3Dプリント後の金・銀メッキの性能をご紹介！

出典: Mohou.com

一般的に、金属電気メッキの銀白色や金色のコーティングは、耐腐食効果だけでなく、耐摩耗性の向上、自己潤滑性、型からの取り外しや溶接の容易さなどの特別な機能も備えており、製品を美しくする有効な手段でもあります。

電気めっきの出現は、金属表面の装飾保護に対する人々のニーズを理想的に満たしました。通常の方法は、部品をめっきする金属の電解溶液に浸し、それを負極に接続し、一定の直流電圧を印加して、部品の表面に目的の金属コーティングの層を形成することです。このプロセスは電気めっきと呼ばれます。業界で一般的に使用されている電気めっき方法には、亜鉛めっき、クロムめっき、銅めっき、銀めっき、金めっきなどがあります。電気めっき層の厚さは必要に応じて決定できますが、通常は 10μm から 100 um の範囲です。現在、3D プリントの迅速な製造と電気メッキ技術の組み合わせにより、製品の形態が大幅に豊かになりました。

3Dプリント樹脂電気メッキ銀
1. 銀メッキと金メッキの紹介 銀（Ag）は、天然銀や銀鉱物から抽出される白色金属で、4,000年以上の歴史を持つ、長い利用の歴史を持つ貴金属です。銀は独特の優れた特性を持っているため、通貨と装飾品という二重の価値を人々に与えられてきました。解放前に我が国で使用されていたイギリスポンドと銀ドルは、銀を主成分とする銀銅合金です。銀は白い光沢があり、酸化しにくく、反射率は最大91％に達し、宝飾品や装飾品に広く使用されています。銀の可視光線反射率は91%、プラチナは69%、パラジウムは57%です。反射率が高いということは輝度が高いということなので、銀の白い光沢は非常に目を引きます。純銀には興味深い特性があります。銀のジュエリーの抗酸化特性と光沢の持続性は、個人の体格にも関係しています。体格の良い人は、銀のジュエリーを身に着けるにつれて、銀のジュエリーがますます明るくなるのを目にするでしょう。しかし、体格が弱く、体内に毒素が多い場合、銀のジュエリーはすぐに黒くなる可能性があります。これは、古代人が銀の針を使ってワインが有毒かどうかを調べたときと同じです。有毒な銀の針は黒くなります。したがって、時々純銀のジュエリーを身に着けると、体内の毒素を排出することができ、一石二鳥です。さらに、銀には抗ウイルス作用があることが昔から知られています。専門家によると、現代の医学研究により、銀は水中で正に帯電した銀イオンを形成できることが確認されています。この銀イオンは細菌を吸着し、細菌が呼吸するために依存している酵素を無効にし、細菌の生存を不可能にします。科学的研究によると、チフス菌は銀のストリップ上で1時間しか生存できず、ジフテリア菌は銀のストリップ上で3時間しか生存できません。銀の強力な殺菌能力により、「永久殺菌剤」として知られています。

金（Au）は最も身近な貴金属であり、最も柔らかい金属の一つです。電気伝導性が非常に良く、腐食や錆びにくく、耐酸性が強く、赤外線反射率が優れ、延性と鍛造性が最高です。金メッキ層は見た目が金色で、化学的安定性が高く、「王水」などの超酸にのみ溶け、他の酸には溶けません。金メッキ層は延性が良く、研磨しやすく、高温にも耐え、変色防止性に優れています。

3D プリントされたジュエリーの金メッキ (インターネットからの写真)
2. 銀メッキと金メッキの性能
1.銀および銀メッキ銀の硬度: 2.7
密度: 10.5
融点: 960.5 度相対原子質量: 107.9
標準電極電位Ag/Ag: +0.799V。

