Powłoki zwiększające trwałość form (np. nitriding, DLC) – kiedy warto je stosować

Formy wtryskowe i narzędzia stosowane w przetwórstwie tworzyw sztucznych są narażone na intensywną eksploatację. Wysokie temperatury, naciski oraz kontakt z materiałami o dużej abrazyjności prowadzą do szybkiego zużycia ich powierzchni. Rozwiązaniem są powłoki zwiększające trwałość form, które poprawiają parametry pracy i wydłużają żywotność narzędzi.

Czym są powłoki zwiększające trwałość i dlaczego są potrzebne?

Powłoki ochronne to cienkie warstwy nanoszone na powierzchnię formy w celu jej wzmocnienia.

Wśród zalet powłok na formy można wymienić:

1. zwiększenie trwałości form poprzez ograniczenie zużycia mechanicznego,
2. redukcję tarcia, co poprawia proces wtrysku i zmniejsza ryzyko zatarcia,
3. zwiększenie twardości, która zabezpiecza przed odkształceniami,
4. ochronę form wtryskowych przed korozją chemiczną,
5. poprawę jakości powierzchni wyrobu finalnego.

Powłoki nitrydowe (nitriding) – zastosowanie i korzyści

Azotowanie (nitriding) to proces wprowadzania atomów azotu w głąb powierzchni metalu. Tworzy to twardą warstwę o dużej odporności na zużycie.

Korzyści:

1. znaczące zwiększenie twardości powierzchni,
2. wyraźne zwiększenie trwałości form przy relatywnie niskich kosztach,
3. poprawa odporności na zmęczenie cieplne i mechaniczne,
4. ochrona form wtryskowych przed mikropęknięciami,
5. dobra baza pod kolejne technologie (np. DLC).

Kiedy warto stosować:

1. przy formach pracujących w warunkach dużych obciążeń mechanicznych,
2. gdy celem jest szybkie i ekonomiczne wzmocnienie powierzchni,
3. gdy priorytetem jest wydłużenie żywotności narzędzia w kontakcie z tworzywami o właściwościach ściernych.

Przykład praktyczny: przy wtrysku poliamidu z wypełnieniem mineralnym azotowanie może wydłużyć trwałość wkładek formy nawet o 40–60% w porównaniu do niepowleczonej powierzchni.

Powłoki DLC (Diamond-Like Carbon) – cechy i kiedy warto je wybrać?

Powłoki DLC (powłoki diamentopodobne) tworzą cienką warstwę o strukturze podobnej do diamentu. Charakteryzują się wysoką twardością i bardzo niskim współczynnikiem tarcia.

Najważniejsze cechy:

1. wysoka odporność na ścieranie,
2. wyraźna redukcja tarcia w procesie wtrysku,
3. zwiększenie twardości oraz odporności na uszkodzenia,
4. poprawa jakości powierzchni gotowego wyrobu,
5. skuteczna ochrona form wtryskowych przed klejeniem tworzywa.

Kiedy stosować powłoki DLC:

1. przy produkcji wymagającej bardzo gładkich powierzchni,
2. w formach do tworzyw wzmacnianych włóknem szklanym,
3. tam, gdzie potrzebna jest jednocześnie redukcja tarcia i odporność na korozję,
4. w narzędziach pracujących w zmiennych warunkach termicznych.

 Przykład praktyczny: w przypadku form do PP z 30% dodatkiem włókna szklanego powłoka DLC potrafi wydłużyć cykl życia wkładek nawet dwukrotnie w stosunku do standardowych powierzchni hartowanych.

Kryteria wyboru odpowiedniej powłoki dla Twojej formy

Decyzja o zastosowaniu konkretnej technologii powinna wynikać z charakteru pracy narzędzia.

Wybór powłoki dla formy zależy od:

1. rodzaju przetwarzanego tworzywa (np. materiały abrazyjne → nitriding, materiały adhezyjne → DLC),
2. oczekiwanego czasu eksploatacji i kosztów regeneracji,
3. znaczenia jakości powierzchni gotowego wyrobu,
4. budżetu inwestycyjnego.

Azotowanie a powłoki DLC – różnice i porównanie:

1. azotowanie (nitriding) – tańsze, skuteczne przy dużych obciążeniach, zapewnia zwiększenie twardości i odporność zmęczeniową,
2. powłoki DLC – droższe, dają lepszą redukcję tarcia, wyższą jakość powierzchni i ochronę przed przywieraniem.