本文旨在通過講述歐瑞康與多特蒙德工業(yè)大學(xué)的良好合作的客戶故事，介紹我們先進的METAPLAS.DOMINO kila flex 涂層系統(tǒng)在科研方面的巨大優(yōu)勢，靈活性，以及令人興奮的強大功能。
技術(shù)依靠創(chuàng)新，從不停滯不前。多特蒙德工業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院(下文簡稱LWT)由Wolfgang Tillmann教授領(lǐng)導(dǎo)，一直在尋求新技術(shù)的前沿，遵循不斷研究和開發(fā)創(chuàng)新材料的概念和生產(chǎn)技術(shù)解決方案的指導(dǎo)原則。為了實現(xiàn)這些目標，多特蒙德工業(yè)大學(xué)LWT專業(yè)的研究助理和學(xué)生專注于解決在連接技術(shù)、粉末冶金、表面工程和涂層技術(shù)中使用先進材料的挑戰(zhàn)。另一個相關(guān)的專業(yè)知識領(lǐng)域是為了工藝可靠性和質(zhì)量保證的材料的破壞性和非破壞性分析和測試。因此，多特蒙德工業(yè)大學(xué)決定使用歐瑞康的METAPLAS. DOMINO kila flex涂層系統(tǒng)，這為該大學(xué)LWT專業(yè)在其表面工程研究中提供了極高的靈活性。
工業(yè)公司和科研機構(gòu)與LWT的專家合作，開發(fā)先進的解決方案和服務(wù)。LWT提供專業(yè)的綜合性咨詢，它結(jié)合了材料、工藝技術(shù)、分析策略和用戶情況——更不用說對材料技術(shù)的熱情。迎接技術(shù)挑戰(zhàn)，開拓新的解決方案，并將創(chuàng)新想法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實技術(shù)是LWT明確的目標。
在LWT的工作中，一個特別令人印象深刻的地方是通過使用厚膜和薄膜涂層技術(shù)對表面性能進行特定調(diào)整，并通過將不同的材料連接來節(jié)省資源和減輕重量，實現(xiàn)了工具和零部件的廣泛功能和性能改進。近年來，這一領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)研究取得了顯著的發(fā)展勢頭，現(xiàn)在無法想象沒有先進的系統(tǒng)和技術(shù)支持的研究基礎(chǔ)設(shè)施如何運作。Dominic Stangier博士領(lǐng)導(dǎo)了一個PVD技術(shù)團隊，研究薄膜涂層的結(jié)構(gòu)，以及如何優(yōu)化它們的機械和摩擦性能，重點研究實際應(yīng)用的特定載荷譜。這些應(yīng)用領(lǐng)域包括機加工、模具、塑料加工、醫(yī)療技術(shù)和傳感器，以及用于能源、航空航天和運輸工程的零部件。
利用先進的PVD技術(shù)進行研究
近年來，德國大學(xué)和世界各地大學(xué)之間的競爭日趨激烈。歐盟的新法規(guī)將很快禁止使用對環(huán)境有害的鉻基電鍍層，這增加了這些機構(gòu)研究和開發(fā)先進、創(chuàng)新的PVD涂層的壓力。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，多特蒙德工業(yè)大學(xué)的機械工程學(xué)院將自己定位為生產(chǎn)技術(shù)的中心樞紐。
Stangier博士解釋了這一研究領(lǐng)域與PVD技術(shù)結(jié)合時的迷人之處:“跨學(xué)科的方法在涂層和工具開發(fā)中變得更加重要，PVD作為材料科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)之間的接口發(fā)揮著重要作用。為了開發(fā)更高性能的工具，你必須把制造鏈作為一個整體來考慮。”
目標:用于廣泛研究和實際應(yīng)用的涂層系統(tǒng)
對于涂層系統(tǒng)的要求清單很長，需要很高的靈活性，以便它可以盡可能有效地集成到眾多的涂層工具和零部件的研發(fā)項目中。
科研人員還負責(zé)研究等離子體和PVD硬質(zhì)涂層的工藝性能以及由此產(chǎn)生的摩擦學(xué)性能之間的相關(guān)性，目的是為了擴大薄膜涂層技術(shù)的應(yīng)用范圍，開發(fā)具有增強性能特性的工具。
另一個需要更詳細關(guān)注的問題是戰(zhàn)略定位：他們的目標是研究新的研究領(lǐng)域，并解決涉及電弧蒸發(fā)和濺射的混合PVD涂層技術(shù)尚未得到滿意結(jié)果的問題。這兩種工藝在將電弧蒸發(fā)的高沉積速率和良好的結(jié)合力與非常光滑、無缺陷的HiPIMS(濺射)面層協(xié)同到同一個復(fù)合涂層系統(tǒng)中提供了巨大的希望。
在應(yīng)用方面，該涂層系統(tǒng)應(yīng)能夠處理等離子體輔助擴散處理，并為用于醫(yī)療技術(shù)的增材制造零部件提供涂層。當(dāng)然，我們的長期目標是開拓其他市場和應(yīng)用，比如加工硬質(zhì)合金制品。
Thillmann教授非常了解生產(chǎn)技術(shù)的挑戰(zhàn)：“為了解決材料研究中的這些相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，我們需要非常靈活、高性能的涂層系統(tǒng)，為我們提供所需的自由度和高工藝可靠性。”
