PVD - Povrchová úprava hodinek

Tagy: Technologie a pojmy | Chytré | Klasické

Agáta Vřeská | 23.1.2020 | 9 MIN | 6x komentář

Zlatá, růžové zlato, černá, měděná… Barevných úprav hodinek je v dnešní době nejčastěji dosaženo pomocí metody známé pod zkratkou PVD. Pojďme se seznámit s tím, co přesně to znamená pro majitele takových hodinek, jak dlouho barva vydrží a jak celý proces probíhá.

Stručně a srozumitelně: Co je PVD?

PVD je moderní způsob povrchové úpravy, kdy se ve vakuu odpaří/odpráší z pevné látky mikročástečky a ty se pod vysokým tlakem nanáší na povlakovaný materiál. Odpařené mikročástečky se díky procesu spojí přímo s materiálem na který jsou nanášeny. Díky tomu dokonale kopírují povrch a barevné tóny nejsou jen fólií nebo nátěrem, ale jsou součástí kovu. Nehrozí tak, že se barva z povrchu hodinek začne sloupávat.

Výsledný povlak je tlustý jen několik mikronů (tisícina milimetru) a má vynikající vlastnosti. Je tvrdý, odolný vůči vysokým teplotám, korozi a také oděru. Navíc se metoda uvádí jako velmi ekologická a povrchová vrstva je antialergická.

Metoda povlakování PVD nahradila především dříve často používanou metodu galvanického zlacení, kdy se na povrch materiálu nanášely přímo částečky zlata. Zlacení dodává hodinkám vzhled pravého zlata, ale oproti metodě PVD má obvykle nižší trvanlivost a nepřináší materiálu další výhody jako PVD.

Zkratka PVD vznikla z anglického označení Physical Vapour Deposition, tedy fyzikální depozice z plynné fáze. Zní to složitě, ale pro zjednodušení by se dalo říct, že se vezme pevná látka, ta ve vakuu při vysokých teplotách přejde do plynného skupenství a tyto drobné částečky se nanesou na požadovaný materiál, kde se vytvoří tenká vrstva opět v pevném skupenství. PVD pak označuje souhrnně skupinu metod založených na tomto principu nanášení. Jednotlivé metody PVD se od sebe liší způsobem odpařování daného kovu.

Nepoužívá se samozřejmě pouze v hodinářství. PVD úpravu najdeme všude kolem nás. Automobilový průmysl, optika, střelné zbraně, řezné nástroje, letectví, PET obaly pro potraviny a mohli bychom pokračovat… PVD povlak výrazně prodlužuje životnost povlakovaného materiálu a v současné době patří mezi nejlepší způsoby povrchové úpravy vůbec.

PVD je moderní způsob povrchové úpravy materiálu, kdy při vysokých teplotách dochází k přeměně pevné látky na plynné částečky, které se pod tlakem nanesou na potahovaný povrch.

Jak probíhá proces PVD úpravy?

Nejprve je třeba potahovanou plochu dokonale zbavit nečistot a mastnoty. Po očištění se dostane do vaukové komory a zahřeje se na teplotu vhodné pro povlakování (teplota závisí na povlakovaném materiálu; od 30 do 500 stupňů Celsia). Po dosažení požadované teploty jsou z povrchu substrátu odprašovány tenké vrstvy a dochází k samotnému potahování. Jakmile je nanesena požadovaná vrstva, je povrch potahovaného materiálu zchlazen a odebrán z vakuové komory.

PVD povlakování se provádí v řízené atmosféře, kde se kov (například titan) převádí do stavu páry. Přidáním reakčního plynu (například dusíku) se na požadovaný povrch (např. ocel 316L) nanáší tenký, přilnavý a vysoce odolný povlak (například nitrid titanu).

Jaká je tloušťka povlaku PVD?

Jedná se opravdu o velmi tenkou vrstvu. Tloušťka se udává nejčastěji v mikronech, neboli mikrometrech. Ten je tisíckrát menší než milimetr a označuje se znakem µm. Vrstva PVD je pak od desetin mikronů po několik mikronů. Přesné údaje o síle PVD vrstvy u hodinářských značek obvykle bohužel nenajdeme.

Na jaké materiály se může použít PVD?

U hodinek se s PVD setkáme nejčastěji u ocelových nebo titanových komponent jako je pouzdro či náramek. Materiál musí splňovat několik vlastností. Tou hlavní je, že musí vydržet velmi vysoké teploty. PVD lze nanášet přímo na nerezovou ocel či titan, ale pokud je povrch správně chromovaný, lze PVD použít téměř na jakýkoli materiál, včetně plastu. Moderní technologie PVD v závislosti na potahovaném materiálu umožňuje upravovat teplotu, kterému je vystaven, tak, aby bylo možné povlakovat i mosaz nebo hliník.

