5 перспективных инноваций в технологиях обработки металлов

Обработка металла - важнейший процесс во многих современных производственных операциях. Хотя сама эта практика ни в коем случае не нова, отрасль, вероятно, лишь поверхностно оценила свой потенциал. Спрос на более быструю, дешевую и устойчивую отделку растет, стимулируя инновации.

Обработка металла часто приходится на конец производственного процесса. Хотя специфика различается в зависимости от оборудования, технологий и целей, обычно это влечет за собой нанесение покрытия, очистку или другую обработку металла для улучшения его характеристик или внешнего вида. Некоторые виды отделки делают металл на 85% более устойчивым к коррозии , а другие могут просто сделать его более привлекательным.

Обработка металла охватывает несколько различных процессов, но некоторые из наиболее распространенных включают:
Гальванизацию;
Чистку;
Полировку;
Шлифование;
Порошковое покрытие;
Вибрационная отделка;
Термообработка;
Горячее чернение;
К простейшим формам относятся чистка, полировка и шлифовка, включающие сглаживание металлических поверхностей абразивными материалами вместо их обработки. Пескоструйная очистка и вибрационная отделка дают аналогичный эффект, но для его достижения используются более совершенные методы.
И термическая обработка, и горячее чернение используют высокие температуры, чтобы сделать металлы более прочными. При горячем чернении образуется слой черной окиси для повышения стойкости к истиранию, а термическая обработка приводит к упрочнению металла.
Гальванизация и порошковое покрытие являются наиболее продвинутыми формами, и, вероятно, они приходят на ум, когда люди думают о металлической отделке. В гальванике используются химические вещества и электрический ток, чтобы прикрепить тонкий слой металла к изделию. Порошковое покрытие, напротив, использует УФ-отвердение или тепловое отверждение для образования слоя пластикового порошка на поверхности.

Последние инновации в отделке металлов
Многие из этих методов обработки металла существуют уже несколько десятилетий, а некоторые даже дольше. Несмотря на то, что основные концепции отделки довольно старые, отделка металлом сегодня часто выглядит совсем не так, как когда-то. За последние несколько лет многие революционные инновации продвинули эту практику дальше.
Эти достижения делают отделку металла более эффективной, доступной и экологичной. Поскольку потребители и корпорации в равной степени требуют большего от своих деталей и материалов, эти методы становятся все более ценными. Вот пять самых революционных инноваций в области обработки металлов.

1. Гидрофобный и гидрофильный предварительно окрашенный металл.
Предварительно окрашенный или рулонный металл предполагает нанесение ровных слоев краски перед изготовлением, что обеспечивает более ровную и долговечную отделку. Сама практика используется с середины 20 века, но новые технологии сделали ее более ценной. Одними из наиболее многообещающих из них являются гидрофобные и гидрофильные покрытия.

Гидрофобный предварительно окрашенный металл отталкивает воду, заставляя ее легко скатываться и скатываться. Это свойство также затрудняет прилипание других материалов к поверхности, что обеспечивает быструю и легкую очистку. Учитывая, что очистка граффити обходится в 12 миллиардов долларов в год , металлы с такими покрытиями могут привести к значительной экономии для компаний и государственных служб.

Напротив, гидрофильное покрытие катушек притягивает и удерживает воду, что снижает трение. Эти покрытия стали популярными для медицинских устройств, поскольку они сводят к минимуму риск повреждения тканей за счет улучшенной смазки. Они также могут защитить водопроводные трубы от коррозии за счет уменьшения трения с абразивами, такими как соль или другие минералы.

2. Нанотехнологическое покрытие
Хотя почти все современные металлические покрытия чрезвычайно тонкие, новые технологии позволили нанести наноразмерные покрытия. Эти покрытия имеют толщину от 1 до 100 нанометров, а человеческий волос - от 80 000 до 100 000 нанометров . Эта микроскопическая шкала дает производителям больше контроля над свойствами металла и может обеспечить желаемые качества с минимальным увеличением массы.
Одно из наиболее ценных применений нанотехнологических покрытий - повышение долговечности. Ремонт поцарапанного автомобиля может стоить до 3500 долларов , а традиционные устойчивые к царапинам покрытия могут повлиять на цвет краски или толщину материала. Благодаря своей тонкости нанопокрытия могут сделать автомобильные поверхности устойчивыми к истиранию без ущерба для других их свойств.
Другие нанотехнологические покрытия могут сделать металлы гидрофобными или гидрофильными, улучшить электропроводность или даже сделать их антимикробными. По мере развития нанонауки возможности будут расширяться.

3. Зеленое гальваническое покрытие
Гальваника имеет много преимуществ, но традиционные методы далеки от окружающей среды. Использование токсичных растворителей чревато утечкой опасных химикатов в окружающую среду, и этот процесс часто является энергоемким. Последние инновации делают эту практику более устойчивой.
Один из таких методов растворяет алюминий в воде вместо растворителей. Алюминий менее вреден для окружающей среды, чем обычные материалы, такие как хром и кадмий, а использование воды устраняет риск утечки опасных химических веществ. Этот процесс также не требует узкоспециализированного энергоемкого оборудования, снижающего выбросы парниковых газов.
В некоторых современных процессах гальваники полностью исключается обработка мокрых поверхностей. Это исключает потенциально вредные растворители и сводит к минимуму промышленные отходы. Хотя сухое гальваническое покрытие еще не полностью заменило мокрые процессы, это методика роста.

4. Графеновое покрытие.
Одна из быстрорастущих инноваций в отделке металлов - это не новый процесс, а материал: графен. Графен представляет собой одинарный слой атомов углерода, что делает его самым тонким материалом, известным людям , и обладает многими замечательными свойствами. Он в 200 раз прочнее стали, обладает отличной электропроводностью и теплопроводностью, а также очень гибок.
Покрытие металлов различными материалами на основе графена может придать эти свойства многим изделиям и деталям. Например, графен может делать металлы стойкими к химической, тепловой и влажной коррозии, что идеально подходит для транспортных средств или промышленного применения. Подобные свойства могут помочь сделать медицинские устройства более прочными и гигиеничными.
По мере расширения рынка возобновляемых источников энергии покрытие графена в производстве солнечных элементов становится все более ценным. Эти покрытия могут стать ключом к созданию более эффективных и гибких солнечных панелей для более разнообразных применений.

5. Аналитика данных
Как и многие другие производственные процессы, обработка металлов также улучшилась с появлением аналитики данных. Поскольку эта область охватывает очень много различных процессов и методов, у одной и той же проблемы может быть несколько решений. Аналитика данных может взвесить эти варианты, чтобы предложить улучшения рабочего процесса для операций по чистовой обработке металла.
Например, данные процесса гальваники могут показать, что потребление энергии слишком велико. Затем аналитические механизмы могут предложить возможные решения, такие как использование других растворителей или корректировка других частей рабочего процесса для использования меньшего количества энергии. Затем предприятие могло бы внести эти изменения и сэкономить как энергию, так и деньги.
Аналитика данных позволяет операциям по отделке металла использовать стратегию постоянных улучшений. По мере появления новых технологий и методов у них будет больше возможностей для этих корректировок. Металлообработка в целом станет более оптимизированной областью.
Завершающие инновации обещают существенные улучшения
Немногие изделия из металла достигают своей окончательной формы без какой-либо отделки. Эти инновации гарантируют, что производители могут предоставлять лучшие металлические изделия из возможных и производить их с минимальными затратами.
По мере того, как все больше предприятий внедряют эти технологии и методы, обработка металла будет развиваться дальше. Появятся новые возможности, ведущие к лучшим продуктам и более оптимизированным процессам.