航太零組件的表面處理與塗層

在航空航天工程中，部件的設計只是其中的一部分。同樣重要的是製造後的表面處理或塗層。正確的表面處理可以大幅延長零件的壽命、改善其對惡劣環境的抵抗力，甚至有助於美觀。在航太業中，零件會暴露在高溫、震動和極端大氣環境中，表面處理不僅僅是裝飾，對於安全、效率和效能而言，更是不可或缺。.

本文將探討用於航太應用的主要表面處理和塗層類型、其優點，以及工程師在選擇合適的表面處理和塗層時必須考慮的因素。.

為何表面處理在航太領域很重要

在所有工業中，航空航天零件面臨一些最嚴苛的工作條件。它們必須承受

未經處理的裸露表面很容易受到磨損、腐蝕和結構削弱。表面處理和塗層可作為保護屏障，並在許多情況下透過減少摩擦、控制腐蝕或提高耐磨性來增強性能。.

表面處理的類型通常取決於生產零件的製造方法。以下是一些常見的航太製程，以及精加工如何融入每種製程：

表面處理的選擇應該從一開始就整合到設計和製造計畫中，而不是在事後才加入。.

電解拋光
此製程可去除表面的微觀層，使粗糙區域變得平滑，並產生光亮、均勻的表面效果。由於它能均勻塗覆內表面，因此非常適合複雜的幾何形狀。在航太領域，電解研磨可減少摩擦、改善抗疲勞性，並提高清潔度。.

媒體爆破
介質噴砂使用微細的研磨顆粒，可產生均勻、有質感的表面，隱藏加工痕跡，並為零件後續塗層做好準備。這種方法通常用於塗漆、粉末塗層或鍍層之前。.

拉絲或拋光表面處理
這些表面處理可改善表面一致性和外觀。雖然這些表面處理主要是為了美觀，但也可去除可能影響抗疲勞性的表面瑕疵。.

蒸汽平滑
蒸氣平滑主要用於 3D 列印塑膠，利用蒸發的化學物質熔化不均勻的表面層。此製程可封閉氣孔、改善防水性，並提升表面美感。此外，它還能讓元件更容易清潔 - 這對於航太內裝而言是非常重要的優點。.

染色和著色
Multi Jet Fusion (MJF) 等快速成型製程所生產的零件可染上豐富、均勻的顏色。這對於車廂內部零件特別有用，因為車廂內部零件除了性能之外，外觀和品牌也很重要。.

Cerakote
Cerakote 是一種陶瓷塗層，以強度和耐磨性著稱，它薄而輕，有數十種顏色可供選擇。它能防止腐蝕、化學物質、紫外線和極端溫度，是航空航天環境的絕佳選擇。.

粉末塗層
靜電塗佈的粉末顏料會被烘烤到零件上，形成耐用的厚塗層。雖然粉末塗層對於金屬板零件來說是極佳的選擇，但卻會增加重量 - 這對於每克都很重要的航太工業來說是一個重要的考量。.

電鍍
電鍍和無電解電鍍可增加一層金屬以防止腐蝕和磨損。它們還可以減少移動部件之間的摩擦，從而提高效率並延長使用壽命。.

很少有表面處理可與 Cerakote 的性能相媲美。它的陶瓷塗層薄而堅固，符合 RoHS 和 REACH 標準，因此既安全又環保。它可以承受震動、極端溫度、化學曝曬和紫外線輻射。在航太應用中，Cerakote 的價值在於結合強度與最小重量，這在燃油效率與有效載重能力受到威脅時至關重要。.

電鍍會增加一個犧牲金屬層，以保護底層材料。當暴露在腐蝕環境中時，鍍層會代替基底材料發生老化。這使得電鍍成為對減少摩擦、耐磨損和防止疲勞非常重要的移動零件的絕佳選擇。.

腐蝕是航太元件最危險的威脅之一。防止腐蝕對安全和長期使用至關重要。有幾種表面處理可提供強大的保護：

鈍化 - 應用於鋼材時，鈍化可產生穩定的氧化層，以防止生銹。它能中和反應性鐵表面，防止氧化擴散到更深層。.
鉻酸鹽轉換塗層 - 此製程通常用於鋁材，可產生一層薄薄的氧化鉻層，既可抗腐蝕，又可作為其他塗層 (如油漆) 的底漆。.
陽極處理 - 陽極處理是在酸浴中以電流通過鋁材，形成耐久的氧化層。這種受控制的腐蝕形成了一種保護性表面，既能抵抗磨損，又能保持足夠的孔隙接受染料。陽極處理可提供防腐蝕保護，並賦予零件鮮明的金屬美感。.