Technologie PVD a PECVD
Tvrdé povlakování metodou PVD a PECVD je technologie, která spočívá v nanášení tenkých povlaků na povrch předmětu v podmínkách vysokého vakua (10^-5). Často se zkráceně nazývá jednoduše „PVD“, což je značně zjednodušená zkratka – neboť tato technologie má mnoho variant.
Povlakovaný předmět je obecně vzato umístěn do vyhřívané komory, kde se během procesu snižuje tlak a udržuje požadovaná teplota. Po dosažení požadované úrovně vakua a teploty začíná proces depozice povlaků, jehož detaily závisí na zvolené technice PVD.
Druhy PVD – o metodách povlakování metodou PVD
PVD – zkratka pro Physical Vapor Deposition, je jedna z technik vysokovakuové depozice povlaků z plynné fáze. Typy PVD povlaků lze rozdělit podle způsobu excitace zdrojového materiálu a reaktivity procesu. Metody tvrdého PVD povlakování jsou reaktivní procesy, tedy PVD (CAE) a PVD (MS). Povlaky získané reaktivními procesy mají vyšší trvanlivost než nereaktivní vakuová metalizace. V závislosti na požadavcích na vlastnosti a barvu povlaku budou konkrétní typy povlakování méně nebo více vhodné.
V Coating Factory jako jediní na místním trhu nabízíme oba způsoby depozice tvrdých povlaků metodou PVD (a také PECVD, které jsou popsány níže).
PVD (CAE): Cathodic Arc Evaporation Process
Proces PVD (CAE) je založen na vypařování zdroje elektrickým obloukem. Je to nejčastěji používaný proces v dekorativním povlakování metodou PVD. V tomto procesu se elektrický oblouk pohybuje po povrchu kovového targetu (zdroje), což způsobuje jeho vypařování.
Proces PVD (CAE) povlakování probíhá při relativně vysokých teplotách (v rozmezí 150-300°C) a je nejrychlejší ze tří popisovaných procesů, což představuje jeho velkou výhodu a vede k jeho širokému použití při depozici povlaků na kovové komponenty, protože je velmi efektivní jak z hlediska kvality, tak i ekonomiky. Vzhledem k vysokým teplotám procesu a charakteristice odpařování zdroje je povlakování metodou PVD (CAE) na plastové materiály výrazně omezené, a proto se pro tyto materiály doporučuje použíti technologií PVD (MS) a PECVD.
Jedná se o proces, který umožňuje povlakování metodou PVD ve standardních barvách, jako jsou zlatá, chromová, měděná a jejich odvozeniny, až po tmavou šedou.
PODÍVEJTE SE NA PŘÍKLADY POUŽITÍ METODY PVD (CAE) POVLAKOVÁNÍ
PVD (MS): Magnetron Sputtering process
Proces PVD (MS) spočívá v rozprašování targetu (zdroje) pomocí jeho bombardování vzbuzenými ionty plynu (nejčastěji argonu). Odpařování materiálu tedy probíhá v důsledku kinetického působení mezi jednotlivými ionty plynu a atomy kovu na povrchu targetu.
Díky mírnější charakteristice vzbuzení v procesu PVD (MS) může proces probíhat při nižší teplotě (i při pokojové teplotě) a vzbuzená plazma je pak více homogenní. To se projevuje tím, že technologie PVD (MS) je lepší pro povlakování plastů. V případě povlaků získaných metodou PVD (MS) jsou tyto povlaky hladší (jsou méně drsné) ve srovnání s procesem CAE. Působení při nižší teplotě a jemnější vzbuzení zdroje způsobují prodloužení délky procesu, takže u standardního aplikování povlaků a barev je proces CAE levnější než MS.
Výhody povlaků získaných procesem PVD (MS) zahrnují mimo jiné efekt větší hloubky barvy, nižší drsnost povrchu, efekt „soft touch“ , a také skutečnost, že je lze úspěšně nanášet na dekorativněužitné komponenty vyrobené z plastu, keramiky a samozřejmě i z kovu.
PECVD – chemická depozice z plynné fáze s podporou plazmy“
PECVD – PECVD – zkratka pro Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition, je další z metod vysokovakuového povlakování. Jedná se o proces chemické depozice z plynné fáze s podporou plazmy. Všeobecně jsou povlaky získané touto metodou často označovány jako PVD povlaky, což je však z technického hlediska chybné označení. Díky zcela odlišnému způsobu dodávání reaktantů do komory umožňuje tato technologie vytvářet daleko složitější stechiometrické povlaky, zejména pak DLC (Diamond-Like Carbon) povlaky. Také v tomto případě jsme jako Coating Factory jediným subjektem na místním trhu, který disponuje technologií PECVD pro dekorativní použití ve velkém měřítku.
PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition
V procesu PECVD je zdrojem materiálu pro depozici povlaku plyn, který je vháněn do komory. Tento plyn se rozkládá v důsledku dodání velkého množství energie, která vzniká jeho vháněním přes plazmu. Prekurzory, které dodávají prvky nezbytné pro vytvoření požadovaného povlaku, jsou tedy různé druhy plynů.
Rozhodující výhodou této technologie je možnost vytváření povlaků obsahujících uhlík, jinak nazývaných DLC povlaků, které, stejně jako v případě černých povlaků vytvářených metodou PVD (MS), mohou mít velice intenzivní černou barvu, nízkou drsnost nebo efekt „soft touch“. Zásadní rozdíl však spočívá v trvanlivých vlastnostech DLC povlaků a jejich vysoká odolnosti a nízký koeficient tření způsobují, že nacházejí své uplatnění nejen při vytváření dekorativních povlaků, ale také i užitných povlaků, u kterých jsou vyžadovány dobré tribologické vlastnosti.
Reagenty pocházející z přivedeného plynu (prekursoru) jsou velmi rovnoměrně rozloženy v komoře, díky čemuž je v rámci procesu PECVD možné pokrývat velmi geometricky složité tvary při zachování vysoké homogenity a odolnosti povrchu.
Mytí a aktivace povrchu před povlakováním
Kontrola kvality a interní výzkum a vývoj
Kontrola kvality a laboratorní testy v Coating Factory – provádíme více fázovou kontrolu námi poskytovaných služeb. Analýza každého povlakovaného komponentu probíhá během jednotlivých fází výroby, počínaje vstupní kontrolou, až po kontrolu při balení hotových komponentů určených k expedici.
Abychom udrželi stabilitu výroby, provádíme také kontrolu barvy výrobních sérií. Systematicky provádíme také podrobnou analýzu mechanických vlastností barev vyráběných povlaků, přičemž k tomu využíváme referenční vzorky povlakované ve stejném výrobním procesu.
Čím se vyznačují řešení používaná v CoatingFactory
Individuální barvy, dostupné na trhu, a dokonce i intenzivní čerň
Používaná technologie umožňuje vytváření individuálních odstínů dle požadavků zákazníka nebo přizpůsobování se barvám, které jsou na trhu. Je rovněž možné vyrobit odstín intenzivní černě.
Bezkontaktní mytí a aktivace povrchu
Díky naší speciální mycí lince je každý komponent před povlakováním čištěn, čímž snižujeme množství odpadu a povrchových vad.
Přesné řízení procesu
Přesné řízení procesu umožňuje vysokou opakovatelnost výroby, výrobu unikátních barev povlaků a povlakování různých druhů materiálů. Také umožňuje zachování vysoké homogenity barvy.
Povlaky DLC
Technologie PECVD nám umožňuje výrobu speciálních povlaků typu DLC. Jedná se o povlaky „diamond-like carbon“, které se vyznačují mimořádně vysokou mechanickou odolností a vynikajícími vizuálními vlastnostmi.
Efekt soft touch
Je možné vytvořit efekt „soft touch“ – to způsobuje, že černý povlak PVD vypadá a působí na dotek měkčeji než nátěr.
Velké obdélníkové targety
Používané řešení umožňuje dosažení homogennější plazmy v celé komoře, což umožňuje homogennější barevné pokrytí.
Mnoho technologií v jedné firmě
Díky dostupným technologiím můžeme na trhu vytvářet jedinečné barvy a také povlakovat složitější komponenty.
Vysoce specializovaný personál
Naše zařízení jsou obsluhována a servisována vysoce kvalifikovaným personálem. Díky tomu zajišťujeme stálou úroveň kvality a jasnou, přímou spolupráci.
FAQ
Níže uvádíme odpovědi na nejčastěji kladené otázky našim specialistům.
Technologie PVD (CAE), PVD (MS) a PECVD nejsou vzájemně konkurenční. Žádná z nich není jednoznačně nejlepší pro všechny případy použití. Výběr vhodné technologie závisí na konečném použití povlakovaného produktu.
Například PVD (CAE) metoda má výrazné výhody při sériové výrobě zlatých dekorativních povlaků, zatímco pro intenzivní čerň jsou vhodnější metody PVD (MS) nebo PECVD.
