Wybierz kraj/język
Trudne zadania wymagają zaawansowanych rozwiązań: zastosuj powłoki diamentowe, a zobaczysz różnicę
Rosnące zapotrzebowanie na lżejsze, a jednocześnie bardziej wytrzymałe materiały sprawia, że potrzebne są narzędzia, które mogą je efektywnie obrabiać. Wydajna obróbka CFRP, ceramiki, grafitu i aluminium wymaga wysokiej trwałości narzędzia i niezawodności procesu. Powłoki diamentowe idealnie sprawdzają się przy obróbce tych materiałów. Pomimo tego, że produkcja powłok diamentowych jest złożona i czasochłonna, są efektywnie wykorzystywane w celu zmniejszenia zużycia ściernego i zwiększenia produktywności. Niezwykle twarde i odporne na zużycie powłoki diamentowe są kluczowe zwłaszcza w przemyśle: motoryzacyjnym, lotniczym, przy produkcji narzędzi i form oraz technologii medycznej.
W porównaniu do powłok PVD (około 40 GPa), powłoki diamentowe PACVD/CVD wyróżniają się niezrównaną twardością wynoszącą około 80-100 GPa. Są one nie tylko bardziej odporne na zużycie, ale także charakteryzują się wysoką przewodnością cieplną i są niemal całkowice obojętne chemicznie. Powłoki diamentowe umożliwiają obróbkę trudnych materiałów, takich jak te stosowane w protetyce dentystycznej i konstrukcji samolotów, i mogą znacznie obniżyć koszty produkcji. Dwa przykłady poniżej.
Tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem węglowym (CFRP) są lekkie i wytrzymałe, ale ich wydajna obróbka stanowi poważne wyzwanie. Powłoki diamentowe stanowią idealne rozwiązanie, choć w niektórych zastosowaniach muszą spełniać bardzo wąskie tolerancje wiercenia, które są dokładnie badane w laboratorium”.
Praca z tlenkiem cyrkonu: Diament zapewnia technologii dentystycznej doskonałe wykończenie powierzchni
Obróbka tlenku cyrkonu w technologii dentystycznej jest trudnym zadaniem, zwłaszcza przy użyciu mikronarzędzi o średnicy od 0,1 do 1 milimetra i pracy z minimalnymi tolerancjami produkcyjnymi. Dzięki powłokom diamentowym BALDIA z portfolio firmy Oerlikon Balzers, firmy medyczne mogą znacznie zmniejszyć zużycie narzędzi i związane z tym koszty produkcji. Powłoki te zapewniają precyzyjne tolerancje produkcyjne w zakresie średnicy narzędzia i grubości powłoki, które mają kluczowe znaczenie dla obróbki materiałów o wysokiej ścieralności, takich jak tlenek cyrkonu. Ekstremalna twardość powłok BALDIA znacznie wydłuża trwałość narzędzia, jednocześnie zmniejszając tarcie i nadmierne obciążenie cieplne. Te właściwości pozwoliły laboratorium dentystycznemu Ziacom Medical z Hiszpanii osiągnąć doskonałą jakość powierzchni nawet przy wyższych prędkościach cięcia, zapewniając najlepszą możliwą opiekę stomatologiczną dla swoich pacjentów.
Wielu dentystów i gabinetów protetycznych polega na powłokach diamentowych przy produkcji implantów dentystycznych. W tym przypadku powłoka diamentowa BALDIA® okazała się preferowanym rozwiązaniem do frezowania tlenku cyrkonu, zwiększając trwałość narzędzi w hiszpańskim gabinecie dentystycznym o 30 procent.
