电镀将金属的理想特性（如强度、导电性、耐磨性、耐腐蚀性和美观性）与其他材料的实用优势结合在一起。通过这种工艺，制造商可以在轻质金属甚至塑料等经济实惠的基材上增强优质金属的特性，从而创造出既具有性能优势又具有成本效益的复合材料。
在本指南中，您将了解为什么许多工程师、研究人员和艺术家在从原型设计到批量生产的每个制造阶段都使用电镀和金属电镀。
什么是电镀？
电镀是利用电沉积为物体镀上一层金属的过程。工程师利用受控电解将所需的金属镀层从阳极（含有用作镀层的金属的部件）转移到阴极（待镀部件）。
阳极和阴极被置于电解质化学槽中，并暴露在持续的电荷下。电流使带负电荷的离子（阴离子）移动到阳极，带正电荷的离子（阳离子）转移到阴极，从而在所需部件上覆盖或镀上一层均匀的金属镀层。电镀采用基底材料（通常是较轻和/或成本较低的材料），并将基底封装在镍或铜等金属薄壳中。
电镀最常应用于其他金属，因为其基本要求是底层材料（基材）具有导电性。自催化预镀层虽然不太常见，但已经开发出来，可以产生超薄的导电界面，从而可以在塑料零件上电镀各种金属，尤其是铜和镍合金。
电镀与电铸
电镀和电铸都是利用电沉积进行的。两者的区别在于，电铸使用的模具在零件成型后被移除。电铸用于制造实心金属件，而电镀则用于在现有零件（由不同材料制成）上覆盖金属。
电镀材料选项
您可以在物体上电镀单一金属，也可以电镀多种金属。许多制造商选择将铜和镍等金属分层，以最大限度地提高强度和导电性。电镀中常用的材料包括
- 黄铜
- 镉
- 铬
- 铜
- 金色
- 铁
- 镍
- 银色
- 钛
- 锌
基材几乎可以由任何材料制成，从不锈钢和其他金属到塑料。工匠们还对花朵等有机材料以及柔软的织物丝带进行电镀。
值得注意的是，塑料、木材或玻璃等非导电基材在电镀之前必须先导电。这可以通过在非导电基材上涂上一层导电涂料或喷剂来实现。
电镀（3D 打印）塑料零件
得益于材料和塑料制造领域的科学进步，重量轻、成本低的塑料零件已在从汽车到管道等各行各业的广泛应用中取代了昂贵的金属零件。
尽管塑料与金属相比具有一系列优势，但在许多应用中，金属仍然是至高无上的。无论你怎么努力，都无法让塑料拥有像铜一样华丽的表面效果。虽然塑料可能是比大多数金属更柔韧的材料，但它的强度却远不如金属。这就是金属电镀的用武之地。
三维打印 与电镀相结合，具有独特的优势。由于增材制造的设计自由度高，工程师通常会选择三维打印基板。与铸造、机械加工或使用其他制造方法相比，电镀三维打印部件的成本通常更低，尤其是在原型制造方面。
立体光刻（SLA）3D 打印是电镀的理想选择，因为它能打印出表面非常光滑或纹理细腻的 3D 打印部件，使塑料和金属这两种材料之间的过渡无缝连接。此外，它还能制作出防水部件，在电镀过程中浸入所需的化学浴时也不会损坏。
从工程角度来看，3D 打印和电镀的结合为成品设计提供了独特的抗拉强度选择。如上图所示，这两种制造工艺的结合缩小了两类材料在抗拉强度上的差距。
金属电镀可对（三维打印）塑料部件的机械性能产生重大影响。利用结构性金属表皮和轻质塑料内核，可以生产出具有惊人高抗弯强度特性的零件。
除了改善机械性能外，电镀还可用于保护塑料零件免受环境恶化的影响。在塑料零件暴露于化学侵蚀或紫外线的应用中，金属电镀可提供永久性的屏障，将零件的使用寿命从数月延长至数年。
电镀作为一种美学处理方法，可轻松制作出外观和触感都像金属的原型。根据镀层厚度的不同，电镀塑料可以很薄很轻，也可以增加零件的重量。较厚的电镀涂层甚至可以进行纹理处理或抛光，以获得从铸铝到镜面铬等各种金属表面效果。更复杂的纹理可以通过 3D 打印纹理树脂基底来实现。
考虑到 3D 可打印材料由于电镀金属种类繁多，板材厚度比例各异，因此不难看出，电镀技术为工程师提供了一个全新的设计选择领域。
电镀的优点
电镀有许多优点，包括提高零件的强度、寿命和导电性。工程师、制造商和艺术家以各种方式利用这些优势。
工程师经常使用电镀来提高各种设计的强度和耐用性。通过在各种零件上镀铜和镍等金属，可以提高零件的抗拉强度。在零件上镀一层金属表皮，可以提高零件对环境因素（如户外或腐蚀性应用中的化学暴露和紫外线）的耐受性。
艺术家经常使用电镀来保存树叶等容易腐烂的自然元素，并将其转化为更耐用的艺术品。在医学界，电镀被用来制造耐腐蚀、可适当消毒的医疗植入物。
电镀是为客户产品、雕塑、小雕像和艺术品增加金属外观的有效方法。许多制造商还选择电镀基板来制造更轻便的部件，使其更易于移动和运输，成本也更低。
电镀还具有导电性的优点。由于金属本身具有导电性，因此电镀是提高部件导电性的一种好方法。天线、电气元件和其他部件都可以通过电镀来提高性能。
