给你的钛挂件镀一层彩色外衣（来自果壳），不是一般的骚

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钛除了广为人知的质轻强硬耐腐蚀之外，还有一个特别的特性。利用电化学反应可以在钛上制备出厚度可控的牢固氧化层，通过光的干涉效应不用任何颜料就可以呈现出丰富多彩的颜色。再配合干膜光刻技术进行图形转移，就能在钛材上氧化出任意的图案，通过电流和化学的艺术制造出自己独一无二的饰品。
材料和工具A．制版

• 硫酸纸/透明菲林
• 石油醚/无水酒精

B．钛材加工

• TA2工业纯钛板
• 手工锯
• 史丹利双金属锯条
• 电钻
• 硬质合金钻头
• 砂纸，锉刀
• 台钳

C．干膜光刻

• 感光干膜
• 显影剂（碳酸钠）
• 脱模剂（氢氧化钠）
• 培养皿
• 毛刷
• 橡胶手套
• 热风枪/过塑机/电熨斗

D．阳极氧化

• 铜片/铜丝
• 棉签
• 电解液（可乐20ml）
• 实验电源
• 导线

处理图片虽然说图案可以自由发挥，但并不是所有的图片都能够直接用于制版曝光。对印刷有了解的人可能知道，丝网印刷时的灰度渐变色需要转换成黑白二色的网点图，通过网点疏密呈现颜色变化。干膜光刻也类似，图片需要转换成黑白二色，边缘清晰，去掉细小线条供打印制版。


首先，网上找来的图片可能是这个样子的，颜色多，有渐变，尺寸还很小。


用Photoshop放大去噪修整，然后在CorelDRAW里描摹成矢量图。这一步转换是为了便于缩放，否则边缘容易在放大时出现锯齿。


矢量图再调整大小，输出A4大小的高质量图片，至少300dpi。记得要左右翻转，因为实际光刻时有墨粉的打印面要朝下。
打印制版准备好高清晰度的图片之后，需要把它们打印到实体上制成光刻版。较高精度下用的是石英版和玻璃版，印刷业中常用透明塑料加涂层制成的菲林版。虽然菲林版不贵（几毛钱一张），但是它和纸张性质差距略大，有些打印机支持不好。个人来说，有一个更为通用的选择：硫酸纸制版。
硫酸纸又称描图纸，质地坚硬半透明，虽然制版精度不能和菲林片相比，但是还是比普通的白纸要好得多。更重要的是，几乎所有打印机都能吃硫酸纸。


在硫酸纸上打印出准备好的图案，由于纸质半透明，可以从背面看验证图形正确。
制版时对图形的遮光度有很高的要求。一般的打印机打印硫酸纸的时候，“黑色”部分经常是深灰色半透明，对曝光很不利。如果是激光打印机的话，有一个事后对硫酸纸图形加黑的方法——印刷界的秘方加黑液。
说穿了非常简单，只要在纸上面涂抹适当的有机溶剂，就可以让激光打印机的墨粉团溶解分散，在纸上更加均匀的分布。过去常用的配方是烃类溶剂和酯类溶剂的混合配方，但是通常情况下溶剂汽油，石油醚，无水酒精都可以。在一块干净的平板上倒上溶剂，均匀沾湿硫酸纸的背面，再晾干就可以了。
钛材加工


既然要在钛上作阳极氧化，首先一件事自然是把钛材加工成所需的形状。买来的钛板通常是标准尺寸的，需要自行切割。


TA2钛板的硬度接近不锈钢，不是很容易加工，普通的高碳钢工具极易磨钝。事实证明史丹利的双金属硬质合金锯条很好用——虽然手动还是费时。有可能的话建议上电锯。


切割出方块之后稍微用最粗的砂纸打磨一下，主要是检查表面有没有严重的凹凸不平现象


然后打孔，金刚石磨头对韧性大的钛材很无力，于是上了电钻。钻孔时温升很快，可以看到孔的周边已经受热氧化成金黄色。
打完孔以后就可以进一步打磨，粗磨出金属光泽可以呈现拉丝效果，加水细磨可以磨出磨砂表面，用金相砂纸抛光的话还可以呈现镜面反光，以及把钛材打磨成其他各种各样的形状——这些也都可以用角磨机来做。



左边一块钛牌是银白磨砂效果，右边一块镜面抛光。这一步做出来的牌子如果不继续加工，叫做“无饰牌”（寓意平安无事）。
干膜光刻
  


感光干膜中含有丙烯酸共聚物和光聚合单体、光引发剂等成分，未感光时为淡蓝色，可溶于弱碱。受光照后干膜中的聚合物聚合，颜色变深质地变硬，仅溶于强碱。与液态的光刻胶和感光油墨相比，干膜不含溶剂，操作简易，厚度均匀，尤其适用于DIY操作。买来的感光干膜是成卷的淡蓝色薄膜，需要避光保存。要用的时候，在暗处取出一段，剪成和光刻图案大小相仿的小块。


