Pokrywanie galwaniczne reel-to-reel

Pokrywanie reel-to-reel jest - jak nazwa wskazuje - procesem ciągłego pokrywania, w którym katodę stanowi drut, taśma lub ażur odwijany bezpośrednio przed pokrywaniem z rolki lub zwoju (reel) i wprowadzany w sposób ciągły do kąpieli galwanicznej. Po pokryciu katoda zostaje ponownie nawinięta na rolkę lub zwój jak bywa na ogół w przypadku drutu lub taśmy. Spotyka się jednak linie, w których katoda bezpośrednio po pokryciu jest przekazywana do cięcia, wycinania albo montażu.

Obróbka reel-to-reel jest z zasady typową obróbką techniczną, w której liczą się wymagania i parametry techniczne powłok, natomiast wygląd powłok ma znaczenie drugorzędne. Na ogół nie spotyka się tej obróbki w usługowych galwanizerniach, lecz wyłącznie tam, gdzie pokrywanie jest elementem procesu produkcyjnego, głównie w elektrotechnice. W procesie reel-to-reel nakłada się zasadniczo jedną powłokę galwaniczną. Linie, w których nakłada się dwie powłoki spotyka się znacznie rzadziej, również dlatego, że oznacza to istotną komplikację procesu. W przypadku dwóch powłok pierwszą jest zwykle nikiel podkładowy. Do najczęściej nakładanych powłok należą: cyna, cynk, nikiel, miedź, srebro, złoto. Podłożem pokrywanym jest na ogół miedź i stopy miedzi oraz stal. Grubość nakładanych powłok jest bardzo zróżnicowana: od dziesiątych części mikrometra do kilkuset mikrometrów.

Linia do pokrywania reel-to-reel nie przypomina tradycyjnego automatu galwanizerskiego. Z konieczności stopień zmechanizowania i zautomatyzowania linii reel-to-reel był od początku ich przemysłowego zastosowania bardzo wysoki. Wymagania produkcyjne oraz parametry technologiczne wyznaczają długość linii, która może osiągać nawet 100 m. Bardzo długie linie są zazwyczaj projektowane w kształcie litery „U” lub nawet podwójnego „U”. Pracująca linia sprawia wrażenie bez obsługowej. Szybkość nakładania powłok w procesie reel-to-reel jest zazwyczaj wielokrotnie wyższa niż w tradycyjnej obróbce, co wynika zarówno z właściwości geometrycznych katody, z możliwości uzyskania bardzo silnego mieszania elektrolitu lub bardzo wysokiej prędkości przesuwu katody w elektrolicie (nawet do kilkunastu metrów na sekundę w przypadku drutu). Powoduje to, że proces galwaniczny reel-to-reel może być bardziej wydajny i ekonomiczny niż dostępny analogiczny proces fizycznego pokrywania np. stalowych drutów lub taśm cynkiem w tzw. procesie ogniowym. Należy jednak podkreślić, że w tym przypadku linia do pokrywania reel-to-reel będzie urządzeniem bardziej skomplikowanym i zaawansowanym technicznie, co znajdzie odbicie w cenie i amortyzacji.

Gdy pokrywanym materiałem jest cienki drut lub cienka taśma, są one wprowadzane do kąpieli i prowadzone w wannie na odpowiednio rozmieszczonych rolkach, z których część doprowadza prąd. Wanna jest w tym przypadku raczej tradycyjnym zbiornikiem wypełnionym kąpielą i zaopatrzonym w anody oraz konieczne wyposażenie. Gdy materiałem jest gruby pręt lub taśma, tradycyjna wanna ustępuje ciągowi komór (cel) i śluz, do których kąpiel jest bezustannie pompowana ze zbiorników retencyjnych zaopatrzonych w mieszanie, filtry, grzałki, chłodzenie i pompki dozujące. W komorach znajdują się anody, zaś część śluz wyposażona jest w rolkowe lub sprężynowe kontakty prądowe. W przypadku pokrywania podłoża stalowego takich punktów musi być wiele z powodu niskiego przewodnictwa właściwego żelaza.

W wielu przypadkach w procesach reel-to-reel stosuje się proste elektrolity o wysokim stężeniu jonów metalu, bez specjalnych dodatków. Wysoki połysk lub efekt utwardzenia powłoki może być uzyskany np. po przeciągnięciu pokrytego drutu. Właściwości stosowanych kąpieli wynikające z określonych technologii galwanicznych mają znaczenie przy nakładaniu powłok o szczególnych wymaganiach, np. stopowych, twardych, błyszczących itd. Niekiedy zadaniem dodatków jest uzyskanie wysokich gęstości prądu, nieosiągalnych w kąpieli bez dodatków.

W szczególnych przypadkach technologie reel-to-reel są alternatywą dla tradycyjnego pokrywania. Dotyczy to m.in. przypadku pokrywania taśmy, z której po obróbce galwanicznej wycina się potrzebne elementy. Alternatywą dla procesu reel-to-reel byłaby tańsza obróbka bębnowa, jednak niska jakość pokrycia w bębnach (nierównomierność pokrycia) może być decydującym powodem zastosowania droższego procesu reel-to-reel. Generalnie jednak proces reel-to-reel nie jest alternatywą dla tradycyjnej galwanotechniki, lecz szczególnym i nieczęsto spotykanym uzupełnieniem.