銀は鍛造性、可塑性があり、延性、電気伝導性、熱伝導性に優れています。磨かれた銀層は、強い反射性と装飾性を備えています。ガラスや金属の表面に銀をメッキする技術は、金属銀の優れた導電性、耐腐食性、反射特性を活かすように設計されています。銀は面心立方格子で、金に次いで可塑性と延性に優れていますが、ヒ素 (As)、アンチモン (Sb)、ビスマス (Bi) を少量含むと非常に脆くなります。銀は化学的に安定しており、室温では酸化しません。しかし、貴金属の中で、銀は最も活発な化学的性質を持っています。銀は硝酸に溶解して硝酸銀を形成し、熱い濃硫酸に容易に溶け、熱い希硫酸にわずかに溶けます。塩酸と「王水」では表面に塩化銀の薄い膜が形成され、硫化物と接触すると黒色の硫化銀が形成されます。さらに、銀は金や銅と任意の割合で合金を形成することができ、銅や亜鉛と共晶すると合金を形成するのは非常に簡単です。水銀と接触すると銀アマルガムを形成することがあります。

従来の銀メッキは、化学メッキと電気メッキの 2 つのカテゴリに分けられます。

化学銀メッキは、銀アンモニウム錯イオン[Ag(NH3),]+中の一価銀を酒石酸または砂糖で還元し、金属銀をガラス上に堆積させて明るい銀鏡を形成するプロセスです。魔法瓶の銀メッキは化学銀メッキの代表的な例です。銀コーティングは明るく反射性が高いため、熱によって発生する赤外線を非常によく反射し、より優れた断熱効果を実現します。そのため、銀メッキのケトルは保温効果がより高くなります。

電解銀めっきは、電解液としてシアン化銀イオン[Ag(CN)2]を使用し、電気分解によって他の金属の表面に金属銀を堆積させるプロセスです。銀メッキには、人々が気づかない多くの利点があります。例えば、管楽器に銀メッキを施すと、見た目が白くなるだけでなく、音色も美しくなります。

3Dプリント工芸品銀メッキ2. 金と金メッキ 金の原子番号は79、密度は19.302 g/cmn（20°C）、融点は1063°Cです。相対原子質量は196.97、標準電極電位Au+/Auは+1.68v、原子価は+1または+3です。純金は黄金色ですが、金に不純物があると、色も変わります。金の結晶型は面心立方で、抵抗率は0.0235mΩ・mです。金は化学的安定性に優れ、様々な酸やアルカリと反応しにくいため、自然界では天然金の形で存在することができます。

金メッキには化学金メッキと電解金メッキの2種類があります。

化学金めっきの利点は、めっきする部分に電気的な接続が不要で、めっき層が均一であり、表面実装に適していることです。欠点は、溶液の維持が難しく、プライマーに使用される化学ニッケルは、タンクの表面に堆積したニッケルを洗い流すために定期的に洗浄する必要があり、生産の中断と高い運用コストの原因となることです。化学金メッキ層の硬度と耐摩耗性は電気メッキ硬質金よりも劣り、達成できる厚さも限られているため、特定の表面実装溶接方法には適していません。この欠点を補うために、さまざまな表面実装溶接方法に適合するように、化学ニッケル金メッキの代わりに化学ニッケルパラジウム金メッキが使用されます。

電気メッキ金コーティングは、耐腐食性が強く、導電性が良く、溶接しやすく、耐高温性があり、一定の耐摩耗性（少量の他の元素をドープした硬質金など）を備えています。変色防止能力も優れています。同時に、金合金コーティングにはさまざまな色調があります。銀に金メッキを施すと、変色を防ぐことができます。また、金合金めっきは延性が良く、研磨しやすいため、装飾コーティングとしてよく使用され、例えば、宝石、時計部品、美術品などのめっきに使用されます。また、精密機器のプリント基板、集積回路の電子管シェルの電気接点など、長期にわたって安定した電気パラメータ性能を必要とする部品の電気めっきにも広く使用されています。しかし、金の価格が高いため、その適用には一定の制限があります。

