JP6343818B2 - 光造形品へのめっき皮膜形成方法 - Google Patents
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<光造形品へのめっき皮膜形成方法>
実施形態1に係る光造形品へのめっき皮膜形成方法は、三次元構造の光造形品を準備する第1工程と、光造形品表面の算術平均粗さRaが0.141μm以上となる範囲に表面仕上げをする第2工程と、光造形品の表面に無電解ニッケルめっきを施してめっき皮膜を形成する第3工程とを含む。以下、実施形態に係る光造形品へのめっき皮膜形成方法を詳細に説明する。
第1工程は、光造形法によりエポキシ系樹脂を層状に硬化・積層して作製した三次元構造の光造形品を準備する工程である。この工程は、樹脂用の様々な光造形システムを用いることができる。
第2工程は、光造形品の表面を機械的処理により、表面の算術平均粗さRaが0.141μm以上、かつ、0.458μm以下となる範囲に表面仕上げする工程である。実施形態1においては、♯2000以下、かつ、♯800以上の研磨材を用いて第2工程を行う。機械的処理としては、研削処理及び研磨処理を用いる。
第3工程は、エッチング工程を実施することなく光造形品の表面に無電解ニッケルめっきを施してめっき皮膜を形成する工程である。
実施形態1に係る光造形品へのめっき皮膜形成方法によれば、エッチング工程を実施することなく光造形品の表面に無電解ニッケルめっきを施してめっき皮膜を形成することから、従来の光造形品へのめっき皮膜形成方法とは異なり、めっき皮膜形成工程中に光造形品の品質が劣化するという問題がなくなる。
実施形態2に係る光造形品へのめっき皮膜形成方法は、基本的には、実施形態1に係る光造形品へのめっき皮膜形成方法と同様の工程を有するが、第3工程の内容が実施形態1に係る光造形品へのめっき皮膜形成方法の場合と異なる。
以下、試験例により本発明をさらに具体的に説明する。
試験例1は、光造形品へのめっき皮膜形成方法において、光造形品表面の算術平均粗さRaと、光造形品とめっき皮膜との間の剥離強度との関係を明らかにするための試験例である。
基本的には、上記の実施形態1に係る光造形品へのめっき皮膜形成方法と同様の方法によって、試料1〜19(光造形品)を作製した。各試料は、いずれも、シーメット株式会社製の光造形システム(型番:RM−6000)を用いて作製した。原料の樹脂は、株式会社ADEKA製の紫外線硬化型エポキシ系樹脂(製品番号:HS−696)を用いた。各試料は、長さ60mm×幅15mm×厚さ3mmの直方体であり、積層ピッチは厚さ方向に沿って0.13mmである。
剥離強度の測定は、株式会社イマダ製デジタルフォースゲージDS2−50Nを用いて行った。まず、各試料の電解銅めっき面にカッターナイフで下地のエポキシ系樹脂に届くまで短冊状の切込み(長方形の長辺2辺及び短辺1辺に沿った切込み)を入れる。長方形の長辺の長さは25mmとし短辺の幅は8mmとする。その後、短冊状の切り込みのうち短辺1辺に沿った切り込みの部分からめっき皮膜を数mm剥がして、上記デジタルフォースゲージのクリップに挟む。その後、各試料に対して上記デジタルフォースゲージが垂直の関係になるように保持しながら、ゆっくりとデジタルフォースゲージを引き上げていき、そのときの最大の引き上げ力を剥離強度として読み取る。
図2及び図3は、試験例1の結果を説明するために示す図である。すなわち、図2は、横軸に算術平均粗さRaを取り、縦軸に剥離強度を取るとともに、各試料について光造形品表面の算術平均粗さRa及び光造形品とめっき皮膜との剥離強度をプロットしたものである。また、図3は、横軸に研磨材(この場合研磨紙)の粗さ(番手)を取り、縦軸に剥離強度を取るとともに、各試料(試料1〜19)について研磨工程に用いた研磨紙の番手及び光造形品とめっき皮膜との剥離強度をプロットしたものである。
試験例2は、本発明の光造形品へのめっき皮膜形成方法において、光造形品表面の算術平均粗さRaと、めっき皮膜の鏡面性との関係を明らかにするための試験である。
基本的には、試験例1の場合と同様の方法によって、試料1〜19を作製した。但し、めっき皮膜の形成は、各試料の表面に無電解ニッケルめっきを施した後、電解銅めっき、電解ニッケルめっき及び電解クロムめっきを順次施して複合めっき皮膜を形成した。
