รับชุบอลูมิเนียม ชุบอโนไดซ์-สมสะอาดการชุบ

การประยุกต์ใช้การชุบอลูมิเนียมในอุตสาหกรรมการขนส่ง

การประยุกต์ใช้อลูมิเนียมในกิจกรรมการขนส่งไม่ใช่เรื่องใหม่ หลายสิบปีที่ผ่านมาอลูมิเนียมกลายเป็นกำลังสำคัญในอุตสาหกรรมการขนส่ง เมื่อไม่นานมานี้รัฐมินนิโซตาได้มีการลงทุนในการพัฒนาสถานีขนส่งสาธารณะแห่งใหม่ ในขณะที่ค่อย ๆ เริ่มเปิดเผยข่าวสารเรื่องนี้นั้นในแต่ละส่วนของสถานีขนส่งนี้ก็มีการใช้การอโนไดซ์ด้วยการชุบอลูมิเนียมไปแล้ว ในการออกแบบโครงสร้างนั้นได้วางแผนใช้วัสดุที่ผลิตด้วยอลูมิเนียมเกือบทั้งหมดและรวมกับการชุบอลูมิเนียมอย่างพิถีพิถัน ควบคุมคุณภาพเป็นอย่างดีเพื่อให้ส่วนของสถานีขนส่งเหล่านี้ทนทานต่อสภาพอากาศทุกฤดูกาล

การตรวจสอบระบบขนส่งมวลชนของมินนิโซตาเผยว่ามีจุดรับส่งมากกว่า 700 แห่งทั่วเมือง การเพิ่มเส้นทางการขนส่งใหม่ 38 สถานีรับส่ง เสาสัญญาณอีก 40 เสา ป้ายที่ทำจากอลูมิเนียมเป็นกุญแจสำคัญในการลงทุนเพื่อให้เกิดความคุ้มค่ามากที่สุดในครั้งนี้ การใช้เทคโนโลยีการชุบอลูมิเนียมได้ถูกเลือกด้วยเหตุผลประกอบหลายประการ

แต่สิ่งสำคัญสุดที่ทำให้เทคโนโลยีนี้คือความสุดขั้วของฤดูหนาวของมินนิโซต้าที่สภาพอากาศเลวร้ายมากและก็เอาแน่เอานอนไม่ได้เสียด้วยสำหรับสภาพอากาศตลอดทั้งปีนั้น วัสดุใดที่สามารถทนความเลวร้ายสุดขั้วของเมืองนี้ได้ล้วนน่าสนใจทั้งนั้น การเคลือบผิวสถานีขนส่งให้สะดุดตา พร้อมกับคุณสมบัติที่ทนทานทุกการขูดขีดจึงทำให้สถานีขนส่งดูโดดเด่นแต่มากด้วยคุณภาพ จากการใช้การชุบอลูมิเนียมกับสถานีขนส่งแล้วได้ผลที่น่าพอใจเช่นนี้ มินนิโซตามีแผนจะขยายโครงการต่อในอนาคตอันใกล้

​

อีกข้อได้เปรียบหนึ่งคือการชุบอลูมิเนียมเป็นวิธีการที่ง่ายกว่าการใช้วัสดุอื่น นับได้ว่าทั้งสวย และทนเลยทีเดียว ความโค้งมนที่เพรียวบางของหลังคาที่ผสมกับสีสันตามที่ต้องการยิ่งทำให้การชุบอลูมิเนียมยิ่งน่าสนใจขึ้นไปอีก เท่านั้นยังไม่พอเทคโนโลยีนี้ยังช่วยยืดอายุสถานีขนส่งให้ยาวนานยิ่งขึ้น สามารถทนความแตกต่างของอุณหภูมิได้มาก ทนการกัดกร่อน ทนความชื้นโดยที่ลักษณะของผิวที่เคลือบไม่เปลี่ยนแปลงเลย จึงไม่ต้องแปลกใจเลยว่าการชุบอลูมิเนียมจะได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมการขนส่งของรัฐอื่น ๆ รวมถึงประเทศอื่น ๆ ต่อไป

