Nahlédli jsme pod pokličku technologie povlakování

Společnost Liss byla založena v roce 1991 a je stoprocentně vlastněna švýcarskou skupinou B.C.I. Group, do které mj. patří i lídr v oblasti vývoje, výroby a prodeje zařízení určených pro fyzikální depozici povlaků ve vakuu (PVD) – firma Platit. Jak již bylo naznačeno, ve firmě Liss se specializují hlavně na povrchové inženýrství, disponují know-how v oblasti high-tech PVD povlakování, galvanických vrstev, výroby vysoce precizních hodinářských komponentů, metalizace nevodivých materiálů a depozice optických vrstev.

Při příležitosti konání odborného semináře Vrstvy a Povlaky koncem října měla redakce MM Průmyslové spektrum možnost nahlédnout do nových výrobních prostor firmy Liss.

Nová hala, která byla slavnostně otevřena 5. 9. 2014 (viz obr. 1), nyní obsahuje deset produkčních povlakovacích zařízení a několik dalších, určených čistě pro vývoj. Ta jsou umístěna v novém vývojovém centru, jež je také součástí nového povlakovacího zařízení. V Lissu používají pro depozici tenkých povlaků dvě technologie: PVD a PACVD (chemická depozice pomocí plazmatu). PVD depozice se nejvíc prosadila pro povlakování nástrojů (z nástrojových ocelí a slinutých karbidů) díky své flexibilitě a relativně nízké teplotě (450 °C) při depozici. U PVD depozic používají technologie jak naprašování, tak i katodového obloukového napařování. PACVD se pak využívá pro depozici povlaků s nízkým koeficientem tření (DLC) na strojní komponenty a precizní součástky.

Hala se rozkládá na ploše 60 x 40 m a sahá do výšky 7 m. Při projektování prostor byl kladen důraz na zlepšení architektury a zatraktivnění rožnovského průmyslového areálu. Cílem bylo vybudovat budovu s nejvyšší možnou technologickou vyspělostí a minimální zátěží pro životní prostředí. Hala je velmi moderní, poskytuje atraktivní pracovní prostředí pro zaměstnance a návštěvy a její velkou předností je nízká energetická náročnost. Při depozici tenkých vrstev produkují zařízení velké množství tepla, které je využíváno na vytápění budovy. Kvůli produkci velkého tepla při depozici je velmi důležité také chlazení, proto veškerá zařízení v primárním i sekundárním okruhu chlazení v novém výrobní hale jsou dublovaná, takže v případě poruchy okamžitě zastoupí zařízení záložní. Po celý rok je zde také kontrolována vlhkost a teplota v rozmezí 21 až 24 °C. Vzduchotechnické jednotky a jednotka chlazení jsou umístěny na střeše budovy (viz obr. 3). Nepřetržitý chod výroby zajišťuje zhruba 45 zaměstnanců pracujících na třísměnný provoz.

Po přijetí zakázky, nejčastěji v podobě řezných nástrojů (frézy, vrtáky atd.), je nejprve zakázka důkladně zkontrolována. Na poškozený nástroj by nemělo smysl povlak nanášet. Jakékoliv poškození je na mikroskopech pečlivě zdokumentováno a komunikováno zákazníkovi. V případě zájmu zákazníka lze nástroj přeostřit či jinak upravit (pro lepší přilnavost nanášeného povlaku zaoblit řezné hrany atd.). Zkontrolované nástroje putují do mycí linky (viz obr. 5). Nástroje je potřeba perfektně odmastit, aby měl povlak odpovídající adhezi k nástroji. Na konci mycí linky jsou tedy nástroje suché a odmaštěné a operátoři na ně sahají už jen v rukavicích. Podle požadavků je naskládají na karusel. Po kontrole rotace se karusel vyfotí a zaveze do povlakovacího zařízení. Protože se uvnitř zařízení nanáší povlak na všechno, jsou např. upínací stopky nástrojů zakryty (viz obr. 6). Povlak na stopce by totiž mohl způsobovat například nežádoucí prokluzy při používání nástroje v praxi. Pak už operátor jen zvolí povlak a požadovanou tloušťku vrstvy a řídicí počítač povlakovacího zařízení udělá zbytek. Podle velikosti povlakovaných součásti trvá jeden cyklus cca 8–12 hodin.

PVD technologie je založena na získávání částic potřebných k depozici povlaků z pevného (nejčastěji kovového) targetu pomocí fyzikálních metod. Nejpoužívanější technologií je odpařování katody pomocí elektrického oblouku. Zionizované částice tvořící plazma jsou pak na podkladový materiál přitahovány záporným předpětím. Ve vakuové komoře dochází ke kolizím kovových částic s částicemi plynu, který tvoří kontrolovanou atmosféru. Tak vznikne na povrchu materiálu tenká vrstva tvořená jedním (Cr, Ti, Zr) nebo více kovy (CrAl, AlTi, CrTi) a nejčastěji dusíkem (TiN, CrAlN, AlTiN). Originální uspořádání povlakovací komory vyráběné firmou Platit umožňuje využívat nejen klasické ploché katody, ale i rotační válcové katody. Princip rotačních katod umožňuje optimální uspořádání depozičního systému v povlakovací komoře a velice homogenní rozložení tloušťky vrstvy. Depoziční systém se skládá až ze čtyř odlišných materiálů, které lze během nanášení povlaku libovolně kombinovat.

Uvnitř komory dojde nejprve k předehřevu na cca 450 °C, poté se zapálí elektrický oblouk a začne odpařování částic – ty jsou deponovány na povrch povlakovaných nástrojů. Pohyb nástrojů v povlakovací komoře je optimalizován tak, aby byl zabezpečen růst požadované struktury povlaku.

Společnost Liss je zaměřena především na inovace, vlastní vývoj, zavádění nových technologií a postupů. Mimo kompetentnost je samozřejmostí osobní přístup k řešení zákaznických požadavků. V jejich katalogu se nachází více než 40 různých povlaků optimalizovaných pro různá aplikační řešení vytvářená obloukovým napařováním či magnetronovým naprašováním na bázi Ti, Al, Cr, Si nebo jejich kombinací. Měsíční produkce povlakovacího zařízení firmy Liss činí zhruba 60 až 80 tisíc povlakovaných nástrojů. „Je pro nás důležitá inovace a nalezení řešení pro každého zákazníka, ne kvantita,“ dodává vedoucí povlakovacího centra Jozef Sondor, který nás seznámil s výše popsanou technologií a provedl novou výrobní halou.

Eva Buzková, Rožnov pod Radhoštěm

Foto: Autor

eva.buzkova@mmspektrum.com

Při návštěvě výrobní haly Rožnovského areálu, jsme měli možnost nahlédnout i do míst, kde firma Liss vyrábí jedinečnou a ve světě zcela unikátní galvanicko - plastickou technologií luxusní hodinkové číselníky, vysoce precizní lunety a indexy.

Podle výkresu a požadavků zákazníka se vyrobí přesný nejčastěji ocelový či mosazný nástroj (matrice nebo také matka). Matrice se vloží do speciálního lisu a během několika vteřin je plastový výlisek na světě, který je přesným negativem matrice. Před ponořením do galvanické lázně je na výlisek nanesena magnetronová vrstva stříbra a mědi technologií naprašování. Takto se stává výlisek vodivým a lze je galvanicky pokovit. Po vyjmutí z lázně se odstraní plastový výlisek vypálením a magnetronová vrstva se odsoustruží. Vzniklý ciferník je možné ještě pokovit jiným kovem nebo třeba přidat logo.

-EB-