Inne obciążenia działają na dekoracyjną ramkę urządzenia, inne na pokrętło używane kilkadziesiąt razy dziennie, a jeszcze inne na uchwyt znajdujący się w łazience lub kuchni. Powierzchnie mogą wyglądać podobnie, lecz w czasie eksploatacji będą miały kontakt z różnymi substancjami i będą czyszczone z inną częstotliwością.
Wymagania wobec powłoki powinny więc wynikać nie tylko z oczekiwanego wyglądu produktu, ale przede wszystkim z przewidywanego sposobu jego użytkowania. Przed rozpoczęciem prób trzeba ustalić, czy detal będzie często dotykany, czy może pozostawać wilgotny, czym będzie czyszczony oraz czy będzie miał kontakt z potem, kosmetykami, tłuszczem lub preparatami zawierającymi alkohol. Dopiero taki opis pozwala określić, jakie właściwości powierzchni należy sprawdzić.
Najpierw trzeba opisać rzeczywisty sposób użytkowania
Samo wskazanie, że element będzie stosowany w kuchni, łazience, samochodzie albo urządzeniu domowym, nie wystarcza. W obrębie jednego produktu mogą występować zarówno części niemal niedotykane, jak i przyciski, uchwyty czy pokrętła intensywnie eksploatowane przez wiele lat.
Znaczenie ma również położenie elementu. Detal zamontowany pionowo może szybko wysychać po czyszczeniu, natomiast w zagłębieniu lub przy połączeniu części mogą pozostawać krople wody i resztki detergentu. Nawet w obrębie jednej powierzchni występują więc strefy narażone w różnym stopniu.
Przed przygotowaniem założeń dobrze jest odpowiedzieć na kilka podstawowych pytań:
- jak często użytkownik będzie dotykał elementu;
- które fragmenty powierzchni będą dotykane najczęściej;
- jakimi preparatami produkt może być czyszczony;
- czy środek czyszczący będzie natychmiast usuwany, czy może pozostawać na powierzchni;
- czy detal będzie narażony na wilgoć, parę wodną lub okresowe zalewanie;
- czy może mieć kontakt z potem, kremami, kosmetykami, tłuszczem albo środkami dezynfekującymi;
- czy w czasie użytkowania będą występowały zmiany temperatury;
- które powierzchnie pozostaną widoczne po zamontowaniu elementu.
Taki opis tworzy scenariusz użytkowania. Jest on znacznie bardziej przydatny niż ogólna deklaracja, że detal powinien być odporny na czyszczenie lub intensywną eksploatację.
Częsty dotyk jest powtarzalnym obciążeniem powierzchni
Dłoń nie pozostawia na detalu wyłącznie śladów linii papilarnych. Na powierzchnię trafiają pot, naturalne substancje tłuszczowe, wilgoć oraz pozostałości mydła, kremów i innych preparatów. Pojedynczy kontakt może nie wywołać żadnej zauważalnej zmiany. Znaczenie ma jednak wielokrotne powtarzanie tego samego obciążenia.
Dlatego przycisk, uchwyt lub pokrętło powinny być oceniane inaczej niż element pełniący wyłącznie funkcję dekoracyjną. W często dotykanym miejscu z czasem może pojawić się zmiana połysku, zmatowienie, przebarwienie albo wyraźna różnica pomiędzy strefą użytkowaną a pozostałą częścią detalu. Nie zawsze pierwszym sygnałem problemu jest pęknięcie lub odspojenie powłoki. W produktach o wysokich wymaganiach wizualnych już miejscowa zmiana wyglądu może mieć znaczenie.
Podczas określania wymagań trzeba również uwzględnić przewidywalne zachowania użytkowników. Nawet jeśli instrukcja zaleca czyszczenie miękką ściereczką, element urządzenia może być przecierany uniwersalnym płynem kuchennym, preparatem do szyb albo środkiem zawierającym alkohol. Nie oznacza to, że każdy detal należy badać przy użyciu wszystkich możliwych substancji. Trzeba natomiast wybrać te scenariusze, które są prawdopodobne w konkretnym zastosowaniu.
Hasło „odporny na detergenty” jest zbyt nieprecyzyjne
Preparaty czyszczące różnią się składem, stężeniem, odczynem oraz sposobem użycia. Krótkie przetarcie powierzchni rozcieńczonym płynem nie jest tym samym co pozostawienie skoncentrowanego środka na kilkanaście minut. Inny rezultat może dać jednorazowa próba, a inny badanie obejmujące wielokrotne cykle czyszczenia.
W wymaganiach warto zatem określić nie tylko rodzaj preparatu, ale również:
- jego stężenie;
- ilość nanoszoną na powierzchnię;
- temperaturę podczas próby;
- czas kontaktu z detalem;
- liczbę powtórzeń;
- sposób usunięcia preparatu;
- czas przewidziany na wyschnięcie powierzchni;
- moment, w którym zostanie przeprowadzona ocena.
