Напълно нови перспективи за модификация на леки метални повърхности; AUTOMOTEAM
Фиг. 1: Модифицираният от METAKER® алуминий замества бронза в аксиалните лагери и осигурява значително увеличен експлоатационен живот, както и намаляване на теглото и икономия на разходи в материала в двуцифрения процент.
Напълно нови перспективи за модификация на леки метални повърхности.
Осигуряването на металокерамични повърхности на леки метални компоненти с определени свойства досега е било възможно само в тесни граници. Първоначално обещаващата технология на Micro Arc Oxidation (MAO) не можеше да се утвърди по отношение на широко, серийно-техническо приложение. С METAKER® Surface технологичната компания AUTOMOTEAM представя технология, която се основава на принципа MAO, но има основни разлики в работните процеси. Това е пробив, който революционизира целевата и изключително разнообразна модификация на леки метални повърхности.
Терминът METAKER се състои от „метал“ и „керамика“ и се отнася до електроплазмохимичното генериране на металокерамична повърхност върху лек метал. Това означава, че при сложни технологични процеси структурата на материала в областта на ръбовия слой се превръща в многофункционален градиентен материал. Надеждното овладяване на тези процеси и техните опции за настройка позволява прецизната координация на различни функционални, хаптични и оптични свойства с желаните целеви приложения на леки метални компоненти. Тъй като METAKER® Surface се доказа като серийна технология в индустриален мащаб от 2010 г., процесът предлага огромен иновационен потенциал във всички ключови индустрии (например автомобилна, машиностроителна, растителна инженерия, космическа и медицинска техника).
Модификация на повърхността до напълно нови приложения.
С метода METAKER ® повърхностите на готови компоненти или полуфабрикати от алуминий могат да бъдат модифицирани с дебелина на слоя от 2 до 200 µm. Трябва да се отбележи, че пълната функционалност на процеса METAKER ® се постига на хипоевтектични алуминиеви сплави. Ограничения трябва да се очакват при хиперевтектични сплави. Приложението върху други леки метали като магнезий или титан също е възможно с процеса METAKER ®.
Състоянието на алуминиевите детайли е без значение за модификацията на повърхността, тъй като може да се обработва твърд материал, както тънък ламарина, фолио, тънък слой, плат, алуминиева пяна, алуминий с отворени пори (OPENPORE) и хибриди от водоустойчив материал с алуминиев компонент. Дори сложна геометрия, например с остри ръбове, мъниста или дупки, не влияе на резултата от работата на еднородна повърхност.
Функционалности според изискванията, икономични за производство, отлично качество.
С възможността за адаптиране на химичните, механичните, физичните, биологичните и топологичните характеристики на повърхността към различни приложения, има многобройни предимства за различните функции в сравнение с други повърхностни технологии. В допълнение, различните модификации могат да се комбинират, за да се създадат многофункционалности, например:
- устойчиви на износване и електропроводими
- устойчиви на износване и топлопроводими
- диелектрични и топлопроводими
- топлоизолационни и каталитично активни
- много лесно омокряеми и непревземаеми
- светлоотразяваща и топлопроводима
- поглъщащи светлина и топлопроводими
- устойчиви на корозия и циклично устойчиви
Други свойства на METAKER® Surface са неограничената точност на размерите на суровата част, частичното модифициране чрез просто маскиране и възможността за метална обработка с конвенционални инструменти.
По-добрата енергийна ефективност и високата надеждност на процеса отбелязват забележителен напредък в сравнение с конвенционалните процеси по отношение на производителността и качеството на продукта. По този начин, тази технология може да помогне на своите потребители да извоюват единствена позиция на пазара с продукти, които имат нови свойства и са икономични за производство едновременно.
Градиентен материал със специален характер.
Процесът METAKER ®, при който i.a. Провежда се термолиза, плазмохимичен синтез, кавитация и термична обработка, трансформират структурата на детайла в областта на ръбовия слой в многофункционален градиентен материал. Това е сложна, хетерогенна материална смес от микро- и нанофази от модифицирани оксиди, хидроксиди, соли и други материали. Свойствата на слоя имат градиент от вътрешната страна на обема към повърхността и могат да бъдат адаптирани към конкретно приложение в определен диапазон. Градиентът се отнася до плътна (вероятно със затворени пори) и по-твърда зона на преход (фиг. 2, № 2) и пореста, по-мека многофункционална зона (фиг. 2, № 3) на материалния композит, както и неговата атомна връзка с Основен материал (фиг. 2, № 1).
