Nieuwe coatingtechnologie IHI Hauzer slaat aan

Carc+ is een effectieve nieuwe kathodische gereedschapscoating technologie voor nitridecoatings.‘Vanaf het begin waren we overtuigd van het feit dat we iets speciaals ontwikkeld hadden wat voor een nieuwe impuls in de toolcoating-markt kon zorgen. Natuurlijk moesten we het proces voor veel verschillende toepassingen optimaliseren en hiervoor hebben we met veel partners samengewerkt die een gedetailleerde kennis van de gereedschapsgeometrie en substraatmaterialen hebben. Samen zijn we erin geslaagd, waarna het leuke gedeelte kon beginnen. We waren ambitieus; we wilden een machine bouwen met de laagste cost of ownership, die tegelijkertijd de vele benchmark coatings kon overtreffen. Dat is een hele uitdaging, maar nu, twee jaar na de officiële lancering , kunnen we niet alleen zeggen dat we het gehaald hebben, maar we kunnen ook zeggen dat de markt onze machine, onze technologie en onze coatings als iets speciaals herkent’, zegt Eerden.

Hoge productiviteit

Voor de laagste cost of ownership is snelheid een belangrijke factor bij het realiseren van hoge productiviteit. Eerden noemt als voorbeeld een batch met een cycle time van minder dan 4 uur in een Hauzer Flexicoat 850 (foto rechts) voor een typische AlTiN coating. ‘Maar er zijn ook nog andere kosten die erbij komen kijken. Door het ontwerp van de kathode is de beweging van de arc geoptimaliseerd voor minimale uitstoot van macro’s, gecombineerd met extreem hoog targetverbruik. Verder is het een robuuste machine die minimaal onderhoud nodig heeft. In een configuratie voor massaproductie, is de machine uitgerust met twee banken van Carc+ kathodes , waardoor het een echt werkpaard wordt. Natuurlijk is de cost of ownership afhankelijk van vele specifieke factoren. Dus als je wilt weten wat het kan betekenen voor je bedrijf, dan zijn we altijd bereid om een berekening te maken’, vertelt Eerden.

Etsen

De machine met Carc+ technologie kan metaal ion etsen, maar is ook geschikt voor argon ion etsen met een plasmabron. Er wordt door de pulsed DC bias een zeer stabiel etsen behaald, zelfs voor producten die gestraald zijn. Het systeem biedt ook de mogelijkheid van een chemische reinigingsstap, die zeer efficiënt is in het verwijderen van koolstofvervuiling en welke helpt bij het verkrijgen van een uitstekende hechting bij complexe geometrieën.
In de tussentijd heeft de Carc+ technologie zich bewezen als de benchmark van veel gereedschappencoatings, waaronder de populaire AlCrN coating op tandwielfrezen. Eerden: ‘De eerste coatings die we geoptimaliseerd hebben, waren de standaard nitridecoatings op snijgereedschappen, zoals TiN, AlTiN en TiAlN coatings. Zij hebben hun waarde al geruime tijd bewezen. De volgende stap was het optimaliseren van AlCrN coating op tandwielfrezen en ook hier waren we succesvol. Zoals weergegeven in de benchmark grafiek, toont onze AlCrN coating op hardmetalen snijgereedschappen meer dan 30 procent productiviteitsverhoging ten opzichte van de benchmark coating. De droge snijtesten werden uitgevoerd met een snelheid van 400 m per minuut. Bovendien; na 17.600 stuks was de slijtage van de gereedschappen slechts 0,08mm, terwijl de benchmark een slijtage toonde van 0,18 mm na 13.200 stuks.

Ta-C coating

Carc+ is een effectieve technologie voor nitridecoatings, maar natuurlijk zijn er meer coatings die veel voordelen kunnen brengen in de tool coating wereld. Een voorbeeld van een dergelijke coating is ta-C, een waterstofvrije diamantachtige koolstof (DLC) coating die op dezelfde Flexicoat -machine beschikbaar is.
De ta-C coating kan aangebracht worden met circular arc technologie. De coating wordt gekenmerkt door een hoge hardheid (4.000-7.000 HV), een algemene dikte van minder dan 1 µm en een wrijvingscoëfficiënt tussen 0,02 en 0,1 versus droog Al2O3. De depositie-temperatuur ligt tussen de 80 en 200 graden Celsius, waardoor de afzetting op vele verschillende substraatmaterialen mogelijk is. De coating heeft een typische regenboogkleur. 

Automotive

‘Door de uitgebreide ervaring met DLC voor de automobielmarkt, was het een logische stap voor ons om deze ta-C coating te optimaliseren voor de gereedschappenmarkt’, legt de productmanager uit. ‘Onze ta-C coating met een hoog gehalte aan sp3-structuren is ontwikkeld voor een tribologische toepassing in the valve train. Met onze jarenlange ervaring in het ontwikkelen van lagewrijvingcoatings, herkennen we de voordelen voor de gereedschappenindustrie, die op zoek is naar manieren om hun klanten in de automobielbranche tegemoet te komen in hun minimumgewicht carrosseriematerialen. We hebben de ta-C coating verder ontwikkeld voor snijgereedschappen, zoals aluminium, koper en koolstofvezelversterkte kunststoffen. Naast de automobielindustrie kunnen de toepassingen ook ingezet worden bij consumptiegoederen, zoals mobiele telefoons. De lage hechting van de coating voorkomt dat er een laag opgebouwd wordt aan de snijkant van het gereedschap. Hierdoor blijft de snijkant van het gereedschap langere tijd scherp. Onze ta-C coating bleek de ongecoate en gecoate gereedschappen met typische metaalnitride coatings te overtreffen.’

Conclusie

Een nieuwe technologie kost tijd om te worden aanvaard, maar nu dat de Carc+ technologie een aantal benchmark voor nitride coatings heeft overtroffen, waaronder de benchmark voor AlCrN coating op hardmetalen tandwielfrezen, hebben toolmakers en jobcoaters de waarde herkend. Verder kunnen de nitride coatings in de productiemachine gecombineerd worden met ta-C voor het verspanen van aluminium, koper en koolstofvezelversterkte kunststoffen met toepassingen in onder meer de automobielindustrie.

De Carc+ technologie is beschikbaar op verschillende machines, zoals de Hauzer Flexicoat 850, 1000 en 1200. In deze machines kunnen de volgende coatings geproduceerd worden: AlTiN, TiAlN, TiN, AlCrN, TiSiN en ta-C. 

De Hauzer Flexicoat 850 met Carc+-technologie staat van 5-10 oktober op de EMO Milaan in hal 10, stand D17.