Bez tych informacji dwie strony mogą inaczej rozumieć to samo wymaganie. Dla jednej odporność na detergenty będzie oznaczała krótką, jednorazową próbę, a dla drugiej wielokrotne cykle czyszczenia mające odwzorować dłuższy okres użytkowania. Formalnie oba podejścia odnoszą się do tego samego zagrożenia, lecz sprawdzają zupełnie inne warunki.
Wilgoć i woda nie zawsze oznaczają to samo obciążenie
Krótkotrwałe zamoczenie detalu i jego natychmiastowe osuszenie nie odtwarza sytuacji, w której powierzchnia pozostaje wilgotna przez wiele godzin. Woda może utrzymywać się w zagłębieniach, przy krawędziach, otworach, szczelinach montażowych i miejscach styku kilku elementów. Takie obszary mogą być narażone znacznie bardziej niż płaska, łatwo wysychająca część powierzchni.
Trzeba również rozróżnić kontakt z czystą wodą od kontaktu z wodą zawierającą resztki detergentów, kosmetyków lub osadów. W rzeczywistym użytkowaniu często nie działa jeden czynnik, lecz powtarzająca się sekwencja: zwilżenie, naniesienie środka czyszczącego, wytarcie, wyschnięcie i ponowne użycie.
W przypadku galwanizacji tworzyw sztucznych odporność powinna być więc rozpatrywana w odniesieniu do całego scenariusza eksploatacji. Próba ograniczona do jednorazowego kontaktu z wodą może nie dostarczyć wystarczających informacji o zachowaniu detalu w wilgotnym środowisku.
Kosmetyki, pot i alkohol powinny być traktowane oddzielnie
Kremy, balsamy, perfumy, preparaty do stylizacji, środki dezynfekujące oraz płyny zawierające alkohol nie tworzą jednej jednorodnej grupy. Różnią się składem i mogą oddziaływać na powierzchnię w odmienny sposób.
Ważny jest także charakter kontaktu. Uchwyt lub przycisk częściej zostanie dotknięty dłonią bezpośrednio po użyciu kremu albo środka dezynfekującego niż całkowicie zanurzony w takim preparacie. Badanie powinno zatem możliwie dobrze odtwarzać prawdopodobną sytuację, zamiast tworzyć przypadkowe, skrajnie agresywne warunki bez związku z przeznaczeniem produktu.
Podobnie należy podejść do działania potu. Znaczenie ma nie tylko sam kontakt, ale również jego częstotliwość, czas pozostawania zanieczyszczeń na powierzchni oraz późniejsze czyszczenie. Często dotykane części powinny być rozpatrywane jako elementy poddawane całym cyklom użytkowym, a nie pojedynczym, oderwanym od siebie próbom.
Jeden detal może mieć kilka stref o różnych wymaganiach
Nie każda część elementu jest obciążona w takim samym stopniu. Na pokrętle najbardziej narażona będzie powierzchnia chwytana palcami. W przypadku uchwytu największe znaczenie mogą mieć jego krawędzie oraz spodnia powierzchnia. W panelu sterowania intensywnie użytkowana bywa tylko okolica przycisków, podczas gdy pozostała część pełni głównie funkcję dekoracyjną.
Warto więc już na etapie projektowania wskazać strefy:
- najczęściej dotykane;
- narażone na pozostawanie wody lub preparatów;
- trudne do czyszczenia i osuszenia;
- szczególnie ważne wizualnie;
- ukryte po montażu;
- znajdujące się przy krawędziach, otworach i połączeniach.
Pozwala to lepiej wybrać miejsca poddawane próbom i uniknąć sytuacji, w której oceniana jest łatwo dostępna, płaska część powierzchni, chociaż rzeczywiste ryzyko występuje w zupełnie innym obszarze.
Co należy oceniać po przeprowadzeniu próby?
Ocena nie powinna ograniczać się do sprawdzenia, czy metaliczna powłoka nadal znajduje się na detalu. Pogorszenie jakości może najpierw ujawnić się w postaci zmian estetycznych, a dopiero później doprowadzić do poważniejszych uszkodzeń.
W zależności od przeznaczenia produktu można sprawdzać między innymi:
- zmianę barwy lub połysku;
- miejscowe zmatowienie;
- plamy i przebarwienia;
- różnice pomiędzy strefą poddaną próbie a powierzchnią referencyjną;
- pęcherze, pęknięcia i łuszczenie;
- pogorszenie przyczepności powłoki;
- ślady korozji;
- zmiany występujące przy krawędziach, otworach i zagłębieniach.
Kryteria akceptacji powinny uwzględniać funkcję detalu. W przypadku elementu dekoracyjnego nawet niewielka zmiana wyglądu może być niedopuszczalna. Dla części technicznej, której powierzchnia po montażu pozostaje niewidoczna, większe znaczenie może mieć utrzymanie odpowiedniej przyczepności powłoki i brak oznak korozji.
