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Revestimentos de diamante BALDIA para materiais altamente abrasivos

Quando os processos mais difíceis exigem soluções difíceis: Os revestimentos de diamante fazem a diferença!

A crescente demanda por materiais mais leves e mais robustos está gerando uma necessidade cada vez maior de ferramentas que possam usinar esses materiais com eficiência. A usinagem eficiente de materiais como CFRP, cerâmica, grafite e compostos de alumínio exige alta vida útil da ferramenta e confiabilidade do processo, e os revestimentos de diamante oferecem a solução ideal para esses materiais. Embora sua produção seja complexa e demorada, os revestimentos de diamante reduzem significativamente o desgaste abrasivo e aumentam muito a produtividade. Os revestimentos de diamante extremamente duros e resistentes ao desgaste são indispensáveis, principalmente nos setores automotivo, aeroespacial, de fabricação de ferramentas e moldes e de tecnologia médica.

Em comparação com os revestimentos PVD (aproximadamente 40 GPa), os revestimentos de diamante PACVD/CVD se destacam por sua dureza incomparável de aproximadamente 80-100 GPa. Eles não são apenas mais resistentes ao desgaste, mas também possuem alta condutividade térmica e são quase quimicamente inertes. Os revestimentos de diamante permitem a usinagem de materiais desafiadores, como os usados em próteses dentárias e na construção de aeronaves, e podem reduzir significativamente os custos de produção, como demonstram dois exemplos impressionantes.

Os plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP) são leves e robustos, mas sua usinagem eficiente representa um desafio significativo. Os revestimentos de diamante oferecem uma solução ideal, embora, para algumas aplicações, eles precisem atender a tolerâncias de perfuração muito rígidas, que são cuidadosamente examinadas no laboratório.

Foco no óxido de zircônio: O diamante dá à tecnologia odontológica o acabamento perfeito

A usinagem de óxido de zircônio na tecnologia odontológica é uma tarefa desafiadora, especialmente quando se usa ferramentas de microfresagem com diâmetros que variam de 0,1 a 1 milímetro e se trabalha com tolerâncias mínimas de fabricação. Com os avançados revestimentos de diamante do portfólio BALDIA da Oerlikon Balzers, os laboratórios odontológicos podem reduzir significativamente o desgaste da ferramenta e os custos de produção associados. Esses revestimentos permitem tolerâncias de fabricação precisas no diâmetro da ferramenta e na espessura do revestimento, que são essenciais para a usinagem de materiais altamente abrasivos, como o óxido de zircônio. Essas propriedades permitiram que o laboratório odontológico Ziacom Medical, da Espanha, obtivesse uma excelente qualidade de superfície, mesmo em velocidades de corte mais altas, garantindo o melhor atendimento odontológico possível para seus pacientes.

Muitos dentistas e laboratórios odontológicos dependem de revestimentos de diamante para a produção de implantes dentários. Nesse caso, o revestimento de diamante BALDIA® provou ser a solução preferida para a fresagem de óxido de zircônio, aumentando a vida útil das ferramentas de um laboratório odontológico espanhol em 30%.

O CFRP torna as aeronaves mais leves, mas apresenta desafios na usinagem

Os compostos reforçados com fibras, como o CFRP, estão revolucionando a construção de aeronaves com suas propriedades de leveza, mas sua usinagem apresenta desafios significativos. Dois modelos dos fabricantes de aeronaves mais conhecidos já usam CFRP em 30 a 50% de sua estrutura, o que torna a usinagem econômica de plásticos reforçados com fibra de carbono um grande problema. Para a perfuração de precisão em CFRP, que deve penetrar em materiais de 11 a 25 milímetros (0,43 a 0,98 pol.) de espessura com tolerâncias apertadas de apenas algumas dezenas de micrômetros, ferramentas especializadas são essenciais.

A C6 Composite Tooling, com sede no estado alemão de Baden-Württemberg, oferece soluções personalizadas para atender a essas demandas no setor aeroespacial. O fabricante trabalhou com a Oerlikon Balzers para otimizar o processo de usinagem, e o uso de um revestimento de diamante BALDIA melhorou significativamente a vida útil de uma única broca de 80 para mais de 250 furos. Essa solução reduziu os custos da ferramenta em mais da metade e aumentou consideravelmente a relação custo-benefício da perfuração.

Andreas Mayer, Engenheiro de Tecnologia de Automação da FACC, confirma o sucesso: "A ferramenta e o revestimento apresentam bom desempenho em todas as aplicações, seja em unidades de alimentação de broca semiautomáticas ou em máquinas CNC. Estamos particularmente satisfeitos com a alta relação custo-benefício da perfuração, bem como com a redução dos tempos de troca de ferramenta e de parada, que são nossos principais objetivos."

O CFRP torna as aeronaves mais leves, mas apresenta desafios na usinagem

De 80 a 250 furos: Um revestimento de diamante BALDIA melhorou significativamente a vida útil de uma única broca usada para usinar CFRP na construção de aeronaves, reduzindo os custos da ferramenta em mais da metade. Imagem: FACC

Tão preciso quanto um relógio suíço

No exigente mundo da relojoaria, a usinagem de ligas de platina representa um desafio único que requer precisão máxima. A Oerlikon Balzers fornece revestimentos de diamante sob medida para essa finalidade. Esses revestimentos não só permitem a usinagem precisa com tolerâncias estreitas, mas também garantem uma longa vida útil da ferramenta e a confiabilidade ideal do processo.

O processo de revestimento de diamante: complexo e demorado

O processo de produção de revestimentos de diamante é complexo e demorado, exigindo precisão em vários estágios para obter os melhores resultados possíveis. A primeira etapa é a limpeza completa e a análise das superfícies da ferramenta (substratos) antes do pré-tratamento químico. O estágio seguinte, desenvolvido pela Oerlikon Balzers, é crucial e estabelece as bases para o crescimento bem-sucedido dos cristais de diamante.

"Ao controlar com precisão as interrupções no processo de crescimento, podemos ajustar o tamanho dos cristais para criar estruturas micro ou nanocristalinas, adaptadas aos requisitos específicos de cada aplicação", explica Matthieu Guillon, Gerente de Produtos para Revestimentos de Diamante da Oerlikon. Ele também destaca o desenvolvimento contínuo de revestimentos de carbono personalizados: "A estreita colaboração entre a Oerlikon Balzers e a D-Coat e nossa ampla experiência nos permitiram desenvolver consistentemente soluções inovadoras de revestimento projetadas especificamente para aplicações de usinagem exigentes. Elas garantem o processamento econômico de materiais especiais altamente abrasivos e aumentam significativamente a vida útil das ferramentas de usinagem de nossos clientes. Embora as etapas de produção de nossos revestimentos de diamante sejam complexas e demoradas, a qualidade é nossa prioridade número um."

O processo de revestimento de diamante: complexo e demorado

Um revestimento de diamante BALDIA sob o microscópio eletrônico de varredura (SEM): A aresta de corte da ferramenta de usinagem mostra a distribuição uniforme da espessura do revestimento. Isso é crucial quando são necessárias tolerâncias mínimas e desempenho ideal.

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    Technical article - BALDIA diamond coatings for machining abrasive materials

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Petra Ammann

Petra Ammann

Head of Communications Oerlikon Balzers
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