การเลือกวิธีการชุบอโนไดซ์ให้เหมาะกับชิ้นงาน

การชุบอโนไดซ์หรือกระบวนการชุบอลูมิเนียม เป็นกระบวนการประเภทไฟฟ้าเคมีแบบหนึ่ง ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ผิวของชิ้นงาน ส่วนมากเป็นอลูมิเนียม ทำให้กลายเป็นอลูมิเนียมออกไซด์ ที่มีคุณสมบัติที่แข็งมาก นำความร้อนได้ดี แต่ไม่นำไฟฟ้า สมบัติของอลูมิเนียมออกไซด์ที่เกิดจากการชุบอโนไดซ์นี้ทำให้ชิ้นงานนั้นสามารถทนทานต่อแรงกด การเสียดสี การกระแทก แรงดึง ทนการกัดกร่อนจากสารเคมี หรือความชื้นได้มากขึ้น โดยที่ตัวชิ้นงานยังคงความเป็นสมบัติของวัสดุพื้นฐานไว้อยู่ อายุการใช้งานเพิ่มมากขึ้น

​

เมื่อเป็นกระบวนการทางไฟฟ้าเคมี จึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่ต้องใช้สารเคมีบางชนิดเป็นส่วนประกอบในการชุบอโนไดซ์ แบบพื้นฐานที่นิยมกันมี 3 ประเภท

1. การชุบอโนไดซ์ด้วยกรดโครมิก ปกติแล้วจะใช้กับชิ้นงานที่ไม่ต้องการความแข็งของผิวนอกมากนัก วิธีการนี้จะใช้สารละลายโครมิกเป็นสารนำไฟฟ้าในการชุบจะให้ความหนาของผิวชิ้นงานไม่เกิน 18 ไมครอน จัดว่าบางที่สุดใน 3 ชนิด ชิ้นงานที่เตรียมด้วยวิธีการนี้มักนำไปใช้ในการเคลือบแบบอื่นต่อเช่นชุบหรือพ่นสี เพราะผิวที่เคลือบนี้จะสะอาดและเรียบทำให้เม็ดสียึดเกาะได้ดี มีความคงทนสูงขึ้นและไม่ทำให้สีที่ชุบหรือพ่นนั้นผิดเพี้ยนจากสีเดิม
    
2. การชุบอโนไดซ์ด้วยกรดซัลฟิวริก นิยมใช้กับชิ้นงานที่มีความต้องการความแข็งผิวนอกค่อนข้างสูง วิธีการนี้ใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกเป็นสารนำไฟฟ้าในการชุบ ทำให้ความหนาของชิ้นงานมากถึง 25 ไมครอน ชิ้นงานที่มีการเคลือบแบบนี้จะมีสมบัติที่ดีขึ้นกว่าแบบแรก สามารถทนการกัดกร่อน ทนการเสียดสี และยืดอายุวัสดุได้มากขึ้น เป็นวิธีการที่นิยมกันมากที่สุดเพราะเทียบแล้วจะมีต้นทุนต่ำสุดทั้งในเรื่องของระยะเวลาในการชุบกับสมบัติที่เพิ่มขึ้น เป้าหมายของการชุบไม่ได้ต้องการให้หนามากเพราะเกินจำเป็น แต่ก็ยังต้องการยืดอายุของวัสดุ วิธีนี้จึงตอบโจทย์ได้ดีที่สุด
    
3. การชุบอโนไดซ์แบบหนาด้วยกรดซัลฟิวริก นิยมใช้กับชิ้นงานที่ต้องการความแข็งของผิวสูงมาก วิธีการนี้ยังคงใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกเป็นสารนำไฟฟ้าอยู่แต่ต้องการให้ความหนาของผิวชิ้นงานนั้นมากกว่า 25 ไมครอน อาจมากไปถึง 150 ไมครอนเลยทีเดียว การเพิ่มความหนาเช่นนี้จำเป็นต้องมีการควบคุมกระบวนการในการชุบอโนไดซ์อย่างการควบคุมอุณหภูมิ ใช้กระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น อย่างนี้เป็นต้น ต้นทุนในการชุบจึงเพิ่มขึ้นทั้งในเรื่องของค่าใช้จ่ายและเวลาในการชุบ แต่สมบัติที่เพิ่มขึ้นนี้จะทำให้ชิ้นงานทนทาน และยืดอายุได้มากที่สุดเมื่อเทียบกับ 2 แบบแรก นิยมใช้กับวัสดุที่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพด้านความแข็งแรงทนทานมากที่สุด ยืดอายุเวลาให้มากที่สุด เป็นวัสดุที่เคลื่อนย้ายยาก ๆ เพราะทำการชุบอโนไดซ์ครั้งเดียวก็ใช้ไปจนหมดอายุการใช้งานเลย

การเลือกวิธีการชุบอโนไดซ์ให้เหมาะกับการใช้งานจึงต้องพิจารณาทั้งในด้านของต้นทุนเรื่องเวลาในการชุบ ค่าใช้จ่ายในการชุบ แล้วเปรียบเทียบกับการใช้งานดู เพื่อจะได้เลือกวิธีการให้เหมาะสมและคุ้มค่าที่สุดด้วย

การชุบอโนไดซ์ เทคโนโลยีที่ช่วยให้พื้นผิวอลูมิเนียมทนทาน

เทคนิคทางไฟฟ้าเคมี เป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย เทคนิคหนึ่งที่มีประโยชน์ต่อวงการอุตสาหกรรม ก็คือ เทคนิคที่เรียกว่าการชุบอโนไดซ์ ซึ่งเป็นเทคนิคในการเคลือบอลูมิเนียม นิยมใช้ในการชุบผิวชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักรในอุตสาหกรรม อะไหล่ยนต์ ชิ้นส่วนเครื่องบิน และยังรวมทั้งเครื่องมือเครื่องใช้ในชีวิตประจำวันที่ทำจากอลูมิเนียม เช่น ชั้นวางของ เครื่องครัว กล้องถ่ายรูป ฯลฯ เทคนิคการเคลือบอลูมิเนียมแบบชุบอโนไดซ์ นั้น มีหลักการก็คือ ใช้กระแสไฟฟ้าเป็นตัวกระตุ้น ผ่านสารละลายของกรด ที่นิยมใช้ได้แก่ กรดซัลฟิวริก และกรดโครมิค ซึ่งจะทำให้พื้นผิวทำปฏิกิริยากับออกซิเจน เกิดเป็นพื้นผิวออกไซด์ของอลูมิเนียม (Al2O3) ขึ้น ซึ่งจะมีความแข็งแรงทนทานกว่าพื้นผิวอลูมิเนียมปกติ

​

สาเหตุที่ทำให้แผ่นฟิล์มของอลูมิเนียมออกไซด์ที่เกิดขึ้น มีความแข็งแรงทนทานนั้น เป็นเพราะว่าโครงสร้างของแผ่นฟิล์มที่เกิดขึ้น จะมีลักษณะเป็นพื้นผิวที่มีรูพรุน เปรียบเสมือนมีท่อเล็ก ๆ รูปหกเหลี่ยมมามัดรวมกัน ด้วยโครงสร้างของพื้นผิวแบบนี้ จึงช่วยลดแรงกระแทก และป้องกันการทำปฏิกิริยาจากออกซิเจนในสิ่งแวดล้อม จึงทำให้พื้นผิวของอลูมิเนียมที่ผ่านการชุบอโนไดซ์ สามารถทนต่อการสึกกร่อนได้เป็นอย่างดี

เทคนิคอโนไดซ์นั้น แบ่งออกได้เป็น 3 แบบหลัก ได้แก่ การชุบด้วยกรดโครมิค การชุบด้วยกรดซัลฟิวริก และการชุบแข็ง (Hard Anodized) ซึ่งแต่ละวิธีก็จะให้ความหนาของแผ่นฟิล์มบนพื้นผิวแตกต่างกันออกไป การเลือกวิธีชุบเคลือบพื้นผิวนั้น ก็ขึ้นอยู่กับการใช้งานของชิ้นส่วน ว่าต้องการความทนทานสูงขนาดไหน

การชุบด้วยกรดโครมิค ให้ความแข็งแรงน้อยที่สุด มักใช้สำหรับการเตรียมพื้นผิว ส่วนการชุบด้วยกรดซัลฟิวริกนั้น จะให้ความแข็งแรงปานกลาง จึงค่อนข้างเป็นที่นิยม ส่วนวิธีที่จะทำให้วัสดุมีความทนทานสูงสุด ก็คือวิธีการชุบแข็ง หรือ Hard Anodized โดยสารเคมีที่นิยมใช้ในการชุบแข็ง ก็คือกรดซัลฟิวริกนั่นเอง

​

วิธีการ Hard Anodized ชุบอโนไดซ์ เป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมการผลิตวัสดุที่ต้านทานการเสียดสีได้ดี เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมการบิน พื้นผิวฟิล์มที่เคลือบด้วยวิธี Hard Anodized จะมีความแข็งสูง ยึดเกาะกับพื้นผิวได้ดี มีความเฉื่อยหรือไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับสิ่งที่จะมากัดกร่อนง่าย ๆ จึงช่วยให้วัสดุต้านทานการสึกหรอ

โดยผิวที่เคลือบจะประกอบด้วย 2 ชั้น ได้แก่ ชั้นใน หรือชั้นเยื่อกั้น คือส่วนที่ติดกับผิวโลหะ ส่วนนี้จะอัดแน่น และไม่มีรูพรุน ส่วนชั้นนอก จะมีโครงสร้างเป็นท่อทรงกระบอกหกเหลี่ยมที่มีรูพรุน วิธี Hard Anodized จะใช้กระแสไฟฟ้าที่สูง ร่วมกับการใช้อุณหภูมิต่ำใกล้จุดเยือกแข็งของสารละลาย จึงทำให้เกิดฟิล์มบนพื้นผิวที่มีความหนามากกว่าการชุบด้วยกรดซัลฟิวริกธรรมดา

นอกจากในงานอุตสาหกรรมแล้ว หากอยากยืดอายุการใช้งานให้กับเครื่องมือเครื่องใช้ หรือ อะไหล่ยนต์ ที่ทำจากอลูมิเนียม ปัจจุบันก็สามารถนำชิ้นส่วนนั้น ๆ มาชุบด้วยวิธีอ ชุบอโนไดซ์ ได้เช่นกัน

รู้ลึกรู้จริง กระบวนการชุบอลูมิเนียมเพื่อปกป้องพื้นผิว

การชุบอลูมิเนียมโลหะหรือที่เรียกว่าการชุบอโนไดซ์ เป็นการป้องกันการผุกร่อนของอลูมิเนียม โดยธรรมชาติแล้วอลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีความอ่อน เป็นรอย และเปลี่ยนรูปได้ง่าย เมื่ออลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ ก็จะเกิดเป็นแผ่นฟิล์มอลูมิเนียมออกไซด์ขึ้น ซึ่งแผ่นฟิล์มที่เกิดขึ้นตามธรรมชาตินี้ ทำให้อลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติเป็นสนิมได้ยาก และไม่สึกกร่อนง่าย แต่แผ่นฟิล์มตามธรรมชาตินี้มีลักษณะบางมาก เมื่อทำปฏิกิริยาเคมีกับสิ่งแวดล้อมก็จะเกิดการสึกกร่อนได้ ดังนั้น จึงต้องมีการ ชุบพื้นผิวอลูมิเนียมในชิ้นงานอลูมิเนียมต่าง ๆ เพื่อปกป้องพื้นผิวเอาไว้

การชุบอลูมิเนียมจะใช้การทำปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมี กระตุ้นให้ออกซิเจนเปลี่ยนสภาพพื้นผิวอลูมิเนียมธรรมดาไปเป็นแผ่นฟิล์มอลูมิเนียมออกไซด์ที่มีความแข็งแรงสูงขึ้น ยึดเกาะกับชิ้นงานได้ดี ต้านทานการเสียดสีได้สูง และสึกกร่อนยาก ส่วนในกระบวนการชุบอลูมิเนียมนั้น จะต้องมีสารเคมีที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา เช่น กรดซัลฟิวริก กรดโครมิค และมีขั้วไฟฟ้าบวกและลบ

หลักการง่าย ๆ คือ ใส่สารเคมีสำหรับการทำปฏิกิริยาลงในบ่อชุบโลหะ จากนั้นนำขั้วบวกมาแตะที่ชิ้นงาน ก่อนที่จะปล่อยกระแสไฟ ฟ้า ซึ่งขณะปล่อยกระแสไฟฟ้านั้น จะเกิดอนุภาคออกซิเจนบนพื้นผิวอลูมิเนียมขึ้น และค่อย ๆ เกิดเป็นแนวแผ่นฟิล์ม เมื่อทำซ้ำ ๆ ก็จะกลายเป็นโครงสร้างของพื้นผิวที่แข็งแรงขึ้น

ในโครงสร้างของแผ่นฟิล์มอลูมิเนียมออกไซด์นั้น จะประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะเป็นท่อทรงกระบอก คล้ายแท่งดินสอเล็ก ๆ มัดรวมกัน มีรูพรุนตรงกลางลักษณะเหมือนท่อทรงหกเหลี่ยมปลายเปิด รูพรุนตรงกลางนี้เองที่จะเป็นที่บรรจุสี และสารป้องกันการกัดกร่อน ซึ่งเมื่อบรรจุแล้วต้องทำการปิดผนึกเพื่อป้องกันสี และสารป้องกันการกัดกร่อนไว้ภายใน

การทำอโนไดซ์อลูมิเนียม จะแบ่งออกเ​ป็น 3 ชนิดหลัก ได้แก่

1. Chromic Acid Anodization - เป็นการชุบอลูมิเนียมด้วยกรดโครมิค ใช้สำหรับชิ้นงานที่ไม่ต้องการความแข็งของผิวสูงมาก จะให้ความหนาของชั้นฟิล์ม 5-18 ไมโครเมตร และผิวชิ้นงานที่ทึบแสง แผ่นฟิล์มที่ได้จะอ่อนนุ่ม เหมาะสำหรับการเตรียมผิวอลูมิเนียมก่อนพ่นสี
    
2. Sulfuric Acid Anodization - เป็นการชุบผิวอลูมิเนียมด้วยกรดซัลฟิวริก ซึ่งนิยมกันมากที่สุด ใช้สำหรับชิ้นงานที่ต้องการความแข็งของผิวสูง ให้ความหนาของชั้นฟิล์ม 18-25 ไมโครเมตร
    
3. Sulfuric Acid Hard Coat Anodization - เป็นการชุบผิวอลูมิเนียมด้วยกรดซัลฟิวริก แบบชุบแข็ง หรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า Hard Coat ใช้สำหรับชิ้นงานที่ต้องการความแข็งของผิวสูงมากกว่า 25 ไมโครเมตร ซึ่งต้องการเครื่องมือในการควบคุมอุณหภูมิของสารละลายให้ใกล้จุดเยือกแข็งของน้ำ ใช้กระแสไฟฟ้าสูง โดยจะให้ความหนาของชั้นฟิล์ม 25-150 ไมโครเมตร

5 สิ่งที่จะทำให้การอโนไดซ์ของคุณมีคุณภาพ

การชุบอโนไดซ์เป็นกระบวนการทางไฟฟ้าเคมีที่สร้างชั้นผิวเคลือบโลหะอลูมิเนียม กระบวนการนี้มีความซับซ้อน ต้องการทำความเข้าใจและการทำที่ละเอียดและดีที่สุดเพื่อให้ผลที่ได้จากการชุบอโนไดซ์มีคุณภาพมากที่สุด ความท้าทายที่ยากที่สุดสำหรับผู้ที่ทำคือทำอย่างไรให้ถูกใจลูกค้ามากที่สุด

ผู้ทำต้องรู้ว่ามีหลายอย่างที่การชุบอโนไดซ์ทำได้ และก็มีอีกหลายอย่างที่ทำไม่ได้เช่นกัน หากทำออกมาไม่ได้ตามความต้องการก็ไม่ใช่เรื่องแปลกที่ลูกค้าจะตำหนิคุณเป็นธรรมดา มีปัจจัยหลายอย่างที่ทำให้การอโนไดซ์ของคุณมีคุณภาพมากที่สุด และนี่คือปัจจัย 5 อันดับแรก

1. การเลือกวัสดุ โลหะผสมแต่ละชนิดมีคุณสมบัติในการนำไปใช้ในกระบวนการชุบอโนไดซ์ไม่เหมือนกัน บางอย่างก็ดี บางอย่างก็ไม่ดีพอ การเลือกวัสดุจะทำให้ชิ้นงานของคุณทำออกมานั้นมีคุณภาพสูงสุด ตามที่ใช้กันนั้นอลูมิเนียม 6061 เป็นวัสดุที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดทำให้ชิ้นงานมีความทนทานมากที่สุด เมื่อเลือกแล้วก็ควรใช้วัสดุแบบเดียวกันกับงานทั้งชุดเพื่อคุณภาพที่ดีที่สุด
    
2. การเตรียมผิวชิ้นงาน ผิวชิ้นงานต้องมีความเรียบและสะอาดเพียงพอให้การนำไปชุบอโนไดซ์นั้นเกิดชั้นผิวอลูมิเนียมออกไซด์ที่ยึดเกาะชิ้นงานได้ดีที่สุด นานที่สุด ดังนั้นการเข้าสู่กระบวนการชุบต้องขัดผิวให้เรียบและล้างด้วยกรดก่อนทุกครั้ง
    
3. ความสำคัญของสารเคมี หนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญของกระบวนการก็คือการควบคุมเรื่องสารเคมีที่ใช้อย่างเข้มงวด เคร่งครัด มีหลายกระบวนที่ต้องให้ความสำคัญ รวมไปถึง การทำความสะอาด การชุบอโนไดซ์ การเติมสี การเคลือบผิวครั้งสุดท้าย สิ่งที่ต้องควบคุมมีทั้งความเป็นกรดด่าง อุณหภูมิ ความเข้มข้นของสารละลาย เวลาในการชุบ
    
4. การควบคุมกระบวนการอโนไดซ์ ขั้นตอนการชุบอโนไดซ์จริง ๆ ต้องมีการควบคุมหลาย ๆ อย่างของกระบวนการเพื่อให้แน่ใจว่าชั้นผิวอลูมิเนียมออกไซด์ที่เคลือบชิ้นงานนั้นมีคุณภาพสม่ำเสมอ อย่าลืมตรวจสอบเครื่องจ่ายกระแสไฟฟ้า(Calibration)ก่อนนำไปใช้ในกระบวนการ คุณภาพของแผ่นแคโธดในถังชุบก็ต้องทำความสะอาดให้ดีก่อนด้วยเช่นกัน
    
5. ผู้ทำอโนไดซ์ ผู้ทำก็มีความสำคัญไม่แพ้กันเพราะนอกจากต้องมีความเชี่ยวชาญแล้วยังต้องมีความใส่ใจ ให้รายละเอียดกับทุกขั้นตอนอย่างดีที่สุด ดังนั้นผู้ทำต้องตระหนักในเรื่องการควบคุมคุณภาพเป็นสำคัญอันดับหนึ่ง มองเรื่องเวลาในการทำจนงานเสร็จเป็นเรื่องรอง เพราะการแก้ไขทำได้ยาก ส่วนมากเมื่อเกิดความผิดพลาดต้องทำใหม่ ไม่คุ้มค่าในแง่ของเวลาแน่นอน

หลากหลายข้อดีของการชุบอลูมิเนียมที่ไม่ใช่แค่ทำให้พื้นผิวสวย

อลูมิเนียม เป็นโลหะที่ได้รับความนิยมในการนำมาใช้ประโยชน์ทั้งในภาคอุตสาหกรรม และครัวเรือน ด้วยคุณสมบัติที่มีความหนาแน่นน้อย น้ำหนักเบา แต่รับน้ำหนักได้มาก สามารถขึ้นรูปได้ง่าย ไม่เป็นสนิม มีความเหนียว ไม่แตกหักง่าย และทนต่อการกัดกร่อน ซึ่งอลูมิเนียมที่นำมาใช้กันในปัจจุบัน แบ่งออกได้เป็น อลูมิเนียมบริสุทธิ์ และอลูมิเนียมผสม บางครั้งจะต้องมีการนำไปผ่านกระบวนชุบอลูมิเนียม เพื่อเพิ่มคุณสมบัติบางอย่างของอลูมิเนียมให้มีความเหมาะสมต่อประเภทของการใช้งาน

โดยทั่วไปการชุบโลหะ จะสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 วิธีหลัก ได้แก่ วิธีใช้ไฟฟ้า วิธีไม่ใช้ไฟฟ้า วิธีทางเคมี/ไฟฟ้าเคมี และวิธีอื่น ๆ เช่นการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน ในการชุบอลูมิเนียมนั้น จะนิยมใช้วิธีชุบเคลือบแบบใช้ไฟฟ้า ด้วยโลหะชนิดอื่น เช่น ทองแดง นิกเกิล โครเมียม และอีกวิธีที่ได้รับความนิยมมากในปัจจุบันคือวิธีทางไฟฟ้าเคมีที่เรียกว่าการชุบอโนไดซ์ การชุบอลูมิเนียม มีข้อดีหลายอย่าง ได้แก่

• ช่วยให้พื้นผิวทนทานต่อการสึกกร่อน – ช่วยป้องกันการทำปฏิกิริยาของสิ่งกระตุ้นในสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำ อากาศ สารเคมี ฯลฯ จึงช่วยให้พื้นผิวอลูมิเนียมทนทานต่อการสึกกร่อนได้

• ช่วยให้พื้นผิวดูเป็นประกาย สะท้อนแสง และเพิ่มการยึดเกาะของสี – ความมันเงาของพื้นผิวขึ้นอยู่กับวิธีการและคุณสมบัติของโลหะที่ใช้ในชุบอลูมิเนียม หากเป็นการชุบแบบอโนไดซ์ พื้นผิวของวัสดุจะมีลักษณะเป็นรูพรุน ทำให้สามารถชุบสีติดง่ายขึ้น

• ช่วยเพิ่มความแข็ง และความทนทานต่อแรงบิด – ชุบอลูมิเนียม ด้วยวิธีการที่เหมาะสมจะทำให้วัสดุมีความแข็งแรงทนทานมากขึ้น สามารถน้ำหนัก และรับแรงบิดได้เพิ่มมากขึ้น เหมาะกับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม

• เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการนำไฟฟ้า – ชุบอลูมิเนียม อาจเพิ่มคุณสมบัติการนำไฟฟ้า หรือลดการนำไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้ เช่น การชุบด้วยทองแดงจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติการนำไฟฟ้า จึงเหมาะสำหรับการใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วนการชุบอโนไดซ์จะทำให้พื้นผิวมีความเป็นฉนวนเพิ่มขึ้น เหมาะสำหรับการใช้งานที่ไม่ต้องการให้เกิดการนำไฟฟ้า

• ลดค่าใช้จ่ายในการรักษาซ่อมแซม – เนื่องจากวัสดุอลูมิเนียมที่ผ่านการชุบเคลือบแล้ว จะมีความทนทาน มีอายุการใช้งานที่นานขึ้น จึงช่วยให้ไม่ต้องคอยซ่อมแซม หรือบำรุงรักษาชิ้นส่วนนั้น โดยที่ชิ้นส่วนยังคงดูมันวาว และดูใหม่อยู่ตลอดเวลา

​

5 ข้อที่ต้องสนใจในการออกแบบชิ้นงานเพื่อชุบอลูมิเนียม

กระบวนการชุบอลูมิเนียม มีประโยชน์ในแง่ของการเพิ่มอายุการใช้งานของวัสดุให้ยาวนานขึ้น เนื่องจากผิวที่เคลือบบริเวณด้านนอกของวัสดุนั้นเป็นสารประกอบที่เรียกว่าอลูมิเนียมออกไซด์ที่มีความแข็งและทนทานเป็นพิเศษ

หลักการที่ว่าวัสดุที่ถูกห่อหุ้มหรือเคลือบผิวด้วยอะไรซักอย่างที่ทนได้ทุกสภาวะแล้วจะช่วยยืดอายุได้ดูจะเป็นหลักการที่ง่าย ไม่ซับซ้อน แต่ความเป็นจริงแล้วการชุบอลูมิเนียมมีสิ่งที่คุณต้องสนใจนำมาพิจารณาก่อนการชุบเพื่อให้ชิ้นงานที่ได้ออกมานั้นมีคุณภาพมากที่สุดด้วย ลองมาดูกันซิว่าปัจจัยสำคัญ 5 ข้อที่ต้องสนใจมีอะไรบ้าง

