La metallizzazione in vuoto è generalmente la sublimazione e condensazione, o “deposizione”, di un sottile film metallico su un substrato, fatta a pressione di circa 10-4 mbar. La bassa pressione (vuoto) permette alle molecole del metallo di muoversi dalla sorgente di evaporazione fino alla superficie del substrato evitando il contatto con l’aria o altre particelle in forma gassosa. Lo step iniziale, un trattamento al plasma, pulisce il substrato e favorisce l’adesione del film metallico. Dopo questo pre-trattamento, uno spessore di metallo che va da 0,01 a 10.00 micron viene depositato sul substrato. Lo step finale del ciclo, in quasi tutti i casi è un rivestimento di polimerizzazione al plasma, che conferisce proprietà protettive della superficie trattata. Questi step vengono eseguiti automaticamente in un unico ciclo di lavoro. In alcuni casi, prima e dopo tale ciclo, può essere applicata una vernice di base e/o di protezione, utili per fornire ulteriore resistenza meccanica del rivestimento.

Il rivestimento a Sputtering è uno dei metodi più flessibili per depositare fisicamente il vapore "PVD" (Physical Vapour Deposition). Il materiale di rivestimento viene inserito nella camera a vuoto come catodo sotto forma di piastra metallica. Dopo che la camera è stata svuotata, viene introdotto il gas di processo (si usa normalmente argon per il suo elevato peso atomico). Quindi viene generato un plasma. Gli ioni positivi di argon subiscono il processo di accelerazione sul catodo che espellono gli atomi della piastra metallica (materiale evaporante). L’impatto degli atomi sul materiale evaporante producono “ Sputtering”, come risultato dell’accelerazione data dalla subentrante particella. Questo processo produce il rivestimento dei substrati presenti nella camera. A differenza di molte altre tecniche di deposizione sottovuoto, non c’è fusione di materiale, quindi tutti i metalli e leghe possono essere depositati con una alta efficienza ed un alto controllo. Si possono ottenere nitruri o carburi del metallo evaporante ( esempio TiN “Nitruro di Titanio”) se oltre al gas di processo si introduce nella camera un gas reattivo come ad esempio azoto o acetilene. Diversi catodi costituiti da materiali differenti possono essere inseriti in un sistema di rivestimento a vuoto e in tal modo si possono produrre sistemi multistrato. Inoltre è possibile modificare la combinazione dei singoli strati variando la combinazione dei gas reattivi.

Si! Quando viene richiesto un impianto in vuoto, bisogna considerare le applicazioni future e le possibilità di espansione delle applicazioni. Oggi la produzione di un semplice rivestimento metallico; domani, con una macchina ibrida, la deposizione di infinite leghe metalliche o metalli puri ( esempio cromo via sputtering di maniglie per porte o parti interni/esterne di automobili). Il PECVD per proteggere il lavoro eseguito.

In un sistema KOLZER possono essere rivestiti quasi tutti i materiali: legno, vetro, plastica, metallo, pelle e tessuti, etc. Tutti i prodotti finiti o parti di essi, come componenti elettronici, ruote, specchi, parti di automobile, imballaggi di tutte le dimensioni e accessori moda inclusi scarpe, maniglie, bottoni e gioielli, traggono beneficio dal valore aggiunto fornito dalle proprietà decorative e funzionali dei vari rivestimenti ottenibili.

Un oggetto da rivestire necessita di avere una superficie liscia, uniforme e senza contaminazioni prima di essere sottoposto al processo di rivestimento. Questo per favorire l’adesione del metallo ed anche perché il rivestimento metallico metterà in risalto ogni eventuale difetto superficiale. Gli oggetti devono avere superfici speculari oppure essere verniciati mediante una vernice di base, prima di essere inseriti in camera di processo. A fine trattamento, i pezzi metallizzati in alluminio, con alcune eccezioni, hanno bisogno di una vernice di protezione al fine di prevenire l’ossidazione, l’usura e preservare la brillante finitura lucida, per il valore aggiunto e la durata del prodotto. Con alcune eccezioni, il processo di sputtering necessita quasi sempre una vernice di base o di top a seconda dell’utilizzo finale dei pezzi e di come si presenta l’aspetto dell’oggetto prima di essere rivestito. Per esempio, se il pezzo è stato stampato ad iniezione con una perfetta lucentezza e privo di eventuali difetti superficiali, può essere non necessaria una mano di fondo di vernice. Dopo la deposizione del metallo, può essere applicato un rivestimento al plasma protezione supplementare, all'interno del ciclo di sputtering, oppure una finitura di vernice. Tutte queste variabili sono determinate dall'uso finale del prodotto o dalle norme di riferimento ( test e capitolati).

