Näkymä PVD-tekniikkaan: Sputterointi
Mikä on PVD-pinnoite?
PVD eli Physical Vapor Deposition (fysikaalinen höyrypinnoitus) on pinnoitustekniikka, jolla luodaan erittäin kovia ja hyvin ohuita, muutaman tuhannesosamillimetrin paksuisia pinnoitteita.
PVD-pinnoitteet parantavat tarkkuuskomponenttien suorituskykyä ja kestävyyttä lähes kaikissa teollisuus- ja kulutustavaroissa ja pidentävät metalli- ja muoviteollisuudessa käytettävien työkalujen käyttöikää.
Miten PVD-prosessi toimii?
PVD-pinnoitteita käytetään erikokoisissa itsenäisissä järjestelmissä. PVD-prosessissa erittäin puhdas, kiinteä pinnoitemateriaali (metallit, kuten titaani, kromi ja alumiini) haihdutetaan joko lämmön avulla (kaarihaihdutus) tai ioneita pommittamalla (sputterointi). Samalla lisätään reaktiivista kaasua (esim. typpeä tai hiiltä sisältävää kaasua). Kaasu muodostaa metallihöyryn kanssa yhdisteen, joka sitten kerrostuu työkaluihin tai komponentteihin ohuena, hyvin tarttuvana pinnoitteena. Prosessi suoritetaan korkeassa tyhjiössä ja useimmiten 150-500 °C:n lämpötilassa. Tasainen pinnoitepaksuus saavutetaan pyörittämällä osia vakionopeudella useiden akselien ympäri.
Pinnoitteen ominaisuuksia, kuten kovuutta, rakennetta, kemiallista ja lämpötilankestävyyttä sekä tarttuvuutta, voidaan säätää tarkasti valitsemalla oikeat metallit ja kaasut.
PVD-prosesseihin kuuluvat kaarihöyrystys, sputterointi, ionipinnoitus ja tehostettu sputterointi.
Tunnettujen PVD-prosessien lisäksi Oerlikon Balzers tarjoaa myös useita itse kehittämiään prosesseja.
PVD-pinnoitteiden käyttökohteet
PVD-pinnoitteita käytetään ajoneuvojen, lentokoneiden, koneiden, lääketieteellisen teknologian, puolijohdeteknologian, energiantuotannon ja monien muiden laitteiden tarkkuuskomponenteissa, jotta ne toimisivat luotettavammin, tehokkaammin ja kestävämmmin. Tämän ansiosta kitka vähenee ja käyttöikä pitenee, mikä edistää kestävää kehitystä.
Leikkaus- ja muovaustyökalujen PVD-pinnoittaminen koneissa, joilla valmistetaan tuotteita, lisää merkittävästi niiden käyttöikää ja suorituskykyä verrattuna pinnoittamattomiin työkaluihin. Tämä säästää arvokkaita raaka-aineita, minimoi ympäristövaikutukset ja edistää luonnonvarojen säilyttämistä.
PVD-pinnoitteiden menestyksen avain on oikean pinnoitusratkaisun löytäminen tiettyyn käyttötarkoitukseen. Työkaluille ja komponenteille, jotka altistuvat kitkalle ja kulutukselle, ensimmäinen askel on koko tribologisen järjestelmän analyysi – osat ja niiden materiaalivaatimukset, haluttu pintaviimeistely, ympäristö sekä kulumismekanismi.