افزایش ۷ برابری راندمان تولید قطعات صنعتی با پوشش‌های فوق سخت دانش‌بنیان‌ها

یک شرکت دانش‌بنیان ایرانی موفق به طراحی و ساخت دستگاه لایه‌نشانی پوشش‌های فوق‌سخت به روش رسوب فیزیکی بخار (PVD) شده است. این فناوری با ایجاد پوشش‌های نانوساختار روی قطعات صنعتی، طول عمر و راندمان عملکرد ابزارها و قطعات صنایع نفت و گاز، نیروگاهی، هوافضا، پزشکی و خودروسازی را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

کد خبر: ۱۳۱۹۸۷۲

تاریخ: ۰۶ شهريور ۱۴۰۴ - ۰۸:۱۶

به گزارش پایگاه خبری دانا، امروزه کنترل سایش و خوردگی قطعات صنعتی به عنوان یکی از مهم‌ترین پارامترهای تعیین‌کننده طول عمر و راندمان کاری قطعات محسوب می‌شود. برای دستیابی به بهترین راندمان، معمولاً از روش‌های مختلف مهندسی سطح در ایجاد خواص سطحی ایده‌آل روی قطعات استفاده می‌شود.

یکی از این روش‌ها ایجاد پوشش‌های نانوساختار به روش رسوب فیزیکی بخار (PVD) روی سطح قطعات است که توسعه آن در دستور کار یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان قرار گرفت و طراحی و ساخت دستگاه لایه‌نشانی پوشش‌های فوق سخت به روی PVD از دستاوردهای آنها به شمار می‌رود.

در این روش، قطعه داخل محفظه خلأ قرار می‌گیرد و پس از ایجاد خلأ تا حد فشارهای بسیار پایین، فلزات خاصی از قبیل تیتانیوم، کروم، زیرکونیوم و ... تبخیر و یونیزه می‌شوند. در واقع یک پلاسما اکتیو فلزی در محفظه ایجاد شده و همزمان با ورود گازهای مختلف به داخل محفظه، ترکیب گاز و فلز موجب تشکیل نانوذرات سرامیکی می‌شود که ترکیب اصلی پوشش روی سطح قطعات را رسوب می‌دهد.

ماحصل این فرایند، یک پوشش فوق‌سخت متراکم با ضخامت چند نانو تا چند میکرومتر است که بسته به شرایط استفاده از پوشش، ترکیبات تلفیقی آن روی قطعه اعمال می‌شود. از مهم‌ترین کاربردهای این پوشش‌ها می‌توان به انواع ابزار، قالب و قطعات صنعتی از قبیل قطعات صنایع نفت و گاز، نیروگاهی، هوافضا، پزشکی و خودروسازی اشاره کرد.

از جمله ویژگی‌های فنی و تخصصی این محصول که جنبه رقابتی آن هم به شمار می‌رود، نرم افزار اجراکننده پوشش و نوآوری‌های به‌کاررفته در ماژول‌های دستگاه است که باعث قابلیت اجرای پوشش‌های مختلف در قالب یک دستگاه می‌شود. این دستگاه همچنین قابلیت اجرای همزمان پوشش‌های نانو لایه‌ها و نانوکامپوریت‌ها را نیز دارد. قابلیت اجرای پوشش‌های متنوع هم به صورت اتوماتیک و هم به صورت دستی وجود دارد که باعث شده در بازار داخلی رقیبی نداشته باشد، ضمن آنکه قابلیت رقابت با نمونه‌های اروپایی را دارد.

پوشش‌دهی دو اثر کلی روی قطعات به جا می‌گذارد؛ نخست قطعاتی هستند که بدون پوشش اساساً کاربردی ندارند. به‌عنوان مثال، سانتریفیوژ نسل پنج یا قطعات موتور هواپیما بدون پوشش‌دهی قابل استفاده نیستند. در اینجا بحث خواص مکانیکی، سختی و اصطکاک پوشش مطرح است که با صافی سطح بالا و ضریب اصطکاک پایین، موجب کاهش اصطکاک بین قطعات در سرعت‌های ۴۰ تا ۵۰ هزار دور در دقیقه می‌شود و در غیر این صورت، قطعه بدون پوشش قادر به کارکرد نخواهد بود.

شاخه دیگر، کاربردهای عمومی است که پوشش‌دهی با هدف بهبود راندمان عملکرد و افزایش طول عمر انجام می‌شود. در نهایت به دلیل افزایش راندمان کاری، حجم تولید قطعات با سرعت بالاتری افزایش می‌یابد. برای نمونه، ابزاری که گیربکس تیبا را تولید می‌کند، بدون پوشش تنها قادر به تولید ۳۰۰ تا ۴۰۰ گیربکس است، اما با پوشش‌دهی همین ابزار، تولید به ۱۸۰۰ مورد می‌رسد. این امر راندمان تولید را بین ۶ تا ۷ برابر افزایش داده و طول عمر قطعه را نیز بین ۴ تا ۵ برابر بیشتر می‌کند؛ افزایشی که در قطعات مختلف می‌تواند بین ۲ تا ۵۰ برابر متفاوت باشد.

از سوی دیگر، با پوشش‌دهی قطعات، راندمان عملکرد نیز بالا می‌رود؛ به این معنا که دقت تولید قطعات اولیه با قطعاتی که در مراحل پایانی تولید می‌شوند، تنها یک میکرومتر اختلاف خواهد داشت.