Si! Dopo il processo di metallizzazione è possibile aggiungere pigmenti colorati alla vernice trasparente di protezione al fine di ottenere una superficie metallica colorata (rossa, verde, dorata, blu, etc.… ). Questa vernice di protezione è necessaria per proteggere nel tempo l’oggetto dall’ossidazione e da agenti esterni che possono danneggiare la brillante finitura lucida.

Molte applicazioni sono decorative e funzionali, ma un rivestimento metallico può aumentare la vita di un prodotto grazie alla protezione che offre. Ma un rivestimento metallico può anche essere “intelligente”: diminuire l'elettricità statica, rendere una superfice più riflettente o antibatterica, aumentare la conducibilità termica ed elettrica, schermare un prodotto per EMI, etc. Nel mondo automobilistico, il processo di sputtering di cromo si è dimostrato più durevole, ecologico e meno pesante rispetto alla cromatura classica. Alcuni studi hanno anche dimostrato che lo sputtering di cromo può aumentare la durata della vita di un prodotto protetto fino a dieci volte in più e costare 6 volte di meno.

Per PVD (Physical Vapour Deposition) si intende una varietà di metodi di deposizione sotto vuoto utilizzati per depositare film sottili mediante la condensazione di una forma vaporizzata del materiale desiderato su parti di diversa tipologia ( automobilistica , aerospaziale , ottica , confezionamento , cosmetici, etc. ) . Il metodo di rivestimento comporta processi puramente fisici come l'evaporazione sottovuoto con successiva condensazione, o sputtering plasma. Lo sputtering produce un bagliore costituito dal materiale da depositare, in cui una parte del materiale è atomizzato e riveste i substrati in camera , coprendoli sottoforma di “vapore”. Nel mondo del rivestimento è la più recente alternativa ecologica alla cromatura tradizionale,. E’ stato infatti dimostrato che questa tecnica aumenta la durata del pezzo e i pezzi finali risultano più leggeri e puliti rispetto ad un tradizionale riporto di cromo. La deposizione fisica di vapore ha guadagnato popolarità per molte ragioni, una fra tutte l’allungamento della durata di un prodotto, secondo alcuni studi fino a dieci volte in più ed è oggi utilizzata per rivestire miliardi di oggetti.

Il plasma è il 4 ° stato della materia. Lo stato di plasma si instaura quando le molecole neutre, ioni positivi ed elettroni liberi sono tutti presenti allo stesso tempo. Il plasma viene utilizzato per diversi scopi: per rimuovere impurità dal pezzo e per preparare il substrato a ricevere qualsiasi rivestimento. Un ciclo di plasma può migliorare anche l’adesione del metallo PVD; lo si può inoltre effettuare alla fine di un processo PVD per scopi protettivi e per la creazione di uno strato di barriera (link alla pagina processo plasma).

La deposizione chimica di vapore assistita dal plasma (PECVD) è un processo utilizzato per depositare film sottili trasparenti su una superficie, mediante un reagente in forma di gas. I sistemi da vuoto con PECVD permettono di depositare uno strato protettivo trasparente, che se applicato, permette ad un substrato di avere proprietà protettive quali idrofobia, effetto barriera totale e anti-corrosione. Il rivestimento si lega alla superficie del prodotto a livello nanometrico, il che significa che diventa inseparabile da esso e resistente come il materiale che protegge. Lo spessore del rivestimento è mille volte più sottile di un capello umano, è invisibile alla vista o al tatto.

I settori industriali produttivi che utilizzano le tecnologie di rivestimento sottovuoto sono ormai una lista infinita: automobilistico, ottica, imballaggio, aerospaziale, militare, solare, idraulica, bigiotteria, arredamento casa, mobili, moda, medico, contenitori per alimenti e bevande, materiali da costruzione, accessori in generale, etc..

