V moderní výrobě jsou imerzní zlacení a zlacení běžnými metodami povrchové úpravy, které se široce používají ke zlepšení estetiky výrobků, odolnosti proti korozi, vodivosti a dalších vlastností. Existují však značné rozdíly v nákladové struktuře těchto dvou procesů. Hluboké pochopení těchto rozdílů má pro podniky velký význam pro rozumný výběr procesů, kontrolu výrobních nákladů a zlepšení konkurenceschopnosti na trhu.

Principy procesu a nákladová základna

Proces zlacení, obvykle označovaný jako chemické zlacení, je proces, který využívá chemické oxidačně-redukční reakce k nanášení vrstvy zlata na měděný povrch substrátového materiálu, jako je deska plošných spojů. Princip spočívá v tom, že v roztoku obsahujícím soli zlata se ionty zlata redukují pomocí specifického redukčního činidla a rovnoměrně se nanášejí na povrch substrátu. Tento proces nevyžaduje externí proud, je relativně mírný a má relativně jednoduché požadavky na zařízení. Proces zlacení však vyžaduje přesnou kontrolu parametrů, jako je složení, teplota a hodnota pH roztoku, aby se zajistila kvalita a rovnoměrnost tloušťky vrstvy zlata. Vzhledem k relativně pomalému procesu zlacení je k dosažení požadované tloušťky vrstvy zlata zapotřebí delší doba zpracování, což do jisté míry zvyšuje časové náklady.

Proces zlacení se provádí především na principu elektrolýzy. V elektrolytickém článku slouží ošetřovaný obrobek jako katoda a zlato jako anoda a je umístěn do elektrolytu obsahujícího ionty zlata. Když jím prochází elektrický proud, ionty zlata získávají na katodě elektrony, redukují se na atomy zlata a ukládají se na povrchu obrobku. Tento proces může rychle vytvořit relativně silnou vrstvu zlata na povrchu obrobku a účinnost výroby je relativně vysoká. Proces elektrolýzy však vyžaduje specializované napájecí zařízení, které klade vysoké nároky na přesnost a stabilitu zařízení. V důsledku toho se odpovídajícím způsobem zvyšují i náklady na pořízení a údržbu zařízení.

Rozdíl v nákladech na spotřebu zlata

Co se týče množství použitého zlata, proces zlacení obvykle vyžaduje více zlata. Protože zlacení umožňuje dosáhnout relativně silné vrstvy zlata, její tloušťka se obvykle pohybuje mezi 0,1 a 2,5 μm. Naproti tomu vrstva zlata získaná procesem ponořování zlata je tenčí. Například při aplikaci desek plošných spojů je tloušťka vrstvy zlata v procesu zlacení obvykle kolem 0,05-0,15 μm. Se zvyšující se tloušťkou vrstvy zlata se lineárně zvyšuje množství zlatého materiálu potřebného pro proces zlacení. Během procesu elektrolýzy je navíc nutné udržovat koncentraci iontů zlata v elektrolytu na určité úrovni, aby se zajistil nepřetržitý přísun iontů a stabilita galvanického efektu. To znamená, že během výrobního procesu se spotřebuje více zlatého materiálu.

Kromě toho mají cenové výkyvy zlatých materiálů různý vliv na náklady obou procesů. Vzhledem k relativně malému množství zlatého materiálu použitého v procesu těžby zlata je změna nákladů relativně malá při kolísání cen zlata. Pokud jde o proces pokovování zlatem, který je silně závislý na zlatých materiálech, jakékoli kolísání ceny zlata bude mít významný dopad na jeho náklady. Například když mezinárodní cena zlata prudce vzroste, náklady na proces pokovování zlatem se rychle zvýší, což vyvine značný tlak na náklady podniků.

Porovnání nákladů na vybavení a práci

Zařízení potřebné pro proces těžby zlata je relativně jednoduché a zahrnuje zejména reakční nádrž, systém cirkulace roztoku, zařízení pro regulaci teploty atd. Počáteční pořizovací náklady těchto zařízení jsou relativně nízké a náklady na údržbu během každodenního provozu také nejsou vysoké. Vzhledem k relativně stabilnímu procesu se technické požadavky na operátory zaměřují především na monitorování a úpravu parametrů roztoku a náklady na školení personálu jsou relativně nízké.

Proces zlacení vyžaduje specializované galvanické zdroje napájení, usměrňovače, galvanické nádrže, stejně jako složité filtrační a cirkulační systémy a další zařízení. Tato zařízení jsou nejen drahá, ale také během provozu spotřebovávají velké množství elektřiny, což má za následek vysoké odpisy a náklady na spotřebu energie pro zařízení. Proces elektrolýzy má zároveň extrémně přísné požadavky na kontrolu procesních parametrů, jako je hustota proudu, napětí, doba galvanizace atd. Jakákoli odchylka v jakémkoli parametru může vést k problémům s kvalitou zlaté vrstvy. To vyžaduje od operátorů vysoké odborné dovednosti a bohaté zkušenosti a náklady na manuální školení i lidské zdroje jsou relativně vysoké.

Další aspekty nákladových faktorů

Ve skutečné výrobě existují i další faktory, které mohou ovlivnit náklady obou procesů. Například při přípravě a údržbě roztoku v procesu zlacení je zapotřebí řada chemických činidel. I když jsou náklady na tato činidla relativně nižší než u zlatých materiálů, stále představují z dlouhodobého hlediska značné náklady. Odpadní voda vznikající během procesu nanášení zlata navíc obsahuje těžké kovy a chemické látky, které vyžadují specializované čištění, aby splňovaly normy pro vypouštění odpadních vod na ochranu životního prostředí. Nelze ignorovat ani náklady na čištění odpadních vod.

Během procesu galvanického zlacení se mohou v důsledku nesprávného řízení procesu vyskytnout problémy s kvalitou zlaté vrstvy, jako je nedostatečná přilnavost zlaté vrstvy a nerovnoměrná tloušťka. Jakmile k těmto problémům dojde, je často nutné obrobky přepracovat, což nejen zvyšuje náklady na materiál a čas, ale může také vést ke snížení efektivity výroby. Proces zlacení má navíc vysoké nároky na výrobní prostředí. Je nutné udržovat čistotu a stabilní teplotu a vlhkost v dílně, což do určité míry také zvyšuje výrobní náklady.

Mezi procesem zlatání a procesem zlacení existuje mnoho rozdílů v nákladech. Při výběru procesů se podniky nemohou omezit na náklady. Musí také komplexně zvážit faktory, jako jsou výkonnostní požadavky produktu, rozsah výroby a tržní umístění. U velkovýrobních projektů, kde je kontrola nákladů velmi důležitá, pokud produkt nemá obzvláště vysoké požadavky na tloušťku a odolnost vrstvy zlata proti opotřebení, je cenová výhoda procesu zlatání zcela zřejmá. U některých špičkových produktů, jako jsou letecká elektronická zařízení, jsou požadavky na výkon a vzhled extrémně vysoké. I když je proces zlacení nákladný, podniky si ho mohou zvolit, aby splnily vysoké požadavky na kvalitu produktů. Pouze komplexním zvážením různých faktorů mohou podniky zvolit procesy vhodné pro jejich vlastní vývoj a maximalizovat nákladovou efektivitu.