Diamentopodobna powłoka węglowa wydłuża żywotność form wtryskowych z tworzyw sztucznych
Telefony, części do komputerów, zabawki, wtyczki elektryczne, a nawet obuwie i długopisy oraz inne produkty codziennego użytku, są produkowane z tworzyw sztucznych w procesie zwanym formowaniem wtryskowym. Technologia ta pozwala na produkcję identycznych części w dużych nakładach przy niskich kosztach za część. Jednak koszt rozruchu instalacji jest stosunkowo wysoki, głównie dlatego, że potrzebne są narzędzia dostosowane do specyfiki danej produkcji. Forma wtryskowa może kosztować 100–300 tysięcy euro, w zależności od jej złożoności, wykorzystanego materiału i dokładności.
Dłuższa żywotność form
Wydłużenie czasu eksploatacji narzędzi ma kluczowe znaczenie dla każdego procesu formowania, ponieważ przestoje związane z naprawami odbijają się na zysku. Szacuje się, że każdego roku na działania konserwacyjne na całym świecie wydaje się około 10 miliardów euro. Za uszkodzenia powierzchni w dużej mierze odpowiadają siły tarcia powstające podczas procesu formowania między powierzchnią zamykającą a powierzchniami stykającymi się z wtryskiwanym tworzywem sztucznym. Po pewnym czasie forma staje się niezdatna do użytku, a okres jej użyteczności jest krótki. W ramach finansowanego ze środków UE projektu cleanMOULD stworzono nowe powłoki oparte na wielowarstwowej diamentopodobnej formule węglowej, które przedłużają trwałość narzędzi do formowania wtryskowego, zapewniając ochronę antykorozyjną i mniejsze zużycie, oraz podwyższają odporność na tarcie. „Co ważne, nasze nowe rozwiązania w zakresie powlekania zwiększają wydajność formy i wydłużają czas jej użytkowania, a więc konserwacja zapobiegawcza może odbywać się rzadziej i rzadziej dochodzi do przestojów”, mówi Michael Hvam, koordynator projektu.
Powłoka cleanMOULD najlepszym przyjacielem form
Istotną cechą charakterystyczną diamentopodobnych powłok węglowych jest odporność na zużycie dzięki zmniejszonemu tarciu pomiędzy powierzchniami ślizgowymi. Eliminuje to w znacznym stopniu potrzebę smarowania powierzchni i obróbki wykańczającej, które są uważane za podstawowe źródła emisji zanieczyszczeń do atmosfery w niektórych branżach, takich jak przemysł farmaceutyczny i spożywczy. Powłoki są nakładane w procesie fizycznego osadzania par, zwanym napylaniem magnetronowym, w temperaturach do 180 °C. Dzięki temu zaawansowanemu procesowi osadzania, powłoki diamentopodobne mogą być bardzo cienkie (1–5 μm) i jednolite w całej formie, niezależnie od jej kształtu. „Nowe powłoki cleanMOULD optymalizują zarówno twardość powierzchni, jak i smarność, aby zminimalizować ścieranie”, podkreśla Hvam. Wysoka twardość nowo opracowanych diamentopodobnych powłok węglowych, które są 8-krotnie twardsze niż inne dostępne powłoki, pozwala na zwiększenie odporności powierzchni na zarysowania występujące podczas pracy. Brak potrzeby używania środków smarnych znacznie ułatwia czyszczenie formy – teraz wystarczy jedynie nałożenie etanolu na szmatkę na mniej niż 10 minut. Przełomowa technologia opracowana przez zespół projektu cleanMOULD może być kluczem do umożliwienia rozwoju całego przemysłu tworzyw sztucznych. Oczekuje się, że zwrot z inwestycji dla klientów cleanMOULD będzie ponad dwudziestokrotnie wyższy od oczekiwanych kosztów powłok, co jest dobrym wynikiem. Wyniki testów pilotażowych wykazały sześciokrotny spadek częstotliwości konserwacji w porównaniu z najnowocześniejszymi dostępnymi powłokami. Na powlekanych formach nie zaobserwowano korozji ciernej. Co więcej, „dzięki powłoce cleanMOULD udało się skrócić czas cyklu formowania zakręcanych wieczek z 40 do 36 sekund, co odpowiada wzrostowi wydajności o 11 %”, podsumowuje Hvam.
Słowa kluczowe
cleanMOULD, forma, powłoka, tarcie, diamentopodobna powłoka węglowa, narzędzia, konserwacja, forma wtryskowa z tworzywa sztucznego
