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L’INDUSTRIA DEI RIVESTIMENTI DECORATIVI COMPRENDE MOLTI SETTORI IN CUI I RIVESTIMENTI VENGONO APPLICATI ALLE SUPERFICI PER MIGLIORARNE L’ASPETTO, PROTEGGERLE DALLA CORROSIONE, MIGLIORARNE LA DURATA E FORNIRE VARI ALTRI VANTAGGI FUNZIONALI. I RIVESTIMENTI DECORATIVI SONO UTILIZZATI IN APPLICAZIONI INDUSTRIALI E COMMERCIALI, TRA CUI L’INDUSTRIA AUTOMOBILISTICA, L’ELETTRONICA DI CONSUMO, LA GIOIELLERIA, GLI OROLOGI DI LUSSO, IL SETTORE AEROSPAZIALE E I MATERIALI ARCHITETTONICI PER L’EDILIZIA.

Nell’industria aerospaziale, per esempio, i rivestimenti decorativi hanno scopi funzionali ed estetici, in quanto vengono applicati agli interni degli aerei, ai sedili e ai componenti della cabina. Questi rivestimenti devono essere durevoli e mantenere un aspetto nuovo per un periodo prolungato. E naturalmente la scelta ricade sul PVD.

RIVESTIMENTI PVD

PVD è l’acronimo di Physical Vapor Deposition, un processo utilizzato per creare rivestimenti decorativi su varie superfici, in genere nei settori automobilistico, elettronico, aerospaziale e altri. I rivestimenti PVD sono noti per la loro durata, resistenza alla corrosione ed estetica. Per quanto riguarda i rivestimenti decorativi che utilizzano la tecnologia PVD, alcune applicazioni e vantaggi tipici includono il miglioramento estetico, una maggiore durata, la resistenza alla corrosione, la personalizzazione, una maggiore pulizia e il rispetto dell’ambiente. I processi di rivestimento PVD sono generalmente più ecologici rispetto ai metodi di placcatura (galvanici) tradizionali, perché producono meno sottoprodotti e rifiuti nocivi.

I rivestimenti PVD possono conferire alle superfici una finitura decorativa e visivamente accattivante. Questi rivestimenti possono creare un’ampia gamma di colori, tra cui oro, oro rosa, nero e finiture simili al cromo, che li rendono famosi per gioielli, orologi ed elettronica di consumo.

I rivestimenti PVD forniscono uno strato protettivo che migliora la durata del substrato sottostante. Queste caratteristiche rendono i rivestimenti PVD adatti ad applicazioni in cui la superficie rivestita può essere soggetta a usura, come maniglie di porte, rubinetti e altri oggetti decorativi.

Inoltre, è importante notare che i rivestimenti PVD possono migliorare la resistenza alla corrosione dei materiali, che è fondamentale nelle applicazioni esterne e marine. I componenti rivestiti possono sopportare l’esposizione all’umidità e a condizioni ambientali difficili senza corrodersi.

I rivestimenti PVD possono essere personalizzati per ottenere effetti decorativi e colori originali. I produttori possono controllare lo spessore e la composizione del rivestimento per soddisfare i requisiti estetici e funzionali.

Alcuni rivestimenti PVD hanno una superficie a basso attrito, che ne facilita la pulizia e la manutenzione. Questa proprietà è particolarmente vantaggiosa in applicazioni come gli elettrodomestici da cucina, dove la pulizia è una priorità.

GAMMA TECNOLOGICA

I metodi di rivestimento PVD standard comprendono la deposizione per polverizzazione e l’evaporazione. Questi processi prevedono la deposizione di materiale su un substrato in una camera a vuoto, ottenendo un rivestimento sottile e uniforme con eccellenti proprietà di adesione. L’HiPIMS, o High-Power Impulse Magnetron Sputtering, è una tecnica avanzata di deposizione di film sottili basata su PVD e utilizzata nella scienza dei materiali e in varie applicazioni industriali. È una variante del più tradizionale processo di magnetron sputtering ed è nota per la sua capacità di produrre film sottili di alta qualità con proprietà uniche.

L’HIPIMS si basa sul metodo dello sputtering, che prevede la rimozione di materiale da un bersaglio (di solito un metallo o una lega metallica) e il suo deposito su un substrato per formare un film sottile. Nell’HIPIMS, lo sputtering è ottenuto utilizzando impulsi di energia ad alta potenza. Dopo aver dimostrato il proprio successo in diversi settori e applicazioni, come la produzione di semiconduttori, i rivestimenti ottici, gli utensili da taglio e i rivestimenti resistenti all’usura, HIPIMS è ora entrato nel settore dei rivestimenti decorativi. La capacità di HiPIMS di depositare film sottili di alta qualità con un’adesione e prestazioni migliori lo rende prezioso in ambienti di ricerca, sviluppo e produzione. Quasi un anno fa, il controllo della contaminazione del bersaglio e il conseguente controllo del colore del materiale dello strato di rivestimento finale mediante HiPIMS è stato dimostrato da Rajesh Ganesan e collaboratori nei loro lavori (R Ganesan et al. 2016 J. Phys. D: Appl. Phys. 49, 245201 e R Ganesan et al. 2017 J. Appl. Phys. 121, 171909).

In entrambi i lavori è stato dimostrato che la competizione tra l’erosione del bersaglio e la formazione di strati composti durante i cicli di impulsi in HiPIMS reattivi apre la possibilità di regolare le condizioni di scarica e le proprietà dei film depositati variando il ciclo di funzionamento in situ senza alterare la miscela di gas reattivi. Tali effetti possono produrre strati di deposizione di colore e levigatezza superficiale regolabili, il che significa che HiPIMS può dare la possibilità di variare le sensazioni tattili sullo stesso oggetto; si può avere una superficie liscia o una superficie ruvida con una definizione e un controllo precisi, cosa che non è possibile con nessun’altra tecnica PVD o CVD.

In altre parole, da oltre mezzo decennio sostengo che Hi- PIMS può sintonizzare le coordinate cromatiche L*, a* e b* in modo indipendente, che possono essere dedicate esclusivamente all’effetto di avvelenamento del bersaglio descritto dal lavoro di ricerca di Ganesan et al. citato in precedenza. L* indica la luminosità, a* è la coordinata rosso/verde e b* è la coordinata giallo/blu. I delta di L* (ΔL*), a* (Δa*) e b* (Δb*) possono essere positivi (+) o negativi (-). Tuttavia, la differenza totale, Delta E (ΔE*), è sempre positiva. La natura pulsata dell’HIPIMS consente un controllo preciso dello spessore del film, della composizione e della microstruttura e può quindi portare un colore definito in esperimenti ripetuti. Gli HiPIMS consentono agli ingegneri di processo di personalizzare i parametri di processo per soddisfare requisiti specifici.

In sintesi, i rivestimenti decorativi realizzati con la tecnica PVD offrono una combinazione di estetica, durata e funzionalità. Trovano applicazione in un’ampia gamma di settori in cui sono essenziali sia l’aspetto estetico che la protezione.

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