めっき皮膜の鏡面性は、評価者の目視による評価により行った。評価基準は以下の通りである。すなわち、めっき皮膜の鏡面性が非常に良い場合(表面全面が均一な鏡面である場合)にA評価を与え、めっき皮膜の鏡面性が良い場合(部分的に下地のエポキシ系樹脂が露出している部分が見られる場合)にB評価を与え、めっき皮膜の鏡面性が悪い(明らかに仕上げ傷が観察できる場合)にC評価を与えた。評価者は3人とし、3人のうち一番低い評価を当該試料についての評価とした。
評価の結果、光造形品表面の算術平均粗さRaが小さいほどめっき皮膜の鏡面性が高いことが分かった。そして、試料6〜19がA評価を有することから、光造形品表面の算術平均粗さRaが0.458μm以下の場合に鏡面性の良いめっき皮膜を形成可能であることが分かった。
Claims (11)
- 光造形法によりエポキシ系樹脂を層状に硬化・積層して作製した三次元構造の光造形品を準備する第1工程と、
前記光造形品の表面を機械的処理により、前記表面の算術平均粗さRaが0.141μm以上となる範囲に表面仕上げする第2工程と、
エッチング工程を実施することなく前記光造形品の表面に無電解ニッケルめっきを施してめっき皮膜を形成する第3工程とを含む光造形品へのめっき皮膜形成方法であって、
前記表面の算術平均粗さRaは、前記表面の粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均することにより算出した算術平均粗さRa(日本工業規格 JIS B 0601)であることを特徴とする光造形品へのめっき皮膜形成方法。 - 前記第2工程においては、前記表面の算術平均粗さRaが0.458μm以下となる範囲に表面仕上げすることを特徴とする請求項1に記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- ♯2000以下の研磨材を用いて前記第2工程を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- ♯800以上の研磨材を用いて前記第2工程を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- 前記機械的処理は、研磨処理、研削処理若しくはブラスト処理又はこれらを組み合わせた処理であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- 前記第3工程においては、スズのゾル溶液を用いて前記光造形品の表面にスズ化合物のコーティング膜を形成するセンシタイジング工程と、パラジウムイオンを含有する溶液を用いて前記光造形品の表面にパラジウムからなるめっき触媒を吸着させるアクティベーティング工程とを含む前処理工程を行なった後、前記光造形品の表面に前記無電解ニッケルめっきを施すことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- 前記第3工程においては、スズのゾル溶液を用いて前記光造形品の表面にスズ化合物のコーティング膜を形成するセンシタイジング工程と、銀イオンを含有する溶液を用いてスズと銀の置換反応を起こさせて前記光造形品の表面に銀を析出させる中間処理工程と、パラジウムイオンを含有する溶液を用いて銀とパラジウムとの置換反応を起こさせて前記光造形品の表面にパラジウムからなるめっき触媒を吸着させるアクティベーティング工程とを含む前処理工程を行なった後、前記光造形品の表面に前記無電解ニッケルめっきを施すことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- 前記第3工程においては、前記光造形品の表面に前記無電解ニッケルめっきを施した後、電解めっきを施して複合めっき皮膜を形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- 前記第3工程においては、前記光造形品の表面に前記電解めっきを施す際に光沢剤又はレベリング剤を用いることを特徴とする請求項8に記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- 前記光造形品の表面に直接前記めっき皮膜を形成することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
- 前記光造形品の表面にサーフェイサーとしての合成樹脂材料を介して前記めっき皮膜を形成することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光造形品へのめっき皮膜形成方法。
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