Под сканиращия електронен микроскоп топологията на модифицирана повърхност може да се разглежда като „верига от хълмове“ с много голям дял материал, носещ материал, „долини“ между тях и хомогенно разпределени „пещери“ или пори със сложна пространствена структура. Микротвърдостта може да се регулира според приложението и може напр. имат градиент на твърдост в диапазона от 334 HV до 1169 HV.
Идеален за механични, електронни, физически и оптични приложения.
Специалната топологична структура на повърхността на METAKER ® създава отличителни трибологични свойства. По този начин смазките се абсорбират и отделят много добре, а твърдите смазки се залепват трайно. Слоят е подходящ и за бягане на сухо, тъй като от една страна „хълмистата“ микроструктурирана повърхност подобрява свойствата на трибологичните гранични слоеве, а от друга градиентът на твърдост се увеличава с износването. Топологията също има много положителен ефект върху адхезионното поведение на залепени покрития, полимери и др., Които се прилагат за импрегниране на детайла.
Друго свойство е високотемпературната устойчивост на модифицираната повърхност. Тъй като тя е значително по-висока от сплавта на детайла, температурата може за кратко да надвиши точката на топене на сплавта.
Регулируемостта на топлопроводимия слой като електропроводим или диелектричен е от особен интерес за електронните приложения. Освен това повърхността може да бъде отпечатана прецизно и надеждно. Например за производството на висококачествени платки с проводникови релси и вериги и двете характеристики са важни.
Навсякъде, където естествената или изкуствената светлина трябва да бъде погълната или отразена, повърхностите на METAKER ® предлагат подходящи свойства: Матовите и следователно без огледални повърхности „поглъщат“ падаща светлина до 94%, с отражение те постигат ефективност от 80%. И в двата случая те също се характеризират с много добра топлоустойчивост и топлопроводимост. В допълнение към тези функционалности, модифицираните повърхности са механично изключително устойчиви и химически устойчиви.
Те са убедителни и от визуална гледна точка: с основните цветове бяло, черно и кафяво, продуктовите повърхности, модифицирани с METAKER ®, са подходящи и за декоративни приложения във вътрешни, външни и мокри помещения. Възможни са и други цветове като сиво, бежово, синьо и зелено с ограничения.
METAKER ® 3D-Hybrid - в крак с най-модерните производствени методи.
Генеративно произведените компоненти, изработени от леки метали, могат да бъдат модифицирани по същия начин като конвенционалните компоненти, използвайки процеса METAKER ®. По този начин са възможни много нови приложения, които съчетават предимствата на теглото и геометрията на адитивно произведените леки метални компоненти с изпълнението на многофункционално модифицирани леки метални повърхности.
Методите на бионични конструкции също могат да се комбинират с METAKER ® и да отворят нов потенциал и тук. Тъй като скованите свойства на повърхностите могат да бъдат засилени от най-фините, произведени генеративно конструкции с „керамичен корсет“.
METAKER ® Openpore - с отворени пори и повърхностно модифицирани.
Отворените порести детайли от леки метали, произведени по метода OPENPORE, също могат да бъдат модифицирани в процеса METAKER ®, така че да се създават градиентни материали с множество нови механични, химични, електрически, термични, оптични, хаптични, биологични и други свойства на материала.
Развитие на иновациите.
Във връзка с новия подход METAHYBRID могат да бъдат разработени допълнителни решения със значително подобрена функционалност, тегло, енергийна ефективност, икономическа жизнеспособност и дори разрушителни иновации в голямо разнообразие от технически области.
Не само материалните хибриди, но и метахибридите на по-високо ниво играят решаваща роля. Целта е да се интегрират предимствата на всички компоненти и/или да се генерират нови свойства и функционални комбинации, които преди се смятаха за невъзможни. Това осигурява основата за нови производствени процеси и продуктови иновации с огромен пазарен потенциал.