Trendy v technológii nanášania náterov

Prvý trh, ktorý treba preskúmať, je trh s náterovými nástrojmi. Zlepšenie životnosti nástroja je výsledkom niekoľkých vylepšených funkcií v závislosti od použitia nástroja. Tvrdosť, teplotná odolnosť a kontakt medzi nástrojom a materiálom, ktorý je potrebné rezať alebo tvarovať, môže byť pozitívne ovplyvnený. V niektorých prípadoch môžu náterové nástroje dosiahnuť životnosť nástroja, ktorá je desaťkrát dlhšia ako nenatierané nástroje. Jeden dôležitý trend, ktorý ovplyvňuje nátery nástrojov, je rezanie ľahkých materiálov. V automobilovom priemysle sa vyberajú ľahké materiály z dôvodu nižšej spotreby paliva a nižších emisií CO 2. Výsledkom je, že materiály, ako sú hliník, horečnaté a uhlíkovo zosilnené plasty, nadobúdajú význam. Okrem zníženej hmotnosti majú tieto materiály jednu spoločnú vec - majú tendenciu držať sa rezného nástroja, čo má za následok kratšiu životnosť nástroja. Tento trend podnietil vývoj DLC povlaku, ktorý je diamantom bez uhlíka ako uhlíkatý povlak s nízkym koeficientom trenia.

Crossover Tribological Applications

Ide o praktický príklad rozširovania, ktoré vzniklo z tribológie a pôsobí na trhu s náterovými nástrojmi. Pri tribologických aplikáciách sa tento povlak bez obsahu vodíka ako diamantový uhlík (DLC) používa na zníženie opotrebovania a trenia. Pri použití v priemysle nástrojov sa DLC nátery ukázali ako veľmi vhodné na rezanie ľahkých kovov a plastov vystužených vláknami, ktoré majú tendenciu sa držať nástroja. Povlak ta-C pre nástroje je oveľa tenší, s typickou hrúbkou vrstvy 0,5 μm. Pri použití DLC sa životnosť nástroja môže výrazne zvýšiť. Povlaky sa nanášajú pomocou technológie ukladania oblúka pomocou kruhových oblúkových katód, ktoré zaručujú silnú adhéziu samotného povlaku.

Efektívnosť nákladov

V každom odvetví je nákladová efektívnosť hnacím faktorom, ktorý potrebuje stálu pozornosť. Nástrojový priemysel nie je výnimkou. Náklady na nanášanie náradia sú len malou časťou celkových nákladov na nástroj, ale pretože proces nanášania je umiestnený na konci výrobnej linky, je veľmi dôležité, aby náter bol vysoko kvalitný. Preto je pri nanášaní náradia spoľahlivosť rovnako dôležitým faktorom ako náklady. Pri vývoji novej technológie oblúkových oblúkov na ukladanie nitridových povlakov sa spoločnosti budú sústreďovať na to, aby boli mnohé faktory nákladov na vlastníctvo efektívnejšie ako kedykoľvek predtým. Charakteristikami budú krátke časy dávok, vysoká cieľová účinnosť a hladké povlaky, ktoré vyžadujú minimálnu dodatočnú úpravu. Posun v porovnávacích vrstvách sa odohráva teraz, keď sa osvedčená technológia rozšírila s vysoko funkčným povlakom AlCrN pre varné dosky používané pri rezaní ozubených kolies.

udržateľnosť

Informovanosť o trvalo udržateľných výrobných metód sa stáva čoraz väčšou súčasťou, a to aj v priemysle nástrojov a súvisiacich oblastiach, ktoré sa nachádzajú v dodávateľskom reťazci. Dôležitými faktormi sú budúci nedostatok surovín, spotreba energie, obnoviteľná energia, toxicita materiálov a recyklácia v biologických alebo priemyselných kruhoch. V priemysle nástrojov sa niektoré odpovede na tieto výzvy objavujú pri vyššej rýchlosti nástroja a rýchlosti posuvu. Niektoré potiahnuté nástroje dokážu dosiahnuť nielen dlhšie rezné dĺžky, ale aj väčšiu hĺbku rezu na kontakt, čo ušetrí čas a energiu pozdĺž cesty. Posúva sa rýchlosť posuvu meradiel za minútu. Ďalším trendom, ktorý je spôsobený udržateľnosťou a nákladovou efektívnosťou, je menej využitia chladiacich kvapalín. Mokré rezanie alebo minimálne množstvo mazania (MQL) sú trendové, čo vedie k zvýšeným teplotám rezných hrán nástroja a tým k potrebe zlepšenej odolnosti proti oxidácii.

Odolnosť voči teplote

Trendy v priemysle nástrojov sú všetky súvisiace. Trendy nákladovej efektívnosti a environmentálneho povedomia vedú k nižšiemu využívaniu chladiacich kvapalín, čo zase vedie k vyšším teplotám počas rezania. Odvetvie odpovedá na iný výber komponentov a povlakov, ktoré dokážu vydržať vysoké teploty. Komponentné materiály, ako sú zliatiny titánu a niklu, sa ťažko rezajú z dôvodu ich tendencie lepiť a húževnatosti, avšak náter ta-C neprinesie žiadne riešenia vďaka svojej maximálnej prevádzkovej teplote okolo 500 ° C. Nitridové nátery sú preto lepším riešením. Môžu pracovať pri prevádzkových teplotách až do 1100 ° C alebo dokonca 1500 ° C (tabuľka 1). Vývoj zameraný na aplikácie bol vykonaný na prispôsobenie povlakov vyrobených technológiou kruhového oblúka pre špecifické aplikácie, ako je vysokorýchlostné frézovanie a hrubovanie. Na rezanie titánu môže TiAlN povlak vyrábaný špeciálnou technológiou oblúkového oblúka poskytnúť vynikajúce výsledky. Okrem toho existujú vývojy týkajúce sa nanokompozitných povlakov obsahujúcich kremík a jemné ladenie AlTiN pre špecifické aplikácie.

záver

Trendy na nástrojových, tribologických a dekoratívnych trhoch poskytujú mnoho príležitostí pre technológiu PVD a PACVD. Veľké množstvo výskumu a vývoja robia tímy pozostávajúce z výrobcov náterových zariadení, univerzít a priemyslu na zlepšenie a optimalizáciu náterov. Mimoriadna pozornosť by sa mala venovať prekleneniam medzi rôznymi trhmi. Skúsenosti z jednej aplikácie môžu poskytnúť veľa vstupov pre ďalší vývoj technológií a riešení povlakov pre inú aplikáciu, niekedy na úplne inom trhu. Crossovery môžu výrazne zrýchliť vývoj.