电镀的局限性
虽然电镀有很多优点，但其局限性在于工艺本身的复杂性和危险性。如果不采取适当的预防措施，从事电镀的工人可能会接触到六价铬。工人必须有一个通风良好的工作场所。美国劳工部职业安全与健康管理局发布了许多文件，概述了电镀过程中涉及的风险。
虽然可以自己电镀树脂零件，但业余用户可能会遇到困难。主要原因在于质量和能力。使用 DIY 电镀方法的层压板附着强度通常低于专业电镀服务所能达到的水平。结构电镀需要较长的电镀时间、多个电镀槽以及金属之间的兼容性，因此很难可靠地进行。内部电镀的成功应用通常是简单和小型的，如珠宝原型制作和薄型（单层）射频铜镀层。
由于所需的专业知识和所涉及的危险性，许多工程师和设计师选择聘请专门从事这一工艺的第三方电镀制造商。幸运的是，有几家公司，如 CAPtec 专门从事定制电镀项目。
电镀的多种应用
从订婚戒指到电子天线，许多行业都在使用电镀技术制造各种产品。以下是一些常见的例子：
航空航天
许多飞机部件都经过电镀处理，以增加一层 "牺牲涂层"，通过减缓腐蚀来延长部件的使用寿命。由于飞机部件会受到极端温度变化和环境因素的影响，因此需要在金属基材上添加额外的金属层，这样部件的功能就不会受到正常磨损和撕裂的影响。
许多为航空航天工业设计的钢螺栓和紧固件都经过电镀铬处理（或最近由于限制条件的变化而采用锌镍）。
艺术和家居装饰
在 Etsy 上输入 "电镀 "一词，你会看到大量电镀家居装饰和独一无二的纪念品。工匠们通常用这种工艺将花朵、树枝甚至虫子等可生物降解的物品变成经久耐用的艺术品。您可以利用电镀工艺来展示和保存物品的精美细节，否则这些物品很快就会腐烂。
数字设计师有时会使用电镀来制作雕塑。设计师可以使用桌面 3D 打印机 3D 打印基底，然后在设计上电镀铜、银、金或任何金属，以达到所需的表面效果。以这种方式将三维打印与电镀结合起来，可以制作出更容易（更便宜）制造的作品，同时还具有与纯金属铸造的雕塑相同的外观和表面效果。
汽车
电镀在汽车行业非常普遍。许多大型汽车公司使用电镀技术制造镀铬保险杠和其他金属部件。
电镀还可用于制造概念车的定制部件。例如，大众汽车公司与欧特克公司合作，为其 "Type 20 "概念车制作轮毂罩。这些轮毂罩原型经过 3D 打印，然后进行电镀。
修复公司和汽车定制企业也使用电镀技术对各种汽车和摩托车部件进行镀镍、镀铬和其他表面处理。
珠宝
电镀也许最常与珠宝业和贵金属联系在一起。珠宝设计师和制造商依靠这种工艺来提高戒指、手镯、吊坠和其他各种物品的颜色、耐用性和美观度。
当你看到珠宝被描述为 "镀金 "或 "镀银 "时，你看到的那件珠宝很有可能是电镀的。各种金属的组合可获得独特的色泽。例如，金通常与铜和银结合成玫瑰金。
医疗和牙科
电镀用于为各种医疗和牙科元件添加弹性外层。电镀金通常用于制作牙齿嵌体和辅助各种牙科手术。替换关节、螺钉和钢板等植入部件经常采用电镀处理，以提高部件的耐腐蚀性，并符合植入前消毒的要求。医疗和手术工具，包括镊子和放射部件，也通常进行电镀。
电源
许多电气和太阳能组件都采用电镀技术来提高导电性。太阳能电池触点和各种类型的天线通常都是用电镀法制造的。电线可以电镀银、镍和许多其他类型的金属。镀金通常与其他金属一起使用，以提高耐用性。由于金具有导电性和延展性，并且不与氧气发生作用，因此也经常用于延长部件的使用寿命。
原型设计
使用传统制造工艺生产定制或小批量原型金属零件可能非常昂贵和耗时。因此，工程师通常会将电镀与 3D 打印相结合，以获得低成本、省时的解决方案。
例如，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的安德烈亚斯-奥斯特瓦尔德（Andreas Osterwalder）通过在自己的计算机上 3D打印新设计，加快了原型制作过程并降低了先进实验装置的成本。 CAPtec 树脂三维打印机 并与 Galvotec 对这些部件进行电镀。
射频和微波产品
天线需要具有导电性才能传播无线电波。虽然塑料 3D 打印部件不导电，但它们提供了几乎无限的设计自由度以及具有良好机械和热性能的材料。这些优点可与电镀相结合，以实现所需的导电性，从而为汽车、国防、医疗和教育领域的研发工作提供定制天线的最佳解决方案。
电镀 3D 打印部件的最佳实践
电镀复合材料是实现各种目的的一种手段。电镀的多功能性为不同行业带来了无数可能性。想了解有关电镀 3D 打印部件的更多信息？
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