メッキ品の熱膨張率

質問

ABS箱型の成形品にクロムメッキ処理(表面・裏面ともメッキ)をして製品化する場合、その製品は常温から50℃の温度上昇で1mあたりどれだけ膨張しますか？
メッキ品の熱膨張率がわかりませんし、実験データもありません。
どうやって膨張をシュミレーションしたらよいでしょう？

メッキ層の構成と膜厚は解かる範囲内で

・ABS肉厚 : 3.0mm
　　　 ↓
・銅 膜厚 : 20μ以上
　　　 ↓
・ニッケル 膜厚 : 20μ
　(半光沢、光沢、シール層３層で計20μらしいです)
　　　 ↓
・クロム 膜厚 0.1～0.15μ

計５層？となっているようです。
これで試算可能でしょうか？
手計算可能でしたら、是非計算方法を教えていただきたいのですが・・・

回答No.2

noname#230359

テストサンプルをつくり、
水中で温度別に測定できませんか。
水はヒーター等で加温。
３～４点測定で目安が取れるのではないでしょうか。
測定機器はＣＭＭとか。

回答No.1

noname#230359

目安をつけたいのであれば、
ABS（樹脂）の板厚、ヤング率、熱膨張係数 と　
クロム（金属）のメッキ厚、ヤング率、熱膨張係数から計算できると
思います。

樹脂のヤング率に比べ、金属のヤング率は2桁ほど高い値ですから、
めっき厚が十分確保されれば、クロムの熱膨張係数に近づきそうに思います。

ABS（樹脂）の板厚とクロム（金属）のメッキ厚をご提示いただければ
試算してみます。

http://www.shinkosya.co.jp/mekki.html

樹脂の上にめっきするためには、最終的な金属（クロム）の下地に、
無電解ニッケルめっきほか、複数層のめっきをつけることが一般的なように
思います。

製品全体の熱膨張を把握したいのであれば、下地めっきの材質と材質毎の
膜厚のデータが必要と思います。

材料　厚さ　層数　ヤング率　線膨張率　剛性　　重み　　線膨張率
　　　μm　　　　　Gpa　　　10-6/K　　　　　　　　　　　10-6/K
ABS　3000　　1　　 2.5　　　83　　　　7500　　36.2%　　　30.0
Cu　　 20　　2　　 130　　　16.5　　　5200　　25.1%　　　 4.1
Ni　　 20　　2　　 199　　　13.4　　　7960　　38.4%　　　 5.1
Cr　 0.15　　2　　 279　　　 4.9　　　　84　　 0.4%　　　 0.0
　　　　　　　　　　　　　　　　　　-------　　　　　　------　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 20744　　　　　　　 39.3

線膨張率は、各材料の剛性の比で重み付けして平均化されるものとして、
全体の熱膨張率を計算すると、約39ppm/K　が得られました。

お礼

たいへん丁寧な回答ありがとうございました。
わかりやすく実に理にかなっていました。