PVD - Tratamentul de suprafață al ceasurilor

Taguri: Tehnologie și concepte | Clasice | Smartwatch

10.6.2024 | 10 MIN

Aur, aur roz, negru, cupru... În zilele noastre, ceasurile sunt cel mai adesea finisate folosind o metodă cunoscută sub numele de PVD. Să ne familiarizăm cu ce anume înseamnă aceasta pentru proprietarii de astfel de ceasuri, cât rezistă culoarea și cum funcționează întregul proces.

Ce este PVD?

PVD este o metodă modernă de tratare a suprafețelor în care microparticulele sunt evaporate/pulverizate dintr-o substanță solidă în vid, iar acestea sunt aplicate pe materialul acoperit sub presiune ridicată. Microparticulele evaporate sunt lipite direct de materialul pe care sunt depuse prin acest proces. Ca urmare, ele reproduc perfect suprafața, iar nuanțele de culoare nu sunt doar o peliculă sau un strat, ci fac parte din metal. Acest lucru previne ca vopseaua să se desprindă de pe suprafața ceasului.

Acoperirea rezultată are o grosime de numai câțiva microni (o miime de milimetru) și are proprietăți excelente. Este dură, rezistentă la temperaturi ridicate, la coroziune și, de asemenea, la abraziune. În plus, se susține că metoda este foarte ecologică, iar acoperirea este antialergenică.

În special, metoda de acoperire PVD a înlocuit metoda de galvanizare utilizată anterior în mod frecvent, prin care particulele de aur erau aplicate direct pe suprafața materialului. Placarea cu aur conferă ceasului aspectul aurului adevărat, dar, în comparație cu metoda PVD, aceasta are de obicei o durabilitate mai mică și nu oferă materialului beneficiile suplimentare ale PVD.

Abrevierea PVD derivă din termenul englezesc Physical Vapour Deposition (depunere fizică în stare de vapori). Sună complicat, dar, pentru a simplifica, se poate spune că se ia un material solid, acesta intră în stare gazoasă sub vid la temperaturi ridicate, iar aceste particule mici sunt depuse pe materialul dorit, unde se formează un strat subțire, tot în stare solidă. PVD se referă apoi în mod colectiv la un grup de metode bazate pe acest principiu de depunere. Diferitele metode PVD diferă între ele prin modul în care este evaporat metalul.

Bineînțeles, nu este utilizat doar în orologerie. Tratamentul PVD poate fi întâlnit peste tot în jurul nostru. Industria auto, optică, arme de foc, scule de tăiere, industria aerospațială, ambalaje alimentare PET și am putea continua... Tratamentul PVD prelungește semnificativ durata de viață a materialului acoperit și este în prezent unul dintre cele mai bune tratamente de suprafață din toate timpurile.

PVD este o metodă modernă de acoperire a unui material în care temperaturile ridicate transformă solidele în particule gazoase care sunt aplicate sub presiune pe suprafața acoperită.

Cum funcționează procesul PVD?

În primul rând, suprafața acoperită trebuie să fie complet lipsită de murdărie și grăsime. După ce este curățată, intră în camera de ceară și este încălzită la o temperatură potrivită pentru acoperire (temperatura depinde de materialul de acoperit; între 30 și 500 de grade Celsius). Odată ce temperatura dorită este atinsă, straturi subțiri sunt șterse cu praf de pe suprafața substratului și are loc acoperirea propriu-zisă. Odată ce a fost aplicat stratul dorit, suprafața materialului acoperit este răcită și scoasă din camera de vid.

Acoperirea PVD se realizează într-o atmosferă controlată în care metalul (de exemplu, titanul) este transformat în stare de vapori. Prin adăugarea unui gaz de reacție (de exemplu, azot), se aplică un strat subțire, aderent și foarte rezistent (de exemplu, nitrură de titan) pe suprafața dorită (de exemplu, oțel 316L).

Care este grosimea stratului de acoperire PVD?

Este, într-adevăr, un strat foarte subțire. Grosimea este indicată cel mai adesea în microni sau micrometri. Acesta din urmă este de mii de ori mai mic decât un milimetru și este notat cu µm. Stratul PVD variază deci de la zecimi de microni la câțiva microni. Din nefericire, grosimea exactă a stratului PVD nu se găsește de obicei pe mărcile de ceasuri.

Pe ce materiale poate fi utilizat PVD?

În cazul ceasurilor, PVD este cel mai des întâlnit pe componente din oțel sau titan, cum ar fi carcasa sau brățara. Materialul trebuie să îndeplinească mai multe proprietăți. Principala dintre ele este că trebuie să poată rezista la temperaturi foarte ridicate. PVD poate fi aplicat direct pe oțel inoxidabil sau titan, dar dacă suprafața este cromată corespunzător, PVD poate fi aplicat pe aproape orice material, inclusiv pe plastic. În funcție de materialul care urmează să fie acoperit, tehnologia PVD modernă permite ajustarea temperaturii, astfel încât chiar și alama sau aluminiul pot fi acoperite.

De ce se utilizează PVD în cazul ceasurilor?

