Professionelles Verchromen von 3D-gedruckten Kunststoffteilen

In der 3D-Druck-Welt wächst der Bedarf, Fertigungsmöglichkeiten und Oberflächenveredelungen zu erweitern. Hier geht es um das Verchromen von FDM-3D-gedruckten Kunststoffteilen.

Neue Materialien wie PC-ABS haben den FDM-Druck revolutioniert – nicht nur wegen hoher mechanischer Eigenschaften und Umgebungsbeständigkeit, sondern weil sie sich hervorragend verchromen lassen. Verchromte Kunststoffteile bieten eine optisch identische Oberfläche wie verchromtes Metall, sind aber deutlich leichter und günstiger.

Bild 1: Mit Polymaker PC-ABS gedrucktes Teil. Quelle: Polymaker.

Da Kunststoffe elektrisch nicht leitfähig sind, müssen sie für die Galvanisierung (Auftrag der Metallschichten) durch hochgiftige, schwer kontrollierbare Prozesse vorbehandelt werden. Für ein ideales, gleichmäßiges, glänzendes Ergebnis sind eine Nickelschicht für Glanz und ein Haftvermittler für Kupfer nötig.

Nach der Vorbehandlung wird das Teil in Ultraschallbädern mit organischen Lösungsmitteln (Ethanol) 5–20 Minuten gereinigt (Entfettung, Oxidentfernung). Anschließend folgt das Ätzen in Chromsäurelösung (20–30 %) bei 80 °C. Dadurch entstehen Mikroporen auf der gesamten Oberfläche – essenziell für die Haftung der nachfolgenden Schichten. Nach Spülen mit destilliertem Wasser wird das Teil in 1 % Palladiumlösung bei 70 °C aktiviert und mit Heißluft getrocknet – nun ist es elektrisch leitfähig.

Als Nächstes wird das Teil an einen Kupferleiter (Kathode) gehängt und in ein Kupferbad (70 °C) getaucht. Das Kupfer lagert sich in den Mikroporen ab und bildet eine dünne Schicht. Diese wird in einem konventionellen elektrolytischen Bad verdickt, um die Oberflächenfestigkeit zu erhöhen. Die Chromschicht entsteht durch Elektrodeposition auf der zweiten Kupferschicht in einem Chromsäurebad. So lassen sich neben Chrom auch Nickel, Silber, Zinn etc. auf FDM-gedruckte Teile aus ABS-haltigen Filamenten (ABS, PC-ABS) aufbringen.

Bild 2: Verchromtes PC-ABS-Teil. Quelle: Metal Products Factory.

Für andere Kunststoffe oder kostengünstigere Lösungen gibt es Chromsprays. Sie erzielen einen ähnlichen Effekt, aber mit weniger Glanz und sehr geringer Kratz- und Stoßfestigkeit.

Für das beste Oberflächenergebnis muss der Anwender die Teileoberfläche so lange vorbereiten, bis ein gleichmäßiger, glatter Finish erreicht ist – denn im Gegensatz zu Lackierungen zeigt Verchromen jede noch so kleine Unvollkommenheit.

Das Filament2print-Team empfiehlt: Wer seine 3D-gedruckten Teile metallisieren (verchromen, vernickeln, versilbern etc.) möchte, sollte ein auf Kunststoffverchromung spezialisiertes Unternehmen beauftragen – der Prozess ist komplex, aufwendig und birgt Gefahren.