Warto wiedzieć
Wyniku badania w rozpylonej solance nie można przeliczać wprost na liczbę miesięcy lub lat użytkowania produktu. Taka próba służy między innymi do sprawdzania zgodności z określonym wymaganiem, kontroli powtarzalności procesu oraz wykrywania porów, nieciągłości i innych słabych miejsc powłoki. Nie zastępuje jednak badań dobranych do konkretnych warunków eksploatacji, takich jak kontakt z detergentami, kosmetykami czy często powtarzane czyszczenie. Rozwinięcie zagadnienia: https://galwan.com.pl/blog,ac99/jak-przygotowac-wzorzec-jakosci-galwanizowanych-detali-z-abs-i-abspc-kryteria-odbioru-partii-produkcyjnej,1828
Próba musi odpowiadać rzeczywistemu detalowi
Płaska próbka może być przydatna do sprawdzania wybranych właściwości, ale nie zawsze odtwarza warunki występujące na gotowym elemencie. Rzeczywisty detal ma łuki, zagłębienia, otwory, żebra, krawędzie i miejsca montażowe. Geometria wpływa zarówno na wykonanie powłoki, jak i na późniejsze zatrzymywanie wilgoci czy środków czyszczących.
Przy wdrażaniu nowego produktu warto więc prowadzić próby na elementach wykonanych z docelowego materiału, przy użyciu właściwej formy i planowanych parametrów wtrysku. Dotyczy to zwłaszcza galwanizowania tworzyw sztucznych ABS oraz galwanizowania tworzyw sztucznych ABS/PC, ponieważ rezultat zależy od całego ciągu technologicznego: właściwości materiału, jakości wypraski, przygotowania powierzchni, nakładania kolejnych warstw i późniejszych warunków eksploatacji.
Zmiana tworzywa, jego receptury, dostawcy, konstrukcji elementu lub parametrów procesu może wpłynąć na efekt końcowy. Wyniku uzyskanego dla jednej wersji produktu nie powinno się więc automatycznie przenosić na każdą kolejną odmianę.
Nie najbardziej surowa, lecz najlepiej dobrana próba
Zaostrzenie wymagań nie zawsze prowadzi do lepszego produktu. Próba znacznie przekraczająca rzeczywiste warunki użytkowania może zwiększyć koszt projektu i prowadzić do odrzucania elementów, które prawidłowo spełniałyby swoją funkcję. Zbyt łagodne badanie również nie daje wiarygodnej podstawy do oceny, ponieważ problem może ujawnić się dopiero po rozpoczęciu sprzedaży.
Celem powinno być zatem dobranie warunków odpowiadających przewidywalnej eksploatacji. Dobrze przygotowany scenariusz wskazuje rodzaj narażenia, częstotliwość jego występowania, najbardziej obciążone strefy detalu oraz dopuszczalne zmiany powierzchni.
Warto wiedzieć
Norma ASTM B604-24 przewiduje pięć klas powłok odpowiadających różnym stopniom narażenia eksploatacyjnego. Wymagania obejmują między innymi wygląd, minimalną grubość, przyczepność, odporność korozyjną oraz odporność na cykle cieplne. Pokazuje to, że rodzaju i parametrów powłoki nie powinno się dobierać wyłącznie na podstawie oczekiwanego efektu wizualnego.
Źródło: https://store.astm.org/b0604-24.html
Galwanizacja tworzyw ABS i ABS/PC pozwala uzyskać efektowną powierzchnię o właściwościach użytkowych dostosowanych do wielu zastosowań. Trwałości nie można jednak oceniać w oderwaniu od funkcji produktu. Inne wymagania dotyczą dekoracyjnej ramki, inne uchwytu regularnie dotykanego dłonią, a jeszcze inne elementu narażonego na wodę, kosmetyki i częste czyszczenie.
Precyzyjne ustalenie warunków użytkowania przed produkcją seryjną zmniejsza ryzyko późniejszych sporów i niewłaściwie dobranych prób. Zamiast ogólnego wymagania „powłoka odporna” powstaje konkretny opis: na co detal będzie narażony, jak często, w których miejscach i według jakich kryteriów zostanie oceniony. Dzięki temu można sprawdzić nie tylko wygląd nowej części, ale również jej zachowanie podczas późniejszej eksploatacji.
Autor: Madziar Sławomir, ekspert ds. galwanizacji tworzyw sztucznych, profil autora
Źródła
- https://www.iso.org/standard/36754.html – opis normy ISO 4525 dotyczącej dekoracyjnych galwanicznych powłok niklowo-chromowych, z podwarstwą miedzi lub bez niej, nakładanych na materiały z tworzyw sztucznych.
- https://store.astm.org/b0604-24.html – ASTM B604-24, aktualna specyfikacja dotycząca dekoracyjnych powłok miedź–nikiel–chrom nakładanych galwanicznie na tworzywa; obejmuje wymagania dotyczące wyglądu, minimalnej grubości, przyczepności, odporności korozyjnej i odporności na cykle cieplne.
- https://www.iso.org/standard/81744.html – opis normy ISO 9227:2022 wraz z poprawką z 2024 roku, określającej metody badań w rozpylonej solance NSS, AASS i CASS; próby AASS i CASS znajdują zastosowanie przy ocenie dekoracyjnych powłok miedź–nikiel–chrom oraz nikiel–chrom, ale nie służą do przewidywania ich długoterminowej odporności korozyjnej w rzeczywistych warunkach eksploatacji.