解決方案：METAPLAS.DOMINO kila flex
多特蒙德工業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院發(fā)現(xiàn)其研究能力日益受到限制，Thillmann教授解釋說：“復(fù)雜的工業(yè)級PVD涂層系統(tǒng)對研究至關(guān)重要，而歐瑞康的METAPLAS. DOMINO kila flex正是我們一直在尋找的涂層系統(tǒng)。”
該系統(tǒng)采用獨立的腔室和雙門結(jié)構(gòu)，設(shè)計成可以從任何位置訪問，現(xiàn)在可以集成等離子分析和在線診斷，以檢查涂層過程，甚至可以連接外部設(shè)備。它還滿足PVD技術(shù)擴展升級要求，其各種系統(tǒng)組件為盡可能有效地調(diào)節(jié)和控制工藝提供了新的機會。
Stangier博士還對該系統(tǒng)的模塊化設(shè)計印象深刻：“METAPLAS. DOMINO kila flex讓我們可以選擇添加或替換我們需要的工藝模塊來應(yīng)對新的挑戰(zhàn)，因此我們可以靈活地對像這樣一個研究設(shè)施不斷變化的需求做出快速響應(yīng)，以應(yīng)對最新的發(fā)展。我們可以自由地設(shè)計我們想要的涂層配方。”
歐瑞康系統(tǒng)為研究助理們提供了一個關(guān)鍵的先進技術(shù)平臺，這使他們在研究和開發(fā)先進生產(chǎn)技術(shù)的綜合方法時受益匪淺。
涂層的化學(xué)性、結(jié)構(gòu)、機械和摩擦學(xué)性能由多特蒙德工業(yè)大學(xué)的內(nèi)部實驗室進行檢測，該實驗室擁有最先進的分析設(shè)備，如配備高分辨率光譜儀的微探針、x射線結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分析設(shè)備和3D x射線顯微鏡。
成功合作的頂尖技術(shù)
與機械工程學(xué)院的合作，通過在實際應(yīng)用中的加工和成型技術(shù)領(lǐng)域進行負載調(diào)整評估，測試了所開發(fā)的薄膜涂層的特性。
由德國研究基金會資助的與多特蒙德工業(yè)大學(xué)加工技術(shù)研究所的一個聯(lián)合項目利用了METAPLAS. DOMINO kila flex的獨特功能進行基礎(chǔ)科學(xué)研究。它既關(guān)注“硬微加工中界面和切削刃調(diào)節(jié)的機制和相互作用”，又關(guān)注微工具的下游涂覆過程，在加工硬化高速鋼中選擇復(fù)合涂覆過程顯示出特別的前景。
Stangier博士和Tillmann教授都認同使用METAPLAS. DOMINO kila flex是一個正確的決定。“材料技術(shù)是我們的激情所在，當(dāng)你擁有所需的技術(shù)并將其進一步發(fā)展時，這就更令人興奮了。METAPLAS. DOMINO kila flex為多特蒙德工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院和材料工程系帶來了巨大的優(yōu)勢，并為我們研究和開發(fā)創(chuàng)新材料概念和生產(chǎn)技術(shù)解決方案的方法量身定制。歐瑞康的PVD技術(shù)幫助我們做到了這一點，我們期待著更多令人興奮的關(guān)于最先進生產(chǎn)技術(shù)的研究項目。”
有關(guān)使用METAPLAS.DOMINO kila flex系統(tǒng)開展的研究活動的詳細信息，請參閱最近公開發(fā)表的文件：
◆ Jäckel, C. P.; Meijer, A. L.; Stangier, D.; Lopes Dias, N. F.; Tillmann, W.; Biermann, D.: Cutting edge preparation of micro end mills by PVD-etching technology. Production Engineering 18 (2024), p. 459 - 473.
◆Tillmann, W.; Meijer, A. L.; Platt, T.; Biermann, D.; Stangier, D.; Lopes Dias, N. F.: Cutting performance of TiAlN-based thin films in micromilling high-speed steel AISI M3:2. Manufacturing Letters 40 (2024), p. 6 - 10.
◆Vetter, J.; Shimizu, T.; Kurapov, D.; Sasaki, T.; Mueller, J.; Stangier, D.; Esselbach, M.: Industrial application potential of high power impulse magnetron sputtering for wear and corrosion protection coatings. Journal of Applied Physics 134 (2023), 160701.