโลหะต้นกำเนิดให้กลายเป็นอนุภาคโลหะในรูปของไอโลหะ จากนั้นอะตอมโลหะที่ระเหยออกมาจะทำปฏิกิริยากับก๊าซที่อยู่ในสถานะพลาสมา และควบแน่นกลับลงบนผิวของชิ้นงานที่อยู่ใกล้ในอุณหภูมิต่ำกว่า

ระหว่างกระบวนการ ชิ้นงานจะหมุนอยู่บนแท่นหมุนแบบหลายแกน (multi-axis rack carousel) เพื่อให้สามารถเคลือบผิวได้อย่างทั่วถึงและสม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดฟิล์มเคลือบที่มีอายุการใช้งานยาวนาน และสามารถเลือกสีได้หลากหลาย เช่น สีดำ, สีบรอนซ์, สีทอง, สีกราไฟต์, สีนิกเกิล, สีฟ้า, สีม่วง หรือสีรุ้งซึ่งผสมมากกว่าหนึ่งเฉดสี

นี่ถือเป็นวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด และสามารถสร้างฟิล์มโลหะที่บางมาก (ประมาณ 0.25 ถึง 4.0 ไมครอน) แต่แข็งแรง และมีให้เลือกหลายเฉดสี พื้นผิวแบบ PVD มีความโปร่งแสง (Transparent) ซึ่งทำให้สามารถมองเห็นพื้นผิวโครเมียมหรือความเงาด้านล่างได้

พื้นผิวแบบด้าน (Matte) หรือขัดลาย (Brushed) ก็สามารถนำมาเคลือบด้วย PVD ได้เช่นกัน เพื่อคงรูปลักษณ์นั้นไว้อย่างถาวร พร้อมป้องกันการกัดกร่อน การทำปฏิกิริยาทางเคมี และการขีดข่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เทคโนโลยี PVD ยังสามารถใช้กับวัสดุฐานที่มีต้นทุนต่ำหรือมีน้ำหนักเบา เช่น พลาสติก หรืออะลูมิเนียม ได้อีกด้วย โดยยังให้ผลลัพธ์ที่ดูสวยงาม ทนต่อการสึกหรอ และการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม