Jalometallipinnoite valitaan usein halvemman ja huomattavasti epäjalomman metallin päälle, jotta osaan saataisiin jalomman metallin ominaisuudet. Täten saadaan huomattavat ympäristö- ja kustannussäästöt, kuin että tuote valmistettaisiin kokonaan esim kullasta.
Pinnoitettava materiaali voi myös olla muuten ominaisuuksiltaan ihanteellisempi kuin esimerkiksi kulta. Esimerkiksi alumiini on huomattavasti kevyempi materiaali, mikä on monissa laitteissa parempi asia (kuten avaruusosissa). Kuitenkin pinnoittamalla alumiini, saadaan siihen jalometallin ominaisuudet.
Jalometallipinnoite on pieni, mutta ratkaiseva tekijä, joka vaikuttaa suoraan kestävyyteen, suorituskykyyn ja luotettavuuteen.
“Metallipinnoite on rajapinta ydinmateriaalin ja ympäristön välillä. Sen avulla saadaan tuote kestämään pidempään ja toimimaan paremmin,” sanoo Eforitin asiantuntija Sari Virta.
Pinnoite ei siis ole pelkkää viimeistelyä, vaan se on osa tuotteen ydinsuunnittelua.
Suoja, joka tekee enemmän kuin suojaa
Jalometallipinnoitteiden, kuten kullan ja rodiumin, suurin vahvuus on niiden kemiallinen inerttiys. Ne eivät reagoi herkästi ympäristön kanssa, mikä tekee niistä tehokkaita korroosiosuojia.
“Ne tekevät pinnasta stabiilin. Samalla ne voivat parantaa sähkönjohtavuutta, vähentää kitkaa ja estää tuotteen degradoitumista,” Virta kertoo.
Tämä näkyy suoraan käytössä: parempi suorituskyky, vähemmän vikoja ja pidempi käyttöikä.
Yksi materiaali ei sovi kaikkeen
Pinnoitteen valinta alkaa aina käyttökohteesta. On aivan eri asia suunnitella pinnoite avaruuslaitteeseen kuin teollisuusympäristön analysaattoriin.
“Kulta on erinomainen esimerkiksi IR-heijastavuuden vuoksi avaruuskohteissa. Kun taas erittäin korrodoiviin olosuhteisiin suosittelemme rodiumia, joka on vielä kultaa kestävämpi,” Virta sanoo.
Hopea puolestaan on paras vaihtoehto, kun tarvitaan huippuluokan sähkönjohtavuutta.
“Siksi pinnoituksesta pitäisi keskustella asiantuntijan kanssa jo tuotekehityksen alkuvaiheessa – erityisesti myös pinnoitteen paksuudesta,” hän lisää.
Pinnoitteissa pienet erot merkitsevät paljon. Kyse on mikrometreistä, ei millimetreistä.
“Vaikka pinta näyttää kultaiselta, se voi silti olla huokoinen. Esimerkiksi 0,3 mikronin kultakerros ei vielä muodosta tiivistä pintaa,” Virta havainnollistaa.
Huokoinen pinnoite päästää perusmateriaalin hapettumaan ja heikentää tuotteen sähköisiä ja mekaanisia ominaisuuksia – joskus huomaamatta, kunnes vika ilmenee.
Jos materiaali valitaan väärin, seuraukset näkyvät nopeasti.
“Hopea ei ole ratkaisu, jos yritetään estää hapettumista vaikkapa merenpohjassa. Se korrodoituu itse,” Virta muistuttaa.
Myös kerrosten yhteensopivuus on tärkeää:
“Jos kultaa laitetaan suoraan kuparin päälle, se diffudoituu ajan myötä kupariin. Siksi käytämme usein nikkelivälikerrosta,” hän kertoo.
Tällaiset yksityiskohdat voivat ratkaista, kestääkö tuote vuosia vai vain hetken.
NanoDau – kultaa, joka kestää
Kulta on pehmeä metalli, mikä rajoittaa sen käyttöä mekaanisesti rasittuvissa kohteissa. Tätä varten Eforit on kehittänyt NanoDau-pinnoitteen.
“NanoDau kestää vähintään kaksi kertaa pidempään kuin perinteinen kovakultaus ja sen kitka on huomattavasti pienempi,” Virta sanoo.
Se sopii esimerkiksi liittimiin, tutkarenkaisiin ja kohteisiin, joissa huolto on vaikeaa tai mahdotonta, kuten avaruudessa tai meren alla.
Mittaaminen tekee laadusta todennettua
Laadukas pinnoite ei perustu arvauksiin. Siksi pinnoitepaksuus mitataan esimerkiksi röntgenmittauksella.
“Näin voimme taata asiakkaalle, että paksuus on juuri se, mikä on luvattu – ja että pinnoite toimii teknisesti,” Virta kertoo.
Mittaus varmistaa toistettavuuden ja luotettavan lopputuloksen. Myös tuotteen muoto vaikuttaa pinnoitettavuuteen.
“Pinnoite kasvaa helpommin reunoille kuin keskelle – tätä kutsutaan ns. dog bone -ilmiöksi. Umpireiät ja onkalot tekevät työstä haastavaa,” Virta sanoo.
Ja yksi käytännön vinkki:
“Läpireikä helpottaa ripustamista ja sähkökontaktin saamista. Muuten kappaleeseen voi jäädä puristusjälkiä,” hän lisää.
Elinkaarikustannukset ratkaisevat
Jalometallipinnoite voi nostaa hankintahintaa, mutta kokonaisuus ratkaisee.
“Se pidentää käyttöikää, vähentää huoltoa ja pienentää hylkäysastetta. Silloin kokonaiskustannukset elinkaaren aikana pienenevät,” Virta summaa.
“Kun käyttäjä kokee tuotteen luotettavaksi, pinnoituksen arvo näkyy suoraan.”
