Oerlikon Balzers na veletrhu GRINDTEC 2012

Veletrh Grindtec 2012, konaný tradičně pod záštitou německého Svazu brusičů přesných nástrojů, byl věnován spíše přesným bruskám na nástroje a precizní strojírenské dílce než produkčním bruskám větších rozměrů. To se pochopitelně odrazilo i na profilu návštěvníků a toho využily společnosti s takovým výrobním programem, který mohl oslovit potencionální zákazníky z řad výrobců nářadí a který technologicky s broušením souvisel. Bylo proto možno se seznámit s nabídkou vybraného upínacího nářadí, se špičkovým software pro návrh, výrobu a hospodaření s nářadím a především s nabídkou řezných povlaků a povlakovacích zařízení špičkových firem. Z těch lze jmenovat CemeCon AG, Hauzer Techno Coating BV, PLATIT AG, Ceratizit Austria GmbH a Oerlikon Balzers AG. Především prezentace posledně jmenované společnosti zaujala, a proto jí bude dále věnována bližší pozornost. ŘEZNÉ POVLAKY NABÍZENÉ SPOLEČNOSTÍ OERLIKON BALZERS Společnost se věnuje především vývoji a aplikacím PVD povlaků, určených pro řezné nástroje, lisovací nástroje, formy pro lití hliníku a vstřikování plastů. Vynikající vlastnosti těchto povlaků jsou dány jak využíváním nových poznatků, tak zaváděním nových postupů povlakování. Dotování nepatrným množstvím prvků, jako je bor, yttrium či vanad, má za následek vznik nanokrystalických struktur vrstev povlaku, omezení možnosti šíření trhlin až k podkladovému materiálu (obr. 1), zvýšení tvrdosti až o 25 %, optimalizaci vlastních napětí v povrchové vrstvě povlaku a zlepšení termických vlastností tvrdých vrstev – výsledkem je podstatné zlepšení užitných vlastností povlaků na bázi AlCrN a možnost vybavit povlak vlastnostmi, které přesně odpovídají potřebám zákazníka. Nové technologie povlakování, jmenovitě postupy S3p, jsou schopny zhotovit povlak s velmi hladkým povrchem, bez dropletů a s velkou hustotou. Pro bližší informaci budou dále popsány vybrané povlaky z nabídky společnost Oerlikon Balzers. BALINIT® ALCRONA PRO – univerzální, jednovrstvý, světle šedý povlak na bázi AlCrN, s maximální provozní teplotou 1100 °C se vyznačuje vynikající otěruvzdorností, odolností proti tepelným šokům a vysokou tvrdostí za tepla. Je určen pro povlakování stopkových SK fréz, složitých odvalovacích fréz na ozubení, stříhacích a tvářecích nástrojů a forem na lití hliníku. Je vhodný pro práci za sucha i za mokra, pro hrubovací i pro dokončovací operace a pro opracování materiálu s tvrdostí do 55 HRc. Přesto, že je značně univerzální ve vztahu k obráběnému materiálu, vyznačuje se zvýšenou životností a nepatrným nárůstem opotřebení během rozhodujícího úseku jeho životnosti (obr. 2). Optimalizací procesu povlakování a modifikací provedení vrstvy včetně cílené úpravy vlastních napětí v povlaku byla zvýšena jeho životnost a dosažena možnost nasazení vyšších řezných parametrů. BALINIT® ALDURA – modrošedý vícevrstvý povlak s mikrotvrdostí 3300 HV (obr. 3), je složen ze dvou vrstev – funkční, nanokrystalické na bázi AlCrN a základní na bázi TiAlN. Je vhodný pro opracování materiálů kalených na více než 60 HRc a materiálů těžkoobrobitelných. Vyznačuje se extrémní otěruvzdorností a pevností řezné hrany. BALINIT ® ALNOVA je světle šedý vícevrstvý povlak na bázi AlCrN s mikrotvrdostí 3200 HV a doporučenou maximální pracovní teplotou 1100 °C. Díky vhodně zvolené dotaci stopovými prvky má optimální mechanické a tepelné vlastnosti povrchových vrstev včetně vysoké tvrdosti za tepla a vynikající odolnosti proti oxidaci. Je určen pro opracování těžko obrobitelných materiálů stopkovými frézami, kde dosahuje až o 30 % vyšší životnosti proti jiným povlakům. BALINIT® PERTURA byl vyvinut jako speciál ní povlak na bázi TiAlN, určený pro vysokovýkonné tvrdokovové vrtáky. Charakteristická je pro něho nanovrstevná struktura s vyváženým vztahem mezi vlastním napětím, tvrdostí a houževnatostí. Hladký povrch povlaku omezuje nalepování materiálu na břit vrtáku a usnadňuje transport třísek. Má šedofialovou barvu, nízký koeficient tření vůči oceli a mikrotvrdost 3200 HV; je schopen pracovat do teplot 1000 °C. Proti jiným druhům povlaku nabízí možnost vyšších řezných parametrů a zvýšenou životnost při vrtání oceli nebo litiny. BALINIT® DIAMOND CLASSIC/PLUS je povlak krystalického resp. nanokrystalického diamantu šedé barvy, má mikrotvrdost 10 000 HV, a je proto