Oggi i nostri sistemi hanno un software in ambiente Windows “user friendly”. Connessioni internet 24/7 forniscono assistenza e garanzia di qualità anche grazie alla possibilità eseguire il controllo di un impianto da remoto. Pertanto, ogni lavoratore può essere un operatore di rivestimento sotto vuoto dopo poche semplici istruzioni. Il programma informatico ha i cicli memorizzati con tutti i parametri per rivestire ogni prodotto: un macchina si installa in un giorno e la definiamo "plug and play".

Le sorgenti di magnetron sputtering offrono la flessibilità per depositare metalli in strati, multilayer e depositare insieme metalli diversi per ottenere proprietà funzionali “ad hoc”, creare colori unici: un "rivestimento intelligente". Avere target multipli, 2, 4 o 6, riduce il tempo di ciclo, migliora il rivestimento di oggetti dalla geometria complessa e consente di trattare più prodotti di produzione all'interno dello stesso sistema.

Sì, il rivestimento sotto vuoto è un processo freddo, secco e privo di prodotti chimici, liquidi e quant’altro: utilizza la nanotecnologia. Il mondo industriale del passato utilizzava infatti processi con forte impatto ambientale, processi che richiedevano per la maggiore la chimica più impattante, acqua, acidi, solventi, ect. Oggi la nanotecnologia è alla base del rivestimento sotto vuoto e i metalli utilizzati sono in quantità infinitesimali: questo permette all'industria di manipolare le molecole e gli atomi su una piccola scala, fino a un miliardesimo di metro. Questa tecnologia non inquinante produce rifiuti in quantità trascurabili e solo una minima quantità di energia viene utilizzata per realizzare prodotti che sono incredibilmente leggeri, economici, forti, intelligenti e durevoli.

I consumabili di cui fa uso la metallizzazione in vuoto sono: fili di alluminio, filamenti di tungsteno, energia elettrica, un sistema di circolazione di acqua raffreddata a ciclo chiuso. Lo sputtering in vuoto utilizza invece molti metalli e leghe in forma di barre (target): cromo, titanio, ottone, rame, alluminio, oro, acciaio inossidabile, silicio, stagno, tungsteno, zinco, ecc

La galvanotecnica o rivestimento elettrolitico utilizza nonché produce sostanze chimiche tossiche. La procedura è dannosa per l'ambiente e potenzialmente letale per il personale. I controlli sanitari ormai proibitivi, ma anche l’enorme utilizzo di acqua e di elettricità necessari per mantenere un impianto standard di produzione (quasi 10 volte di quelli dello sputtering) li rendono obsoleti. L’utilizzo di una camera a vuoto per depositare metalli è ecologico e sicuro per il personale, si risparmia spazio e il tutto ad una frazione del costo dei metodi tradizionali. Nei sistemi di sputtering, i metalli si possono depositare facilmente, in modo uniforme con dispendio di energia e di materiali di consumo in quantità esigue.

La velocità specifica del ciclo di un rivestimento in vuoto dipenderà da fattori quali le dimensioni dell’impianto utilizzato, il volume della produzione annuale, la dimensione e la natura del prodotto. Per alcune applicazioni, la durata di un ciclo costituito da 3 step può durare anche 4 minuti.

Il costo di un rivestimento in vuoto dipende dalla dimensione e dalla quantità delle parti da rivestire, dal numero di cicli di produzione per ogni ora, dai turni di lavoro al giorno e dalle richieste del ciclo di processo, cioè se si richiede anche un plasma iniziale o finale, dallo spessore del rivestimento metallico, dalla scelta del metallo. Non bisogna trascurare la questione della verniciatura. Le parti possono avere bisogno di una mano di vernice sia di base che successiva al rivestimento sotto vuoto, ovvero una vernice di protezione. Tutte queste variabili dipendono dall'uso finale del prodotto e dallo stato iniziale ( cioè come si presente i materiale prima del rivestimento). Le statistiche mostrano che i costi di rivestimento sotto vuoto sono pari ad 1/6 dei tradizionali metodi di ricoprimento (es. cromatura galvanica).