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金剛石涂層——飛機制造商的選擇
2009-11-10 14:12:46

在相當長的時間以來,碳纖維塑料(CFRP)已經成為航天工業不可缺少的材料。作為一種重量極輕的替代材料,在某些呈增長趨勢的應用中,它們的地位已經居于鋁之上。但是在對材料進行機加工時需要大量的工具。在這方面,如果你下錯了賭注,你就會輸掉。使用多層金剛石涂層,用戶對于這種具有高度磨蝕作用的材料進行經濟的機加工,同樣能夠獲得理想的效果。

重量輕的產品使用碳纖維增強塑料(CFRP)可以得到極大的改進。除了重量有顯著的降低——即使與重量已經很輕的鋁相比,仍然可以減少高達40%的重量——CFRP的零部件更堅固,并更堅硬。CFRP能夠明顯消除機械振動,并且降低零部件的體積和質量。這些都能顯著提高飛機和汽車的性能。

難怪CFRP的百分比在航空業穩步增長;1993年,建造A310飛機時使用了不到5%的CFRP;而今天生產A380時卻達到了25%。這樣使重量減少了大約15?t。而到2012年,生產A350時將會用到超過50%以上的碳纖維材料。只有這樣,到2020年,航空公司每公里及的燃油消耗分別減少50%,CO2排放量減少大約80%的目標才可以達到。

但是,在機加工過程中,堅硬的碳纖維會對刀刃產生極高的磨蝕磨損,這就要求切削材料和涂層具有最高的硬度。此外,纖維一定要分離,以使他們不會產生非常不牢固的和對熱非常敏感的樹脂基復合材料。因此,開發機加工工具的重點,必須清醒地放在提高生產力上。這些措施包括進給速度和工具使用壽命,而且還要堅持高的質量要求。

用于工業生產的大量使用金剛石的涂層,是根據客戶和具體的應用而構建的,因為每個工具制造商,對于其工具的性能都有自己具體的要求。只有通過高品質和完美適合的金剛石涂層才能實現要求的工具使用壽命或進給速度。與無涂層的工具相比,在某些應用中,以這種方式性能有可能提高500%以上。舉例說明,使用無涂層的工具鉆90個孔,與使用沒有故障的有涂層工具鉆500個孔相比,這對涂層的性能產生巨大的影響。使用金剛石涂層,甚至飛機制造商要求的高達H8級的高公差界定也可以實現。

多層金剛石涂層,將具有不同特點和不同結構的金剛石涂層,結合成不可分割的一個完整的單位。它們為加工CFRP和其他復合材料和夾心材料預先設定的,其中這些材料都有一個傾向,就是容易粘著或沉淀。最佳的薄膜應力條件和良好的附著性是極其堅硬之外的另一個優勢,它保證多層金剛石涂層能夠有一個長的使用壽命。

作為PVD及CVD金剛石涂層領域的領導者之一,CemeCon公司在德國擁有世界最大的涂層中心,在那里運行著近50臺涂層設備。除德國外,該公司在美國、丹麥、捷克及中國設有子公司。能夠提供包括CCDia8、CCDia HiCo、CCDia FiberSpeed和CCDia MultiSpeed在內的多種金剛石涂層。

金剛石涂層是精心開發的鉆孔或銑削工具最理想的涂層,因此在完整的“工具”概念中,它是一個重要的組成部分。或者換句話說:“金剛石是飛機制造商最好的朋友。”

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