Proč se u hodinek používá PVD?

Nejčastějším důvodem je estetická úprava a docílení barevného odstínu např. pouzdra či náramku hodinek. Setkáme se tak s pévédečkem v barvě žlutého i růžového zlata, odstíny mědi, šedé i černé, ale i dalších, jako je zelená, modrá či červená. Barva pak nejčastěji závisí na zvolené látce. Např. pro docílení žlutého zlata se často používá nitrid titanu (TiN).

Zvyšuje PVD úprava cenu hodinek?

Jakákoli úprava hodinek samozřejmě může zvýšit cenu hodinek. A stejně je to i při použití PVD. Obvykle je model s PVD v řádech o stovky až tisíce korun dražší než stejný model bez povrchové úpravy. Záleží ale na dané značce, množství nanášené vrstvy apod.

Jaké jsou výhody PVD úpravy?

Výhod najdeme u PVD úpravy celou řadu. Kromě dekorativního účelu má nanášená vrstva totiž vynikající fyzikální vlastnosti. Záleží samozřejmě na látce, která je zvolena, ale obecně platí, že výsledná vrstva je velmi tvrdá a odolná. Pro představu, ocel má tvrdost 2,4 GPa, povrch ošetřený PVD nitridem titanu 20-25 GPa.

Odolává i většině kyselin, má velmi nízký koeficient tření a především dokonale splyne s povrchem, na který je nanášená. Netvoří bublinky, neodlupuje se a tenký film dokonale kopíruje povrch materiálu hodinek.

Povrchová vrstva navíc slouží jako ochrana – je vysoce odolná vůči oděru, vysokým teplotám (v řádech stovek stupňů Celsia) i korozi. Proto se také PVD používá v tolika odvětví, např. pro čepele nožů, kde se u ošetření nitridem titanu uvádí, že výrobek má 3x-10x vyšší životnost než ten bez povrchové úpravy.

Metoda nanášení vrstvy formou PVD je šetrná k životnímu prostředí, nicméně metody vyžadují systém chlazení vodou, což znamená poměrně velkou tepelnou zátěž. Pro hodinky to znamená ale především docílení estetické kvality, kdy lze simulovat například tóny pravého zlata za zlomek ceny.

docílení požadované barevné úpravy hodinek
vrstva dokonale přilne k povrchu, neodlupuje se, netvoří bublinky
je tvrdá, odolná vůči oděru
vysoce odolná vůči kyselinám, korozi a vysokým teplotám
proces nanášení je šetrný k životnímu prostředí
nižší cena oproti slitiny s pravým zlatem

Jaké jsou nevýhody PVD?

Málokdy má něco jen samé plusy a žádné mínusy. Tím hlavní negativem pro hodinky s PVD je fakt, že i přesto, že mikroskopické částečky se spojí přímo s materiálem hodinek, pořád se jedná o povrchovou vrstvu. Pravda, nezačne se odlupovat nebo praskat, ale může se po čase mechanickým opotřebením „ošoupat“ na původní materiál. Nejohroženější jsou spony kovových náramků, kde může po nějaké době dojít k opotřebení.

Čemu se u hodinek s PVD nevyhnete jsou škrábance. Vlásečnice se samozřejmě objevují i na hodinkách bez PVD, ale v případě barevné úpravy jsou viditelnější než u ocele a pokud jsou silnější, mohou takové vrypy odhalit i původní, nejčastěji ocelovou, barvu materiálu.

U ocelových hodinek lze náramek či pouzdro přeleštit, pokud však mají hodinky PVD, přeleštění možné není, docílilo by se jen nevzhledného sedření barevné vrstvy. Míra takových vlásečnic, případně ošoupaných míst je ale velmi individuální a záleží na zacházení s hodinkami i síle nanášené vrstvy.

při vzniku silnějších vlásečnic se může projevit původní barva materiálu
hodinky s PVD nejdou přeleštit (poškodila by se barevná vrstva)
vlásečnice jsou na barevném povrchu výraznější
obvykle vyšší cena oproti modelu bez PVD

Jak dlouho vydrží barva na hodinkách?

Pokud nedojde k mechanickému sedření kovu, barva nanesena metodou PVD z hodinek nesleze. Není totiž na povrchu, ale je součástí vrchní části daného materiálu, u hodinek nejčastěji oceli nebo titanu. Nejvíc je ohrožena spodní část náramku, spona a hrany, které jsou vystaveny nejčastějším mechanickým nárazům a tření, např. o stůl v kanceláři při práci na počítači. Velké riziko vzniká také při nošení dalších kovových náramků společně s hodinkami, které můžou hodinky poškrábat. Při silnějších vrypech pak hrozí, že vykoukne původní barva materiálu.

Jak odstranit škrábance na hodinkách s PVD?