如果贴过手机膜的筒子们应该对干膜的结构很熟悉，它也分三层：较软的聚烯烃上保护层，较硬的多元酯下保护层和中间的淡蓝色干膜感光层。光刻的第一步是揭掉下保护层，然后把干膜粘贴到钛牌上。贴膜的要领和贴手机膜一样，尽量不要有气泡和灰尘，多的话就返工重贴。贴完以后剪去周边多余的干膜，然后热压固定。
干膜本身和基材的粘贴力不强，需要加热加压让两者紧密接触粘贴良好。工业上给PCB板上的干膜热压用的是类似过塑机的机器，家用可以使用熨斗隔湿毛巾加压，实验室条件下，还可以用热风枪加热，随吹随压。


粘贴好干膜以后，裁剪适当大小的硫酸纸版，打印面朝下用胶带固定在干膜的上保护层上。有条件的话也可以使用两块玻璃板把纸版和材料夹紧在一起，效果会更好。


这是另外一块固定好的样子。


然后就是找一个光源暴晒。有紫外线曝光机的话当然好，没有的话可以考虑正午的直射阳光或者离得很近的荧光灯。各种光源适合的曝光时间不同，强烈日光只要几十秒，荧光灯可能需要十几分钟，各自条件不同最好多实验几次控制。
干膜的一个好处是曝光后膜自身会变色，所以可以直观地判断曝光进度。去掉纸版之后，遮盖部分淡蓝原色，其他部位深蓝色的状态最好。


曝光完成后尽快撕去干膜的上保护层进行显影，避免过度曝光。
显影液的配方是5%的碳酸钠溶液，未曝光的干膜会在弱碱性溶液中分解成白色悬浊液。显影时用细毛刷小心刷洗表面，未曝光干膜全部溶解露出金属表面时即可取出用清水冲净。避免显影过久，这会导致其他部位的干膜翘起穿孔。


如果之前贴膜的时候有气泡灰尘没有去除，显影的时候就很容易出现膜层损伤。小的损伤可以通过修版修复，用油性记号笔在损伤处轻点，让油墨在露出的金属表面形成覆盖层即可。

阳极氧化

为了控制氧化反应的范围，首先要做一个简单的电解刷。刷子的本体是医用棉签，上面缠上了铜箔并用胶带固定。使用时在棉签上沾上电解液，电流即可通过铜箔和棉签中的电解液流向工件。
然后是一张L型的铜片用于放置钛牌。



实际操作的时候，把钛牌放在铜片上，背面与铜片接触。然后铜片接电源正极，电解刷接电源负极，在刷子上沾适量电解液，就可以在作为阳极的钛牌上上色。这样获得的有色氧化层成分是二氧化钛，摩氏硬度6~6.5，和钛本身以及玉石的硬度相仿，非常耐磨损。
图片中右边培养皿里的棕褐色电解液不时冒出气泡，事实上它来自一瓶百事可乐。钛的阳极氧化对电解液要求很低，只要自身不分解的导电液体一般都可以。


在正式氧化之前，最好先找块材料练习练习。调节电源的电压和电解刷接触钛材的时间，可以控制氧化层的厚度，由于干涉效应呈现不同的颜色。


钛阳极氧化时最大氧化层厚度和所加电压成正比，我手头的电源电压设定为25V时，在实验中可以呈现金黄，棕红，紫红，蓝紫到深蓝的一系列颜色，最后变为深蓝色以后就不再变化。通过更大的电压还可以在钛上获得红色和绿色系的颜色。


在带有图形干膜的钛材上用电解刷刷涂，和电解刷接触的裸露金属面被氧化，就呈现出了颜色和图案。左侧刷涂得时间较短，呈现棕黄色，右侧刷涂次数多，呈现的是深蓝色的氧化层。
脱模冲洗阳极氧化以后需要脱模，固化以后的干膜虽然不溶于弱碱但是会在强碱性溶液中溶解。因此配制一些2%的氢氧化钠溶液，浸泡一段时间后固化的干膜就会自行脱落。戴上橡胶手套把钛牌捞出，冲洗晾干就完工了。



完工了  是不是很骚   求坛子里手工帝们操作一下

DEVL

求看 进击的巨人 ～ 哈哈哈新番啊

wangbinne

这套东西还真是第一次见，不知氧化层的耐磨性如何

斷弦的聲音

这是个高手，收藏学 习了

woi刀友

很男得的过程帖，
技术帖，
顶！

爱似秋风

好教程

禽流感

涨见识了

nniuu

2# DEVL
怎么和巨人联系上了