možno s ním opracovávat velkou rychlostí grafitové formy a jejich filigránní struktury s velkou přesností. Lze s ním s výhodou povlakovat mikronástroje pro dentální aplikace a nástroje pro opracování kompozitů. Jeho obzvlášť hladká, nanokrystalická struktura usnadňuje odvod třísek a zabraňuje nalepování obráběného materiálu na ostří nástroje. Povlaky BALINIT® pro vstřikovací formy se vyznačují vysokou tvrdostí, která zvyšuje dosažitelný počet cyklů formy a výbornou tepelnou a chemickou stabilitou. Zvyšují spolehlivost licího procesu, brání abrazi taveninou a jejímu nalepování v dutině formy, usnadňují vyjímání odlitku či výlisku, a tím výrazně šetří potřebu separačních materiálů. SLUŽBY POSKYTOVANÉ SPOLEČNOSTÍ OERLIKON BALZERS Přestože společnost Oerlikon Balzers vyvíjí a nabízí na trhu povlakovací zařízení, dává přednost komerčnímu povlakování pro zákazníky svými specialisty ve vlastních kapacitách, kterých je ve světě celá řada (jedno z povlakovacích středisek Oerlikon Balzers pracuje u nás v Jihlavě a od srpna t. r. bude mít k dispozici povlakovací zařízení INGENIA; disponuje i vlastní svozovou službou). Důvodů pro tuto filozofii je několik. Předně snaha zajistit zákazníkům nejvyšší kvalitu a standard, odpovídající posledním vědecko-technickým poznatkům – vždyť povlaky a povlakovací zařízení se neustále zlepšují – vede k to mu, že takovéto služby se lépe poskytují ve vlastních kapacitách a využívání optimálního zařízení pro daný účel je samozřejmostí. Nemůže tedy nastat situace, ke které dochází u zákazníků v jejich vlastních provozech, kdy zařízení je již překonáno novějším, ale starší nelze vyřadit, protože se dosud nezaplatilo. Zákazník nemá starosti s kapacitním vytížením drahých zařízení, ani se zajišťováním špičkových provozních hmot a komponent – např. targetů; nemusí řešit operativní změny, dané změnou vlastního výrobního sortimentu. I tyto situace lze řešit průběžným proškolováním personálu zákazníka, pronájmem povlakovacího zařízení nebo poskytováním tzv. „in house“ služeb. Je však zřejmé, že pouhá kapacitní a nákladová rozvaha o vybudování vlastního povlakovacího střediska nemusí vždy vést k optimálním výsledkům. Šíře a komplexnost nabídky povlaků společnosti Oerlikon Balzers je dána mimo jiné i tím, že vývoj nových povlaků probíhá paralelně s vývojem povlakovacích zařízení. Její zařízení pokrývají celou škálu povlakovacích technologií, počínaje klasickými PVD technologiemi přes plazmou podporované CVD procesy (PACVD), standardní naprašování, naprašování se zvýšenou intenzitou plazmy a vyšším stupněm ionizace, AVC technologie s obloukovým odpařováním kovového materiálu, technologie využívající reaktivní odpařování ma te riá lu pomocí elektronového paprsku (ION Plating), pulzní technologie s rozšířenou elektronovou emisí (P3e) až po postupy S3p. Technologie S3p představují výsledek vlastního vývoje postupů na bázi magnetronového naprašování s vysokým výkonem pulzu (HIPIMS). S3p značí „Scalable Pulsed Power Plasma“; parametricky měnitelné pulzy s velkým rozsahem stupně ionizace dovolují vytvářet plazma s vysokým podílem ionizovaných atomů, schopných vytvářet povlakovou vrstvu; výsledkem je extrémně hladká a hustá vrstva s optimálními vlastnostmi pro různé způsoby použití, zhotovená s vynaložením příznivých nákladů. Nabídka povlakovacích zařízení zahrnuje typy RS 50, RS 90, INNOVA a INGENIA. Prvé dva typy jsou vhodné pro velkosériovou výrobu, vyznačují se velkým objemem pracovní komory; typ Innova je určen především pro zhotovování tepelně a chemicky stabilních aluminium-oxidových vrstev. Nejnovější je typ INGENIA (obr. 4), s jehož funkcí se návštěvníci veletrhu Grindtec 2012 mohli seznámit. Je vhodný pro nanášení high-tech povlaků postupy P3e a S3p a vyznačuje se i tím, že je rychlejší – krátká doba cyklu dovoluje zpracovat denně 6–8 vsázek, je flexibilnější (hodí se proto i pro řešení vývojových úloh) a podstatně přesnější; přesnost tlouštky vrstev v celé vsázce se pohybuje v rozmezí +/– 5 %. Povlakovací střediska Oerlikon Balzers rovněž poskytují služby renovace, kdy lze rychlým a šetrným způsobem odstranit starý, opotřebovaný povlak a po eventuálním přeostření nástroje jej opatřit povlakem novým. Tak se nejen šetří náklady zákazníkovi, ale nezanedbatelný je i efekt ekologický – významně se tak šetří surovinové zdroje. Ing. Petr Borovan