Colori brillanti per prodotti di uso quotidiano

I rivestimenti si utilizzano ormai ovunque, sia per conferire qualità estetiche (ad esempio colori vivaci o splendore) sia per proprietà funzionali (ad esempio una maggiore durezza o resistenza alla corrosione). La deposizione fisica in fase di vapore (PVD) è un’importante tecnologia di rivestimento al plasma che si affida alla vaporizzazione di materiali sotto vuoto. Rappresenta uno dei processi più promettenti, poiché fornisce finiture vivaci e ornamentali dotate di un livello superiore di durezza e resistenza all’usura e un impatto ambientale minimo.

I costi eccessivi e una limitata affidabilità del processo hanno impedito una maggiore diffusione negli oggetti delle fasce di prezzo più basse, in campi comprendenti l’edilizia, le auto, gli elettrodomestici, la microelettronica e l’optoelettronica. Alcuni scienziati finanziati dall’UE stanno sviluppando una tecnologia di rivestimento PVD a costi ragionevoli per rivestimenti migliorati, nell’ambito delle attività del progetto NANO4COLOR (“Design and develop a new generation of color PVD coatings for decorative applications”).

La tecnologia si incentra su rivestimenti a film sottile nanocompositi (meno di due micro) in un’ampia tavolozza di colori realizzati in matrice dielettrica con nanocluster (nanoaggregati) metallici integrati. La tecnologia di trasformazione ibrida aumenterà l’affidabilità e ridurrà i costi e le emissioni tossiche. La polverizzazione catodica a magnetron reattivo (RMS) viene unita alla polverizzazione a magnetron a impulsi di alta potenza (HIPIMS) o uno spruzzatore denominato cluster gun.

Gli scienziati hanno selezionato tre applicazioni per garantire la compatibilità con configurazioni geometriche complesse e di grandi dimensioni, colori trasparenti od opachi e un’elevata uniformità di grandi aree con precisi dettagli tridimensionali. Il team ha ora sviluppato il prototipo di cluster gun e una simulazione di formazioni di nanocluster. Lo spruzzatore è stato utilizzato insieme alle due originali tecnologie di trasformazione, accanto a una terza, RMS combinata e ricottura, con risultati molto promettenti.

La progettazione nanocomposita, in quanto mezzo per ottenere colori personalizzati, è stata validata dimostrando che il controllo delle dimensioni e della distribuzione di nanocluster ha prodotto colori simili con tutte e tre le tecniche di rivestimento. I rivestimenti di nanocompositi colorati depositati tramite cluster gun e HIPMS sono stati interamente caratterizzati ed è possibile visualizzare i prototipi di prodotti nel sito Web del progetto.

La presenza di rivestimenti a costi contenuti, duraturi nel tempo ed ecocompatibili, dai colori accattivanti per una varietà di prodotti di uso quotidiano, avrà effetti positivi notevoli sui produttori di rivestimenti ornamentali e prodotti finali. Riguardo ai consumatori, possono attendersi un’ampia varietà di splendidi colori metallici in numerosi prodotti.