Materiał CFRP sprawia, że samoloty są lżejsze, ale ich produkcja stanowi wyzwanie
Kompozyty wzmacniane włóknami, takie jak CFRP, rewolucjonizują konstrukcję samolotów dzięki swoim właściwościom, ale ich obróbka stanowi poważne wyzwanie. Dwa modele od najbardziej znanych producentów samolotów wykorzystują już CFRP w 30 do 50 procentach swojej struktury, co sprawia, że opłacalna obróbka tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem węglowym jest głównym problemem. Do precyzyjnego wiercenia w CFRP o grubości od 11 do 25 milimetrów (0,43 do 0,98 cala) z ciasnymi tolerancjami wynoszącymi zaledwie dzięsiąte części mikrometra, niezbędne są specjalistyczne narzędzia.
C6 Composite Tooling, z siedzibą w Niemczech, oferuje niestandardowe rozwiązania spełniające wysokie wymagania w przemyśle lotniczym. Producent współpracował z Oerlikon Balzers w celu optymalizacji procesu obróbki, a zastosowanie powłoki diamentowej BALDIA znacznie poprawiło trwałość wiertła z 80 do ponad 250 otworów. Rozwiązanie to zmniejszyło koszty narzędzi o ponad połowę i znacznie zwiększyło opłacalność wiercenia.
Andreas Mayer, inżynier ds. automatyzacji w FACC, potwierdza wyniki: „Narzędzie i powłoka sprawdzają się we wszystkich zastosowaniach, zarówno na maszynach półautomatycznych jak i na CNC. Jesteśmy szczególnie zadowoleni z wysokiej opłacalności wiercenia, a także skrócenia czasu wymiany narzędzi i przestojów, które są naszymi głównymi celami”.
Od 80 do 250 otworów: Powłoka diamentowa BALDIA znacznie poprawiła trwałość wiertła używanego do obróbki CFRP w konstrukcji samolotów, zmniejszając koszty narzędzi o ponad połowę. Zdjęcie: FACC
Precyzyjny jak szwajcarski zegarek
W wymagającym świecie zegarmistrzostwa obróbka stopów platyny stanowi wyjątkowe wyzwanie, które wymaga maksymalnej precyzji. W tym celu Oerlikon Balzers dostarcza dostosowane do potrzeb powłoki diamentowe. Powłoki te nie tylko umożliwiają precyzyjną obróbkę z ciasnymi tolerancjami, ale także zapewniają długą trwałość narzędzia i optymalną niezawodność procesu.
Proces nakładania powłok diamentowych: złożony i czasochłonny
Proces wytwarzania powłok diamentowych jest złożony i czasochłonny, wymagający precyzji na wielu etapach w celu osiągnięcia najlepszych możliwych rezultatów. Pierwszym krokiem jest dokładne oczyszczenie i analiza powierzchni narzędzi (podłoży) przed chemiczną obróbką wstępną. Kolejny etap, opracowany przez Oerlikon Balzers, jest kluczowy i stanowi podstawę udanego wzrostu kryształów diamentu.
„Precyzyjnie kontrolując przerwy w procesie wzrostu, możemy dostosować rozmiar kryształów, aby stworzyć mikro- lub nanokrystaliczne struktury, dostosowane do specyficznych wymagań każdego zastosowania”, wyjaśnia Matthieu Guillon, menedżer produktu ds. powłok diamentowych w Oerlikon. Podkreśla on również ciągły rozwój niestandardowych powłok węglowych: „Ścisła współpraca między Oerlikon Balzers i D-Coat oraz nasza rozległa wiedza specjalistyczna pozwoliły nam konsekwentnie opracowywać innowacyjne rozwiązania powierzchniowe zaprojektowane specjalnie do wymagających zastosowań w obróbce skrawaniem. Zapewniają one ekonomiczną obróbkę specjalnych materiałów o wysokiej ścieralności i znacznie wydłużają trwałość narzędzi naszych klientów. Chociaż etapy produkcji naszych powłok diamentowych są złożone i czasochłonne, jakość jest naszym priorytem”.
Powłoka diamentowa BALDIA pod skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM): Krawędź skrawająca narzędzia pokazuje równomierny rozkład grubości powłoki. Ma to kluczowe znaczenie, gdy wymagane są minimalne tolerancje i optymalna wydajność.