Ano, vzhledem k tenké vrstvě PVD povlaků a specifikům jejich aplikace může jakékoliv znečištění komponentů před povlakováním vést k vzniku defektů. Tyto defekty mohou být vizuální, nebo obtížně detekovatelné mechanické povahy.
V případě vizuálních defektů je to o tolik lepší, neboť je lze rychle identifikovat. Mechanické defekty však mohou způsobit, že komponenty ztratí svůj původní vzhled během krátké doby, což může vést k nespokojenosti spotřebitele. Proto je velmi důležité, aby PVD povlaky měly odpovídající úroveň kvality.
Za účelem zajištění dobré spolupráce, je nejlepší, aby komponenty, které jsou nám předávané byly baleny do standardních nádob. Různé součásti by neměly být míchány v jednom balení (například dvě různé baterie v jedné krabici), aby se předešlo logistickým problémům. Není nutno nalepovat žádné ochranné etikety. Důležité je také, aby předávané komponenty byly očištěny od oleje a nebyly zaprášené.
Vše výše uvedené může způsobit komplikace v standardním procesu a také zvýšit jeho náklady. Všechno je však otázkou možností každé ze stran a v případě potřeby je možné dohodnout individuální ujednání.
U dekorativních povlaků standardní cykly trvají přibližně 1–2 hodiny. Doba trvání závisí na barvě, požadované kvalitě povlaku a geometrii povlakovaných komponent.
Některé firmy používají kratší cykly, aby ušetřily, protože v některých případech je to na první pohled obtížně ověřitelné, a tím pádem to projde vizuální kontrolou kvality. Problémy však nastávají až časem, protože povlak vyrobený v rámci příliš krátkého cyklu (s vynecháním důležitých etap procesu) bude mnohem méně odolný. U krátkých cyklů se často objevují problémy s homogenitou barvy a jejím odstínem.
V závislosti na použitých zdrojích a plynech a rovněž na parametrech procesu, lze dosáhnout široké škály barev, například zlaté, chromové, měděné, bronzové, intenzivní černě, gunmetalové nebo vícebarevného efektu (duhový efekt). Více barev naleznete na záložce věnující se použití PVD a PECVD povlaků.
První rozdíl spočívá v tom, že DLC (Diamond-like carbon) povlaky jsou vytvářeny metodou PECVD, která se liší od PVD metody. Tento rozdíl je podrobněji popsán na záložce Technologie PVD. DLC povlaky obsahují uhlík, který umožňuje tvorbu vazeb SP2 a SP3 – v závislosti na jejich poměru mají různé vlastnosti. Mezi charakteristické vlastnosti DLC povlaků patří:
- extrémně vysoká tvrdost (až 3000 HV)
- snížené adhezní opotřebení
- nízký koeficient tření
- možnost dosažení intenzivní černě (koeficient l=28, CIElab)
- proces PECVD povlakování (včetně DLC) je cenově nákladnější než standardní depozice PVD povlaků
Níže je uvedena stručná odpověď a pod odkazem níže naleznete podrobnější článek: coatingfactory.pl/pvd-a-metalizacja-pvd
Na první pohled se tyto procesy mohou zdát podobné, protože podle terminologie se v obou případech jedná o metody PVD, což znamená fyzikální depozici z plynné fáze.
Rozdíly mezi nimi však dále přetrvávají. Metoda tvrdého PVD povlakování je reaktivní proces, spočívající v depozici speciální keramické vrstvy (například TiN). U vakuové metalizace se jedná o odpařování kovu a jeho depozici na povlakovaném komponentu (čili přenosu materiálu z bodu A do bodu B bez chemické reakce). Hlavními rozdíly mezi těmito technologiemi jsou délka trvání procesu, typ napařovaného zdroje a to, zda v komoře probíhá chemická reakce, nebo nikoliv.
Tvrdé PVD povlakování zlepšuje mechanické vlastnosti a odolnost vytvořených povlaků, a to na úkor délky trvání procesu. U tvrdých PVD povlaků lze také dosáhnout širší škály barev.
S ohledem na delší dobu trvání procesu povlakování metodou PVD jsou tyto služby dražší než metalizace. Nejedná se však o přímo konkurenční metody, protože povlaky se výrazně liší svou trvanlivostí.
Waldemar Furman
Prodej a marketing
Pobavte se s námi
o možnostech použití povlaků pro vaše potřeby
Sochaczewska 46/50
99-400 Łowicz, Polsko
Zajímají Vás podrobnosti?
Rádi Vám odpovíme na všechny dotazy
Chyba: Kontaktní formulář nebyl nalezen.