Cel mai des întâlnit motiv este din motive estetice și pentru a obține o nuanță de culoare pe, de exemplu, carcasa sau brățara unui ceas. Astfel, întâlnim PVED în aur galben și roz, nuanțe de cupru, gri și negru, precum și altele precum verde, albastru sau roșu. Culoarea depinde apoi, cel mai adesea, de materialul ales. De exemplu, nitrură de titan (TiN) este adesea utilizată pentru a obține aur galben.

Tratamentul PVD crește prețul unui ceas?

Bineînțeles, orice finisare poate crește prețul unui ceas. Și același lucru este valabil și atunci când se utilizează PVD. De obicei, un model cu PVD este de ordinul a sute sau mii de coroane mai scump decât același model fără finisaj. Dar depinde de marcă, de cantitatea de acoperire aplicată, etc.

Care sunt avantajele tratamentului PVD?

Există o serie de avantaje ale finisajului PVD. Pe lângă scopul său decorativ, acoperirea are proprietăți fizice excelente. Depinde de substanța aleasă, bineînțeles, dar în general stratul rezultat este foarte dur și durabil. Pentru a vă da o idee, oțelul are o duritate de 2,4 GPa, iar o suprafață de nitrură de titan tratată prin PVD are o duritate de 20-25 GPa.

De asemenea, rezistă la majoritatea acizilor, are un coeficient de frecare foarte scăzut și, mai presus de toate, se îmbină perfect cu suprafața pe care este aplicat. Nu formează bule, nu se desprinde, iar pelicula subțire urmărește perfect suprafața materialului ceasului.

În plus, stratul de suprafață servește drept protecție - este foarte rezistent la abraziune, la temperaturi ridicate (de sute de grade Celsius) și la coroziune. Acesta este, de asemenea, motivul pentru care PVD este utilizat în atât de multe industrii, de exemplu pentru lame de cuțit, unde se susține că tratamentul cu nitrură de titan conferă produsului o durată de viață de 3-10 ori mai mare decât în cazul unui produs fără acoperire.

Metoda de acoperire PVD este ecologică, însă metodele necesită un sistem de răcire cu apă, ceea ce înseamnă o sarcină termică relativ mare. Pentru ceasuri, însă, aceasta înseamnă mai ales obținerea unei calități estetice, unde, de exemplu, se pot simula tonurile aurului adevărat la o fracțiune din preț.

obținerea finisajului de culoare dorit al ceasului
stratul aderă perfect la suprafață, nu se desprinde, nu formează bule
dur, rezistent la abraziune
foarte rezistent la acizi, la coroziune și la temperaturi ridicate
procesul de aplicare este ecologic
preț mai mic în comparație cu aliajul de aur real

Care sunt dezavantajele PVD?

Rareori se întâmplă ca ceva să aibă doar plusuri și niciun minus. Principalul aspect negativ pentru ceasurile cu PVD este faptul că, deși particulele microscopice se leagă direct de materialul ceasului, este totuși un strat de suprafață. Este adevărat, nu începe să se desprindă sau să se crape, dar se poate "uza" până la materialul original în timp, prin uzură mecanică. Cele mai expuse riscului sunt închizătoarele brățărilor metalice, unde se poate produce uzura după un anumit timp.

Ceea ce nu puteți evita cu ceasurile PVD sunt zgârieturile. Zgârieturile pot apărea, bineînțeles, la ceasurile fără PVD, dar în cazul unui finisaj color, acestea sunt mai vizibile decât în cazul oțelului, iar dacă sunt mai groase, astfel de adâncituri pot dezvălui culoarea originală, cel mai adesea oțel, a materialului.

În cazul ceasurilor din oțel, brățara sau carcasa pot fi refinisate, dar dacă ceasul are PVD, refinisarea nu este posibilă, deoarece ar avea ca rezultat doar o decolorare inestetică a culorii. Cu toate acestea, gradul de apariție a unor astfel de fire de păr sau zone uzate este foarte individual și depinde de manipularea ceasului și de grosimea stratului aplicat.

culoarea originală a materialului poate fi vizibilă atunci când apar fire de păr mai groase
ceasurile cu PVD nu pot fi lustruite din nou (stratul de culoare ar fi deteriorat)
firele de păr sunt mai pronunțate pe suprafața colorată
de obicei, prețul este mai mare în comparație cu un model fără PVD

Cât timp rezistă vopseaua pe ceas?

Cu excepția cazului în care are loc o abraziune mecanică a metalului, vopseaua aplicată prin PVD nu se va desprinde de pe ceas. Aceasta nu se află la suprafață, ci face parte din partea superioară a materialului, de obicei oțel sau titan în cazul ceasurilor. Partea inferioară a brățării, închizătorul și marginile, care sunt expuse la cele mai frecvente șocuri mecanice și frecări, de exemplu, pe biroul de la birou atunci când se lucrează la calculator, sunt cele mai expuse riscului. Alte brățări metalice sunt, de asemenea, expuse unui risc mare atunci când sunt purtate împreună cu un ceas, care poate zgâria ceasul. În cazul unor crestături mai puternice, culoarea originală a materialului poate să iasă la iveală.

Cum pot elimina zgârieturile de pe un ceas cu PVD?

Apariția unor zgârieturi mai vizibile este unul dintre principalele motive pentru care unele persoane iau în considerare cumpărarea unui ceas cu finisaj PVD. În cazul ceasurilor din oțel sau chiar din titan, liniile de păr pot fi îndepărtate prin refinisarea suprafeței. Desigur, acestea vor reapărea în timpul uzurii normale, dar puteți elimina unele imperfecțiuni cauzate de un impact accidental etc. Totuși, acest lucru nu este posibil în cazul ceasurilor cu un finisaj colorat.

Alternativa este de a face refinisarea ceasului prin PVD sau galvanizare, dar stratul original trebuie îndepărtat și reaplicat unul nou. Costul poate ajunge la mii de coroane și, cu siguranță, nu merită pentru un ceas "la modă", cu excepția cazului în care piesa are o valoare specială pentru dumneavoastră.

Atunci puteți citi o serie de trucuri pe forumurile de ceasuri. De exemplu, pentru zgârieturile de pe ceasurile negre se folosește lac negru sau marker permanent (sharpie). Dar nu puteți elimina definitiv liniile de păr.

De cât timp este folosită metoda PVD?

Metoda PVD de tratare a suprafețelor s-a răspândit mai ales de la mijlocul anilor 1980. În lumea orologeriei, a eclipsat în principal galvanizarea pentru proprietățile sale. În prezent, este cea mai comună metodă de finisare a culorilor pentru mărcile de modă și cele mai tradiționale, în special pentru mărcile elvețiene.

Este mai bună galvanoplastia sau PVD?

În cazul galvanoplastiei, un strat de aur este aplicat pe suprafața ceasului. Cel mai frecvent se afirmă că 1 micron de galvanizare va rezista timp de 1 an de uzură normală. Pentru o comparație (aproximativă), un finisaj PVD este echivalent cu 12 microni de galvanoplastie. Avantajul PVD față de placarea cu aur este că substanța aplicată pătrunde direct în porii materialului și devine parte din acesta. În plus, prezintă multe calități fizice. Acesta este motivul pentru care PVD a înlocuit galvanoplastia pentru multe companii.

Este IP același lucru cu PVD?

IP, sau placarea ionică, este o metodă de PVD în care particule ionice dintr-un anumit material (de exemplu, aur, titan) sunt literalmente injectate la viteză mare într-o suprafață acoperită (de exemplu, oțel). Placarea ionică este utilizată de unele mărci și poate avea o acoperire mai bună a suprafeței decât alte metode. Cu toate acestea, este încă un proces de facto similar de depunere de particule într-o atmosferă controlată. Este posibil să întâlniți abrevieri precum IPG (Ion Plating Gold) pentru culoarea aurie, IPGR (pentru nuanțe de roșu) sau, de exemplu, IPB (Ion Plating Titanium Carbide pentru a obține culoarea neagră).

Festina folosește metoda Ion Plating (IP) pentru a obține culoarea aurie.

Care sunt celelalte alternative la PVD?

Se pot utiliza și alte metode pentru a obține finisajul de culoare. Cele mai comune în orologerie includ:

Nitrurarea

În cazul nitrurației, are loc o întărire chimică și termică a suprafeței metalice, în care se pot obține variații de culoare a metalului.

Aurirea galvanică

În galvanoplastie, un strat de aur este depus pe obiectul aurit prin electroliză. Acest strat este exprimat în microni, un micron durând de obicei un an în condiții normale de purtare a ceasului. Pierderea stratului de aur este motivul pentru care galvanoplastia a fost adesea înlocuită de tratamentul PVD în orologerie.

Placarea cu aur

În această formă de placare cu aur, o foaie mai subțire de aur este sudată pe o placă groasă și apoi presată. Nu mai este atât de răspândită în prezent, dar este încă utilizată, de exemplu, la carcasele de ceasuri.

Aurirea SGP

Seiko Gold Plated este o tehnică de aurire brevetată de Seiko. Aurul este depus electrolitic pe oțel, unde se leagă intim de material. Seiko utilizează cel mai frecvent aur de 12-14 carate și a folosit, de asemenea, această metodă pentru a obține aur roz. Această metodă de aurire prezintă o mare stabilitate și, pentru comparație, este echivalentă cu aproximativ 11 microni de galvanizare.

Seiko utilizează propria metodă brevetată de aurire SGP

Ceasuri din aur

Ceasurile de aur nu trebuie să fie aurii doar "la suprafață", ci pot fi realizate efectiv din aur. Aurul de 18k este cel mai frecvent utilizat pentru ceasuri, dar, bineînțeles, nu este singura opțiune. Aurul în sine este un metal foarte moale, dar tehnologia de astăzi face posibilă realizarea unor aliaje care îmbunătățesc proprietățile fizice. Rezultatul poate fi atât aurul galben, cât și aurul roz, care este solid și invariabil frumos. Bineînțeles, adăugarea de aur se reflectă în prețul ceasului.

Tissot folosește aur de 18 carate în gama T-Gold