Bremen, Jerman – Salutan UltraPLAS baharu yang dibangunkan oleh penyelidik Fraunhofer telah terbukti menjadi penyelesaian terobosan kepada cabaran proses pembentukan primer. Pelepasan lanjutan dan salutan mudah dibersihkan ini digunakan sebagai lapisan kecerunan menggunakan proses plasma sejuk dan sesuai untuk bahan seperti keluli alat, keluli tahan karat dan aluminium. Ciri fizikal unik UltraPLAS membolehkan pengacuan sempurna bagi permukaan berskala nano dan reflektif. Dengan mengurangkan bilangan langkah pasca pemprosesan dan melepaskan ejen keluaran luar, aplikasi itu diklasifikasikan sebagai sangat menjimatkan.
Bagaimanakah permukaan alat yang berkualiti tinggi dan canggih boleh disalut sedemikian rupa sehingga pengeluaran dipertingkatkan, dan proses pembersihan ditangguhkan atau dipermudahkan dengan ketara? Penyelidik di Institut Fraunhofer untuk Teknologi Pembuatan dan Bahan Termaju IFAM menyiasat soalan ini bersama rakan kongsi dalam projek "GlossyCast" dan "UltraTrenn" yang dibiayai oleh Industrielle Gemeinschaftsforschung IGF. Matlamat projek penyelidikan adalah untuk mengurangkan daya pembongkaran dan pembentukan mendapan sambil menahan tegasan khusus tuangan die tekanan tinggi zink dan pengacuan suntikan plastik.
Khususnya, pengacuan suntikan bahagian plastik teknikal memerlukan penyelesaian untuk mengurangkan daya pembongkaran dan pembentukan mendapan. Ini terpakai kepada penghasilan komponen dengan permukaan berkilat tinggi atau struktur mikro yang sangat jelas, seperti kanta plastik, kemasan hiasan atau penyambung dengan ketepatan dimensi tinggi. Begitu juga, dalam tuangan mati tekanan tinggi zink, mendapan pada permukaan acuan serta mendapan agen pelepas dan pelincir menghalang pengeluaran tuangan zink berkilat yang berkualiti tinggi. Ini mengakibatkan kos yang besar untuk pemprosesan pasca bahagian tuang. Tanpa mengira ini, penggunaan ejen pelepas sahaja boleh menyumbang sehingga 20 peratus daripada masa kitaran, bermakna terdapat potensi besar untuk penjimatan jika ejen pelepas tidak diperlukan lagi.
Untuk memenuhi keperluan profil permukaan ultra licin, optik (Ra < 25 nm) yang dinyatakan di atas dalam projek, salutan itu sendiri mestilah licin dan tidak berstruktur. Untuk mencapai matlamat ini, proses plasma sejuk, yang dipanggil proses PE-CVD (pemendapan wap kimia dipertingkatkan plasma), telah digunakan. Dengan membina lapisan kecerunan, proses ini membolehkan lekatan lapisan yang sangat baik pada badan produk di satu pihak dan sifat tidak melekat yang luar biasa dengan ciri fizikal yang sangat baik pada bahagian produk di pihak yang lain.
Salutan yang dihasilkan dengan cara ini dicirikan, sebagai contoh, oleh modulus keanjalan yang tinggi (28 – 32 GPa) dan ketumpatan tinggi (1.5 g/cm³). Ini menghasilkan julat kekerasan Mohs 5.5, yang oleh itu setanding dengan kaca atau enamel. Secara ciri, sebagai salutan tidak melekat, ia juga mempunyai tenaga permukaan yang rendah (< 28 mN/m) with low polarity (< 1.5 mN/m).
Tingkah laku ini disokong oleh fakta bahawa penyelidik Fraunhofer telah berjaya menghasilkan salutan UltraPLAS dengan ketebalan lapisan nipis terutamanya kurang daripada 100 nm. Ini juga terbukti perlu dalam projek GlossyCast untuk memberikan kesan tidak lekat yang baik. Di samping itu, lapisan nipis tanpa struktur membenarkan kedua-dua struktur permukaan berskala nano, contohnya, untuk proses cetakan nano dan permukaan berkilat cermin dihasilkan semula dengan sempurna.
Ujian praktikal yang meluas yang dijalankan sebagai sebahagian daripada projek di pelbagai syarikat perindustrian telah menunjukkan bahawa daya pembongkaran dan pembentukan mendapan dikurangkan dalam bidang pengacuan suntikan. Ia juga telah ditunjukkan bahawa pengurangan daya lekatan mengurangkan jumlah daya demolding. Akibatnya, suhu pembongkaran boleh ditingkatkan, dan jumlah geseran dikurangkan.
Berbeza dengan keadaan seni, salutan boleh dikeluarkan dengan berkesan dan lembut menggunakan teknologi plasma supaya, jika perlu, salutan baru boleh digunakan beberapa kali tanpa kehilangan kualiti. Ini amat menarik untuk permukaan alat berkilat tinggi, kerana ia menghilangkan keperluan untuk penggilapan yang memakan masa atau pemesinan ultra ketepatan.
Ia juga telah menunjukkan bahawa pengeluaran langsung permukaan die-cast zink berkualiti tinggi menggunakan teknologi tuangan boleh meningkatkan kecekapan ekonomi dengan ketara. Dengan meningkatkan kualiti permukaan bahagian tuang dengan ketara, langkah pasca pemprosesan mekanikal yang mahal dan memakan masa seperti letupan, pengisaran dan penggilap boleh dipermudahkan atau dielakkan sama sekali. Di samping itu, langkah proses individu penyaduran elektrik boleh dipendekkan atau dikurangkan. Pembangunan salutan pelepasan UltraPLAS yang tahan lama ini untuk tuangan mati zink mewakili kemajuan ketara dalam teknologi faundri. Kemungkinan pemotongan agen pelepas membuka potensi baharu untuk meningkatkan kualiti tuangan, mengurangkan kos pengeluaran dan menjadikan pengeluaran lebih mesra alam.
Memandangkan produk tuangan dihasilkan tanpa agen pelepas, masa pra-rawatan untuk penyaduran elektrik dikurangkan dan penggunaan bahan diturunkan. Komponen yang dihasilkan mempunyai kekasaran yang diingini. Oleh kerana permukaan yang lebih licin, penyaduran kuprum yang terang boleh diketepikan, yang membawa kepada penjimatan bahan, masa dan air sisa. Mengurangkan ketebalan lapisan tembaga (sianida) dan nikel terang sebanyak 50 peratus setiap satu membawa kepada penjimatan selanjutnya dalam bahan dan masa.
Maklumat latar belakang tentang proses pembangunan: Pembangunan UltraPLAS didahului oleh salutan tidak melekat PLASLON, yang dicirikan oleh kekerasan tinggi (kekerasan Mohs 4.5 – 5.5) dan rintangan suhu yang sangat baik sehingga 230 darjah . Profil hartanah ini telah menjadikan PLASLON salutan mudah dibersihkan bebas PFAS yang popular untuk alat memasak. Melalui inovasi berterusan dan pembangunan produk seperti UltraPLAS dan PLASLON, institut kami memberikan sumbangan yang besar untuk meningkatkan proses pengeluaran dan mempromosikan kemampanan dalam industri.