DLC Oberflächentechnik

Der CO2 Ausstoß von Kraftfahrzeugen muss bis 2025 auf 95 Gramm pro Kilometer sinken, dies haben die EU Mitgliedsstaaten bereits im Jahre 2015 beschlossen. Um dieses Ziel zu verwirklichen, gibt es einige Ansatzpunkte. Zum einen natürlich der Umstieg auf Elektrofahrzeuge, aber auch die Reduzierung des Gesamtgewichts von Fahrzeugen spielt eine große Rolle bei der Einhaltung der Grenzwerte für den CO2 Ausstoß. Durchschnittlich macht die Karosserie etwa ein Drittel des Gesamtgewichts von Fahrzeugen aus. Hier wird aktuell sehr viel mit Verbundwerkstoffen, wie z.B. Glas- oder Kohlefaser gearbeitet und experimentiert. Diese Materialien sind aktuell noch sehr teuer aufgrund der aufwändigen Herstellung und Verarbeitung. Aluminium bietet hier einen hervorragenden Kompromiss zwischen Gewicht und Aufwand und findet mehr und mehr den Einzug in den Karosseriebau von Fahrzeugen. Bei der Fertigung von Fahrzeugchassis aus Aluminium gibt es allerdings ein Problem, denn der Werkstoff Aluminium haftet an Stahl. Durch diese Probleme bei der Fertigung können die einzelnen Karosseriebauteile nicht mehr richtig positioniert werden und es ergeben sich Probleme beim Verbinden der verschiedenen Rahmenteile im Rohbau. Oft sind hier Produktionsausfälle die Konsequenz, die es selbstverständlich zu vermeiden gilt. Eine Lösung bieten hier DLC beschichtete Aufnahmebolzen.

 

Eine DLC (diamond-like carbon) Oberflächenbeschichtung wird erzielt, in einem Verfahren der chemischen (CVD) oder physikalischen (PVD) Gasphasenabscheidung. Dies geschieht größtenteils im Vakuum. Dort werden diese als Dünnschichten in Schichtdicken von wenigen Mikrometern abgeschieden. DLC‐Schichten können in der Regel auf eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien aufgebracht werden. Voraussetzung ist hier, dass diese Materialien mit dem für die Erzeugung von DLC notwendigen Vakuum kompatibel sein müssen. Zusätzlich  sollten alle zu beschichtenden Bauteile elektrisch leitfähig sein. Die Eigenschaften nach der Beschichtung sprechen für sich:

  • Extreme Härte
  • Abriebfestigkeit
  • Niedriger Reibungskoeffizient
  • Chemische Resistenz und Biokompatibilität

Komponenten mit DLC Beschichtung finden Ihre Anwendung zum Beispiel in der Kraftfahrzeugtechnik im Verbrennungsmotor oder auf Tiefzieh-, Extrusions- und Schmiedewerkzeugen, aber auch wie oben beschrieben im Karosserierohbau. MISUMI bietet für den Anwendungszweck der Body-in-White Produktion, DLC beschichtete Positionierstifte mit großem oder kleinen Kopf mit folgenden Oberflächeneigenschaften:

  • gute Haftfestigkeit
  • Oberflächenhärte: ~3000 HV
  • Oberflächenfarbe: Regenbogen
  • Schichtdicke: ~ 0.2 - 1.0 µm
  • Reibbeiwert (Stahl): 0.15 – 2

Die Standzeit bei DLC beschichteten Positionierstiften von MISUMI liegen bei mehr als 50.000 Zyklen im Karosserierohbau im Vergleich mit einem Stahlstift der nach ca. 2.000 Zyklen ausgetauscht werden muss.

 

Geringer Verschleiß erhöht die Produktion

Täglich werden ca. 10 min. für Reinigung während der laufenden Produktion an einem Positionierbolzen benötigt, um Kaltverschweißungen am Bolzen durch Aluminiumbauteile zu entfernen. Ebenso verhält es sich hinsichtlich der abgeriebenen Aluminiumspäne, welche durch die hohe Rauheit an einem unbeschichteten Stahlbolzen entstehen. Durch die DLC Beschichtung wird eine sehr hohe Härte, sehr geringe Oberflächenrauheit und ein verhindern von Kaltverschweißungen der Aluminiumbauteile erzielt.

An diesem Graphen ist sehr gut zu sehen, wie sich ein 10 min. Ausfall der Produktionslinie pro Tag bei abnehmender Zyklusanzahl auf die Anzahl der nicht produzierten Fahrzeuge auswirkt. Haben Sie beispielsweise eine Taktzeit von 70sec. und eine tägliche Ausfallzeit von 10min, produzieren Sie ca. 1900 Fahrzeuge pro Jahr weniger. Dies ist durch unsere DLC Beschichtung vermeidbar und wir haben bereits entsprechende positive Erfahrungen bei einem großen deutschen OEM in der laufenden Produktion erzielt.

Sparen Sie also zukünftig Zeit und Geld mit Positionierstiften von MISUMI!

Falls Sie Fragen zu Oberflächenbeschichtungen haben, melden Sie sich einfach bei unserem Technical Support unter:

E-Mail: mail.tech@misumi-europe.com

Telefon: +49 69 668173 499