Vznik viditelnějších vlásečnic je u hodinek s PVD úpravou jedním z hlavních důvodů, proč někteří koupi zvažují. U hodinek z oceli, ale třeba i titanu, jdou vlásečnice odstranit přeleštěním povrchu. Samozřejmě, při běžném nošení se opět objeví, ale můžete tak eliminovat některé nedokonalosti vzniklé nechtěným nárazem apod. U hodinek s barevnou úpravou to však možné není.

Alternativou je nechat hodinky znovu projít procesem PVD nebo galvanickým zlacením, kdy se ale musí odstranit původní vrstva a znovu nanést nová. Cena se může vyšplhat na tisíce korun a zcela určitě se nevyplatí u „fashion“ hodinek, pokud pro vás daný kousek nemá zvláštní hodnotu.

Na hodinkových fórech se pak můžete dočíst řadu fíglů. Např. u černých pévédéček se pro škrábance používá černý lak nebo permanentní fix (sharpie). Trvale odstranit vlásečnice ale nejdou.

Jak dlouho se používá metoda PVD?

Způsob povrchové úpravy PVD se rozšířil především od poloviny 80. let minulého století. V hodinářském světě zastínil pro své vlastnosti především galvanické zlacení. Dnes se jedná o nejběžnější způsob barevné úpravy módních i tradičnějších značek, především švýcarských.

Je lepší galvanické zlacení, nebo PVD?

Při galvanickém zlacení se vrstvička zlata nanáší na povrch hodinek. Nejčastěji se udává, že 1 mikron galvanického zlacení vydrží 1 rok běžného nošení. PVD úprava odpovídá pro (orientační) srovnání 12 mikronům galvanického. Výhodou PVD oproti zlacení je, že nanášená látka prostupuje přímo do pórů materiálu a stává se jeho součástí. Navíc vykazuje mnohé fyzikální kvality. I proto PVD nahradilo u mnoha firem zlacení galvanické.

Je IP stejné jako PVD?

IP, neboli Ion Plating je jedna z metod PVD, kdy iontové částice daného materiálu (například zlata, titanu) jsou doslova vstřelovány vysokou rychlostí do povlakovaného povrchu (například oceli). Iontové pokovování používají některé značky a může mít lepší pokrytí povrchu než jiné metody. Pořád se ale jedná o de facto obdobný proces nanášení částic v řízené atmosféře. Setkat se můžeme se zkratkami jako IPG (Ion Plating Gold) pro zlatou barvu, IPGR (pro červené odstíny) nebo třeba IPB (iontové pokovení karbidem titanu pro docílení černé barvy). 

Festina používá pro docílení zlaté barvy metodu iontového pokovování (IP)

Jaké jsou další alternativy k PVD?

Barevné úpravy se dá docílit i jinými metodami. Mezi ty nejběžnější v hodinářství patří:

Nitridování

Při nitridaci dochází k chemicko-tepelné tvrzení povrchu kovu, kdy lze docílit barevných variací kovu.

Galvanické zlacení

Při galvanickém zlacení se pomocí elektrolýzy usazuje na zlaceném předmětu vrstvička zlata. Tato vrstva se udává v mikronech, kdy jeden mikron vydrží obvykle při běžném nošení hodinek jeden rok. Právě ztráta zlacené vrstvy je důvodem, proč galvanické zlacení bylo v hodinářství často nahrazeno PVD úpravou.

Zlacení plátováním

Při této formě zlacení se na silný plech navaří tenčí plech zlata a následně se lisuje. Dnes už není tak  obvyklé, ale stále se používá např. na hodinková pouzdra.

SGP zlacení

Seiko Gold Plated je technika zlacení patentovaná značkou Seiko. Zlato je nanášeno elektrolyticky na ocel, kde dochází k inotovému spojení s materiálem. Seiko používá nejčastěji 12-14 karátové zlato a metodu používá i pro docílení růžového zlata. Tato metoda zlacení vykazuje velkou stálost a pro srovnání odpovídá zhruba 11 mikronům galvanického zlacení.

Seiko používá vlastní patentovanou metodu zlacení SGP

Zlaté hodinky

Zlaté hodinky nemusí být zlaté jen „naoko“, ale mohou být vyrobeny opravdu ze zlata. Pro hodinky se nejčastěji používá 18k zlato, ale není to samozřejmě jediná možnost. Samotné zlato je velmi měkký kov, dnešní technologie ale umožňuje dosáhnout slitin, které fyzikální vlastnosti zlepšují. Výsledkem může být žluté i růžové zlato, které je pevné a neměnně krásné. Samozřejmě příměs zlata se odráží na ceně hodinek.

Tissot ve své řadě T-Gold používá 18 karátové zlato

4.7.2023 - Matěj Urbaczka
DLC úprava – "Diamantový" kabátek pro hodinky