近年、電気メッキ技術の進歩に伴い、金メッキ技術も新たな進歩を遂げました。かつては金メッキのジュエリーは金色が1色しかありませんでしたが、現在、フランス、アメリカ、日本の金メッキのジュエリーは3色、あるいはそれ以上の色があります。トリコロールゴールドとして知られるカラーゴールド電気メッキには、ローズ、シルバー、ゴールド、ブラック、ブルーなど、さまざまな色があります。

装飾的な金箔押しは、金メッキの主な用途であり続けています。毎年、世界の金の大部分は、金の宝飾品やその他の高級品の消費に使用されています（約 75%）。銀層に金メッキを施すと銀の変色を防ぐことができます。金合金メッキはさまざまな色調を表現できるため、ジュエリー、時計部品、美術品などのメッキなど、装飾メッキとしてよく使用されます。しかし、現代の電子産業の発展に伴い、電子電気めっきに使用される金の量は急速に増加し、機能性金めっきは金めっき技術の重要な応用分野となっています（電子産業で使用される金は約6％を占めています）。特にハイテク分野では、電子信頼性の保証として金メッキ層はさらに重要な応用価値を持っています。

金の電気メッキ（インターネットからの画像）
金メッキは接触抵抗が低く、導電性が良く、溶接しやすく、耐腐食性が強く、一定の耐摩耗性があるため、精密機器、プリント基板、集積回路、管殻、電気接点などに広く使用されています。例えば、航行、航空、宇宙の分野、軍事用電子機器や自動車用電子機器など安全性が求められる電子製品では、プリント基板、コネクタ、コネクターなどに金メッキ層が使用されています。金メッキはコストが高いため、電気鋳造や特殊な産業用途を除いて、ほとんどの金メッキ層は非常に薄くなっています。

3. 3Dプリントにおける銀メッキと金メッキの応用 銀メッキでも金メッキでも、これら 2 つの素材は、宝飾品、ファインケミカル、航行、航空宇宙などでよく使用されます。従来の鋳造プロセスには、これらの点では利点がありません。ジュエリー製造では、パーソナライゼーションが顧客が追求する主な方向であり、3D プリントは顧客の要件を完全に満たすことができます。また、ファインケミカルでは、3D プリントのラピッドプロトタイピングプロセスにより、小さく繊細な製品を完璧に復元できます。 3D プリントのこの側面では、通常、金属レーザー焼結とワックス鋳造技術が使用されます。

3D プリントされた中空ブレスレット、電気メッキシルバー 3D プリント製品は、ファッション業界でますます影響力を増しています。世界中のジュエリーデザイナーは、クリエイティブ業界が他の製造方法に代わる強力で便利な方法として 3D プリントのラピッドプロトタイピング技術を活用することで、最も大きな恩恵を受けているようです。

3Dプリントされたパーソナライズされたジュエリーの金メッキ
4. 電気メッキとメタリックスプレー塗装 現在、3Dプリント後処理の着色方法として最も一般的なのはスプレー塗装であり、パントンカラー番号のカラーカードに色を塗ることで着色することができます。では、金属メッキと塗装の違いは何でしょうか?
1. 異なるコスト 両者の色作りのプロセスが異なるため、金属電気めっきの価格は一般に金属塗料よりも高く、電気めっき完成品の効果を制御するのがより困難です。

2.完成品の効果は異なり、金属メッキ表面はより光沢があり、色あせしません。

3D プリント樹脂に金属銀を吹き付けたもの (インターネットからの画像)
上の写真からわかるように、電気メッキされた金属の色は金属塗装面よりも明るく、鏡面効果が優れていますが、時間の経過とともに塗装が薄れることがあります。

3. 異なる色 メタリックスプレーペイントに使用できる色はパントンカラーカード全体ですが、電気メッキに使用できる色は、メタリックシルバー、メタリックゴールド、ローズゴールドなど、主に 7 色または 8 色に制限されています。そのため、メタリックスプレー塗料の種類が増え、着色効果もより柔軟になります。

つまり、電気メッキであろうとメタリック塗装であろうと、それぞれに長所と短所があります。どのように選択するかは、ニーズによって異なります。

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