SuperSlip belægning til plastværktøjer – CrN-SS
Tribologicenter på Teknologisk Institut har udviklet en særdeles effektiv belægning til sprøjtestøbeværktøjer, som både giver slidbeskyttelse og markant bedre slip end de traditionelle PVD CrN-belægninger.
Belægningen er specielt udviklet til formgivende plastværktøjsdele, som f.eks. kerner og matricer. Som eksempel har Winther Mould Technology A/S ved anvendelse af CrN-SS opnået betydeligt kortere cyklustider gennem en lettere afformning. Samtidig er det operationelle temperaturvindue blevet kraftigt udvidet, hvilket muliggør en langt mere fleksibel produktion. Belægningen bruges nu rutinemæssigt inden for sprøjtestøbning af en lang række medico-relaterede produkter, ligesom en af Danmarks største plastproducenter konkluderer, at der ses betydelige forbedringer med Tribologicentrets CrN-SS-belægning.
Belægningen er fundamentalt anderledes end de standardbelægninger, der ellers tilbydes på markedet. Som det ses på ovenstående Scanning Elektron Mikroskopi (SEM) billeder har CrN-SS-belægningen en helt anden krystalmorfologi, hvor de karakteristiske større krystaller og dertil hørende korngrænser stort set undgås. Resultatet er en meget glattere belægning i overensstemmelse med det indtryk, man umiddelbart får af billederne. Hertil kommer at CrN-SS- belægningens kemiske sammensætning i overfladen har yderligere optimerede slipegenskaber over for de fleste plastmaterialer.
I et udviklingsprojekt med Institute of Applied Plastics Research ved Engineering College Fribourg (Schweitz) har vi målt afformingskraften ved sprøjtestøbning af 4 forskellige plasttyper. Dette blev muliggjort ved montering af en træk-/tryk-sensor inde i et specieldesignet sprøjtestøbningsværktøj.
Som det ses på nedenstående figur, reduceres afformningskraften, når en kerne belægges med Tribologicenterets standard CrN-SD. Belægges kernen med CrN-SS (SuperSlip), observeres der et yderligere fald i afformingskraften for alle de fire undersøgte plasttyper (PP, POM, ABS og TPU).
Der kan læses mere om forsøgene ved at klikke på linket.
Afformningskræfter målt in situ under sprøjtestøbning med CrN-SS-belægningen.
Eksempel på en række skruekerner belagt med CrN SuperSlip (CrN-SS). Kernerne er fremstillet og performance-dokumenteret af A/S Kenneth Winther Værktøjsfabrik.
SEM billede af krystalmorfologien af en traditionel CrN belægning og en CrN-SS. CrN-SS belægningen har en langt mindre krystallinsk struktur, og har derfor helt andre overfladeegenskaber. Den er endvidere ca. 10 % hårdere som følge af den tættere CrN-fase.