1. ขนาดของชิ้นงาน(Dimension) ปัจจัยแรกที่ต้องพิจารณาก่อนเลยก็คือการเปลี่ยนแปลงของขนาดชิ้นงานที่จะมีการนำไปชุบอลูมิเนียม ชิ้นงานที่ถูกชุบนั้นจะมีการเพิ่มชั้นผิวให้มีความหนามากขึ้น จากแบบที่เขียนไว้จึงต้องวางแผนชดเชยเรื่องนี้ด้วย อย่างไรก็ตามความหนาโดยรวมของชิ้นงานจะคิดที่ประมาณครึ่งหนึ่งของความหนาของชั้นผิวที่ชุบเนื่องจากส่วนหนึ่งจะฝังอยู่ในผิวชิ้นงานและส่วนที่เหลือจะหนาออกมาจากชิ้นงาน โดยเฉลี่ยแล้วประมาณครึ่งต่อครึ่ง งานที่ต้องการความละเอียดสูงอย่างเช่นระบบลูกสูบ จะทำการลดขนาดของต้นแบบที่ร่างไว้เพื่อเผื่อไว้สำหรับการชุบอลูมิเนียมด้วย
    
2. ความต้านทานการสึกหรอ (Wear Resistance) การวางแผนเพื่อชุบอลูมิเนียมจำเป็นต้องรู้ก่อนว่าชิ้นงานของคุณนั้นจะนำไปใช้งานอย่างไร ต้องสัมผัสเสียดสีมากน้อยแค่ไหน เพราะตามหลักการแล้วหากเป็นการใช้งานที่ต้องมีการสัมผัสและอาจทำให้เกิดการสึกหรอได้มากจำเป็นต้องใช้การเคลือบที่หนา เพื่อเพิ่มความทนทานในการเสียดสี ปัจจัยข้อนี้เป็นปัจจัยที่หลายคนมักมองข้ามไปเพราะบางทีก็ยึดที่เรื่องต้นทุนการผลิตเป็นหลัก
   ​
3. การเพิ่มสี (Adding Color) มีหลายเหตุผลในการย้อมสีการชุบอลูมิเนียม ไม่ว่าจะเป็นเรื่องความต้องการของลูกค้า หรือความเหมาะสมของโทนสี บางชิ้นงานต้องการสีหลายสี ซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่ง่ายเลยในการควบคุมการชุบสี การซีดเนื่องจากแสง ปัจจัยคือกรดซึ่งจะมีความแตกต่างกัน กรดอินทรีย์ง่ายแต่ซีดจางเร็ว กรดอนินทรีย์ยากกว่าแต่ทนแสงได้ดีกว่า เป็นต้น หรือแม้แต่การกำหนดสีที่ถูกต้องโดยเฉพาะสีดำที่ทำได้ยากมาก ส่วนมากสีที่ได้จะเป็นสีเทาเสียมากกว่า กรณีที่เป็นเชิงเทคนิคเช่นนี้จำเป็นต้องมีการออกแบบที่ละเอียดมากกว่าปกติ
    
4. ความนำไฟฟ้า (Conductivity) การชุบอลูมิเนียมจะทำให้เกิดชั้นผิวที่เป็นอลูมิเนียมออกไซด์ ซึ่งไม่นำไฟฟ้า คุณสามารถทดสอบได้ว่าชิ้นงานของคุณผ่านการเคลือบหรือยังด้วยการใช้มัลติมิเตอร์วัดการนำไฟฟ้า หากไม่นำไฟฟ้าแสดงว่าชิ้นงานคุณผ่านการเคลือบเรียบร้อยแล้ว
    
5. การเคลือบรวม(Combined Coatings) การเคลือบชั้นสุดท้ายมีความสำคัญมาก เพราะนอกจากจะทำให้ชิ้นงานไม่เกิดผลกระทบกับสารเคมี แล้วยังช่วยในเรื่องของการเคลือบสีตามที่ต้องการและอาจรวมไปถึงการเคลือบเทฟลอนที่ช่วยในเรื่องความทนทานต่อการสัมผัสมากขึ้นได้อีกด้วย

จาก 5 ข้อดังกล่าวหากคุณสามารถนำมาใช้ในการพิจารณาก่อนการชุบอลูมิเนียมชิ้นงานของคุณได้ทุกครั้ง มั่นใจได้เลยว่างานของคุณจะออกมามีคุณภาพอย่างแน่นอน

​