Návrh přípravku pro optimalizaci PVD povlakovacího stroje s přihlédnutím na kvalitu povlakované vrstvy

Tomáš Szotkowski

Disertační práce

Design of a jig for optimizing the PVD coating machine, taking into account the quality of the coated layer

Anotace:

Technologie povlakování se stala důležitou součástí průmyslové praxe. V oblasti nástrojů je povlakování neodmyslitelnou součástí. Pro většinu nástrojových materiálů je dnes samozřejmostí a nezbytností povlak, který disponuje otěruvzdorností, stabilitou za vysokých teplot nebo vysokou tvrdostí a celkově zvyšuje odolnost břitu vůči opotřebení. Tyto nástroje se povlakují pomocí dvou metod, a to PVD a CVD. Povlakovací stroje jsou však navrhovány pro daný počet nástrojů. Pomocí přípravku navrženého přesně pro daný stroj s danou kinematikou by však bylo možné navýšit kapacitu povlakovacího stroje. Cílem této práce je navrhnout přípravek pro povlakovací stroj s principem PVD, kterým bude možno navýšit kapacitu stroje. Takto lze zvýšit výrobní dávku a prohloubit znalosti v problematice pohybu substrátu při procesu povlakování a zároveň otestovat tyto nástroje. Návrh daného přípravku bude hlavním cílem disertační práce. Experimentální část práce se bude zaobírat porovnáním dvou totožných substrátů, které budou povlakovány stejnou metodou PVD, avšak jeden ze substrátů bude povlakován stávajícím způsobem (dvě navzájem nepohybující se tělesa) a druhý pomocí přípravku (vůči sobě se otáčející). Na těchto vzorcích bude zkoumána tloušťka povlaku po obvodu a chemické složení naneseného povlaku. Výsledky experimentu budou porovnány a budou využity ve výrobní praxi za účelem optimalizace výrobních dávek povlakovacího stroje.

Abstract:

Coating technology has become an important part of industrial practice. In the area of tools, coating is an integral part of. For most tooling materials, a coating with abrasion resistance, high temperature stability, or high hardness is now a necessity and necessity, and overall increases the resistance of the cutting edge to wear. These tools are coated using two methods: PVD and CVD. However, the coating machines are, only designed for a predefined number of tools. However, with the aid of a product designed precisely for a given machine with a given kinematics, it would be possible to increase the capacity of the coating machine. The aim of this work is to design a PVD coating machine with which the machine capacity can be increased. In this way, the production batch can be increased and the knowledge of the movement of the substrate in the coating process can be enhanced and these substrates can be tested. The design of the product will be the main goal of the dissertation. The experimental part of the thesis will deal with the comparison of two identical substrates that will be coated with the same PVD method, but one of the substrates will be coated in the existing way (two non-moving tools) and the other using the tool (rotating). These tools will investigate the thickness of the coating over the circumference and the chemical analysis of the coating. The results of the experiment will be compared and will be used in manufacturing practice to optimize the production batches of the coating machine.

Klíčová slova

Povlakování, přípravek, stínový efekt, tloušťka povlaku, chemické složení

Keywords

Coating, jig, shadow effect, coating thickness, chemical composition

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 6. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 8. 2021
• Vedoucí: Ivan Mrkvica
• Oponent: František Holešovský, Jozef Pilc, Josef Chladil

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Doktorský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie