Trender i Tool Coating Technology

Det første markedet for å utforske er verktøyet beleggmarkedet. Verktøyets livsforbedring er resultatet av flere oppgraderte funksjoner, avhengig av bruken av verktøyet. Hardhet, temperaturmotstand og kontakten mellom verktøyet og materialet som må kuttes eller formes, kan påvirkes positivt. I noen tilfeller kan belagte verktøy realisere et verktøyliv som er ti ganger lengre enn ubelagte verktøy. En viktig trend som påvirker verktøybelegg er kutting av lette materialer. I bilindustrien velges lette materialer på grunn av lavere drivstofforbruk og mindre CO 2 -utslipp. Som et resultat blir materialer som aluminium, magnesium og karbonforsterket plast stadig viktigere. Bortsett fra den reduserte vekten, har disse materialene en ting til felles - de har en tendens til å holde seg til skjæreverktøyet, noe som resulterer i kortere levetid. Denne trenden har stimulert utviklingen av DLC-belegg, som er en hydrogenfri diamant som karbonbelegg med lav friksjonsfaktor.

Crossover Tribological Applications

Det er et praktisk eksempel på en crossover-utvikling som stammer fra tribologi og brukes i verktøybelegningsmarkedet. I tribologiske applikasjoner brukes dette hydrogenfri diamant-lignende karbon (DLC) belegg for å redusere slitasje og friksjon. Anvendt på verktøyindustrien har DLC-belegg vist seg å være svært egnet for kutting av lettmetaller og fiberforsterket plast som har en tendens til å holde seg til verktøyet. Et Ta-C belegg for verktøy er mye tynnere med en typisk lagtykkelse på 0,5 μm. Med DLC-belegg kan verktøyets levetid økes betydelig. Beleggene er avsatt med bueavsetningsteknologi ved hjelp av sirkulære formede buekatoder, som sikrer en sterk adhesjon av belegget selv.

Kostnadseffektivitet

I hver bransje er kostnadseffektivitet en drivende faktor som krever konstant oppmerksomhet. Verktøyindustrien er ikke noe unntak. Kostnaden for verktøybelegg er bare en liten del av totalkostnaden til et verktøy, men fordi beleggingsprosessen er plassert på slutten av produksjonslinjen, er det svært viktig at belegget er av høy kvalitet. I verktøybelegget er pålitelighet så viktig en faktor som kostnader. Ved utvikling av en ny sirkulær bueteknologi for deponering av nitridbelegg, vil selskapene fokusere på å gjøre mange kostnadseieringsfaktorer mer effektive enn noen gang før. Egenskaper vil være korte satsetider, høy mål effektivitet og glatte belegg som trenger minimal etterbehandling. Et skift i benchmark belegg skjer nå, siden den påviste teknologien har blitt utvidet med et svært funksjonelt AlCrN belegg for kokeplater som brukes i girkutting.

bærekraft

Bevisstheten om bærekraftige produksjonsmetoder blir stadig mer vanlig, også i verktøyindustrien og relaterte felt opp og ned i forsyningskjeden. Viktige faktorer her er fremtiden mangel på råvarer, energiforbruk, fornybar energi, giftighet av materialer og resirkulering i biologiske eller industrielle sirkler. I verktøybransjen finnes det noen svar på disse utfordringene i høyere verktøyhastighet og fôrhastigheter. Noen belagte verktøy kan oppnå ikke bare lengre skjære lengder, også en større skjærebredde per kontakt, og sparer tid og energi underveis. Fôrhastigheten til meter per minutt bestemmer seg. En annen trend som er drevet av bærekraft og kostnadseffektivitet, er mindre bruk av kjølevæsker. Tørrkutting eller minimumsmengde smøring (MQL) er trending, noe som fører til økte temperaturer på verktøyet skjærekanter og dermed et behov for forbedret oksidasjonsbestandighet.

Temperaturbestandighet

Trendene i verktøyindustrien er alle relaterte. Trendene for kostnadseffektivitet og miljøbevissthet fører til lavere bruk av kjølevæsker, noe som igjen fører til høyere temperaturer under kutting. Bransjen svarer med et annet valg av komponentmaterialer og belegg som tåler høye temperaturer. Komponentmaterialer som titan (Ti) og nikkel (Ni) legeringer er vanskelige å kutte på grunn av deres tette tendens og seighet, men ta-C belegg vil ikke bringe noen løsninger her på grunn av driftstemperaturen høyst på rundt 500 ° C. Nitridbelegg er derfor en bedre løsning. De kan fungere ved driftstemperaturer på opp til 1100 ° C eller til og med 1500 ° C (tabell 1). Søknadsrettet utvikling har blitt gjort for å tilpasse belegg laget med sirkelbue teknologi til spesifikke applikasjoner, for eksempel høyhastighets fresing og grovbearbeiding. For å kutte titan kan TiAlN-belegget produsert med spesiell sirkelbue-teknologi gi gode resultater. Videre er det utviklinger av silikonholdige nanokomposittbelegg og finjusterende AlTiN for spesifikke anvendelser.

Konklusjon

Trendene i verktøy, tribologiske og dekorative markeder gir mange muligheter for PVD og PACVD beleggteknologi. En stor del forskning og utvikling er utført av lag som består av produsenter av beleggingsutstyr, universiteter og industrien for å forbedre og optimalisere belegg. Ekstra oppmerksomhet bør gis til overgangen mellom ulike markeder. Erfaringer fra en applikasjon kan gi mye innsats for videreutvikling av teknologier og beleggløsninger for en annen applikasjon, noen ganger i et helt annet marked. Crossovers kan øke utviklingen betydelig.