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26 février 2015 | Oberflächen POLYSURFACES 06/2014 | Couches minces

Fortschrittliche Technologie für hochwertige Schichtlösungen

Les besoins en composants toujours plus petits posent de hautes exigences aux outils, dont les dimensions doivent être constamment réduites. Les revêtements doivent également s’adapter à ces développements, en alliant des épaisseurs de couches minimales à d’excellentes caractéristiques. Certains outils préparent des revêtements PVD ultraminces et extrêmement lisses pour les exigences du micro-usinage.
Nur wenige Millimeter oder gar Zehntelmillimeter dünne Werkzeuge bearbeiten prozesssicher auch härteste Werkstoffe: dies ist in der Mikroproduktion längst Alltag. Neben speziellen Werkzeuggeometrien sind dafür erstklassige Beschichtungslösungen gefragt, die eine wirtschaftliche Produktion überhaupt erst möglich machen. Die besonders dünnen und extrem glatten PVD-Beschichtungen von CemeCon sind für diese Herausforderungen bestens geeignet.
 
Der neue HiPIMS-Schichtwerkstoff «Hardlox» rüstet Mikrowerkzeuge für den Einsatz in Werkstoffe jenseits der 50-HRC-Grenze.

Dank glatter Beschichtung präzise zerspanen
In Arbeitsbereichen von 2 mm bis unter 1 µm, die gemeinhin das Spektrum der Mikrozerspanung kennzeichnen, kommt es auf höchste Präzision im Einsatz an. Droplets auf der Werkzeugoberfläche können sich hier verheerend auswirken. Denn schon kleinste Unebenheiten verursachen ein hohes Mass an Reibung und abrasivem Verschleiss. Späne lassen sich nur schwer abführen, und die entstehende Hitze greift das Werkzeug an – bis hin zum totalen Ausfall. «Gerade wenn jedes Mikrometer über den Erfolg oder Misserfolg eines Mikrowerkzeugs entscheidet, müssen sich Werkzeughersteller auf die Leistungsfähigkeit der Beschichtungen verlassen können. Eine kompromisslose Glätte ist da Bedingung», bemerkt Manfred Weigand, Produktmanager Round Tools bei CemeCon.
Das CemeCon-Sputterverfahren ist hier der Schlüssel. Denn Beschichtungsfehler, wie Droplets, können mit der einzigartigen Technologie prozessbedingt erst gar nicht entstehen. So entstehen extrem glatte Beschichtungslösungen, die auch den geringen Toleranzen der Miniaturfertigung gerecht werden. Daneben überzeugen die hochwertigen Beschichtungen mit dropletfreier Oberfläche durch eine hohe Haftfestigkeit und geringe Eigenspannung. Dazu Manfred Weigand: «Das Resultat sind eine lange Lebensdauer und hervorragende Schnittdaten. Späne fliessen dank der geringen Reibung schnell ab, und es werden höhere Schnittgeschwindigkeiten möglich, und zwar auch bei der Trockenbearbeitung oder bei Anwendungen mit Minimalmengenschmierung.»
Auch die Zerspanungsergebnisse bezüglich Oberflächengüte sind hervorragend – nicht zuletzt dank der Kombination aus glatter Werkzeugoberfläche und hoher Härte. Ein weiteres Plus für die Mikrobearbeitung ist die geringe Schichtdicke: Denn die ultradünnen Beschichtungen haben keine Auswirkungen auf die filigrane Geometrie der Werkzeuge.
 
Manfred Weigand, Produktmanager Round Tools bei CemeCon: «Beim Einsatz hochwertiger Beschichtungen entstehen hervorragende Oberflächengüten bei hochpräziser Zerspanung.»

Innovative Schichtwerkstoffe
Gerade in der Miniaturfertigung sind Verschleissfestigkeit und Temperaturbeständigkeit der Werkzeuge entscheidende Faktoren für die Wirtschaftlichkeit der Produktion. Moderne Schichtlösungen von CemeCon erhöhen die Leistungsfähigkeit und Standzeit signifikant. «Die Beschaffenheit der Beschichtung hat einen grossen Einfluss auf die entstehenden Kräfte im Zerspanungsprozess und somit auch auf die effektive Standzeit des Werkzeugs», erklärt Manfred Weigand.
Für eine optimale Beschichtungslösung – auch bei kleinsten Werkzeugdimensionen – greift CemeCon auf seine innovativen Schichtwerkstoffe zurück, die zusammen mit dem Werkzeughersteller perfekt auf die Anwendung angepasst werden. «Um das Werkstück in der Mikrozerspanung prozesssicher und wirtschaftlich bearbeiten zu können, sind nicht nur geringste Werkzeuggrössen und spezielle Geometrien gefragt, sondern auch effiziente Beschichtungslösungen», weiss Manfred Weigand. «Eine genaue Abstimmung zwischen Geometrie, Werkstoff und Beschichtung ist dabei enorm wichtig.» Das Spektrum von CemeCon umfasst dabei Hart- und Superhartstoffe sowie die erfolgreichen Supernitride und die herausragenden Powernitride auf der Basis der innovativen HiPIMIS-Technologie.

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