DE60302460T2 - Schneideinsatz aus diamant - Google Patents

Schneideinsatz aus diamant Download PDF

Info

Publication number
DE60302460T2
DE60302460T2 DE60302460T DE60302460T DE60302460T2 DE 60302460 T2 DE60302460 T2 DE 60302460T2 DE 60302460 T DE60302460 T DE 60302460T DE 60302460 T DE60302460 T DE 60302460T DE 60302460 T2 DE60302460 T2 DE 60302460T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dlc
diamond
layer
cutting insert
die
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60302460T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60302460D1 (de
Inventor
Christopher John Howard Wort
Edward Clive HALL
Philip Herman GODFRIED
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Element Six Ltd
Original Assignee
Element Six Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Element Six Ltd filed Critical Element Six Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60302460D1 publication Critical patent/DE60302460D1/de
Publication of DE60302460T2 publication Critical patent/DE60302460T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26BHAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B21/00Razors of the open or knife type; Safety razors or other shaving implements of the planing type; Hair-trimming devices involving a razor-blade; Equipment therefor
    • B26B21/54Razor-blades
    • B26B21/58Razor-blades characterised by the material
    • B26B21/60Razor-blades characterised by the material by the coating material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26BHAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B21/00Razors of the open or knife type; Safety razors or other shaving implements of the planing type; Hair-trimming devices involving a razor-blade; Equipment therefor
    • B26B21/54Razor-blades
    • B26B21/58Razor-blades characterised by the material
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32Surgical cutting instruments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Schneideinsatz aus Diamant und insbesondere auf eine Rasierklinge aus Diamant.
  • Übliche Rasierklingen werden aus Stahl hergestellt und werden während des Verlaufs des Rasierens von Haar stumpf. Verfahren zur Verbesserung der Langlebigkeit von Stahlklingen umfassen die Verwendung von harten Beschichtungen und die Behandlung des Stahls durch, zum Beispiel, Ionenimplantation. Derweil diese Verbesserungsverfahren tatsächlich funktionieren, ist die Verbesserung bezüglich der Langlebigkeit (die Zeitdauer, für die die Klinge scharf bleibt) nur bescheiden.
  • Es ist vorgeschlagen worden, dass die Langlebigkeit einer Stahlklinge verbessert werden kann, indem die Schneidkante der Klinge mit einem harten Material, wie z.B. einer Keramik, beschichtet wird.
  • Es ist auch erkannt worden, dass härtere Materialien als Stahl, wie z.B. Keramik, allgemein länger beständige Klingen erzeugen. Je härter das Material ist, desto länger wird die Klinge halten, vorausgesetzt dass die Kante nicht beschädigt oder abgeschlagen wird.
  • FR 2 536 691 beschreibt eine Rasierklinge aus Diamant, die aus vielfachen Diamant-Einkristallen, von denen jeder eine geschärfte Kante hat, hergestellt wird.
  • US 4,720,918 beschreibt eine Stahlklinge, die ein besonderes, zu der Schneidkante davon führendes Profil hat. Die Stahlklinge kann auch beschichtet werden. Es wird auch in der Beschreibung vorgeschlagen, dass die Stahlklinge durch ein härteres Klingenmaterial, wie z.B. Saphir, Titancarbid oder Diamant, ersetzt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Schneideinsatz, insbesondere eine Rasierklinge oder eine chirurgische Klinge, eine Schicht aus Diamant, die eine Schneidkante hat, die am Schnittpunkt von zwei zusammenlaufenden Oberflächen definiert ist, wobei die zusammenlaufenden Oberflächen mit einer Schicht, allgemein einer dünnen Schicht, aus diamond-like carbon (DLC) beschichtet sind.
  • Die Schicht aus DLC kann auch die Schneidkante bedecken oder kann gerade kurz vor der Schneidkante enden. So kann, falls eine extrem scharfe Schneidkante gewünscht wird, die Schneidkante dann durch die Diamantschicht bereitgestellt werden und die DLC-Beschichtung endet auf jeder zusammenlaufenden Oberfläche gerade kurz vor der Schneidkante. Wahlweise kann die Schneidkante mit einer Schicht aus DLC überzogen werden. Die Dicke dieser Schicht kann zugeschnitten werden, um besondere Zielsetzungen zu erreichen. Falls eine sehr scharfe Schneidkante gewünscht wird, dann kann die Schicht extrem dünn gemacht werden. Wahlweise kann, falls eine weniger scharfe Schneidkante gewünscht wird, dann eine dickere Schicht aus DLC darauf bereitgestellt werden.
  • Die Diamantschicht kann monolithisch sein, in welchem Fall die Schneidkante kontinuierlich und nicht durch Binderegionen unterbrochen sein wird. Die Diamantschicht kann auch aus einer Vielzahl von miteinander gebundenen Diamantstücken oder -segmenten bestehen. In diesem Fall wird die Schneidkante eine oder mehrere Diskontinuitäten haben, die durch die Binderegionen definiert sind. Wenn die Diamantschicht monolithisch ist, ist sie vorzugsweise CVD-Diamant.
  • Diamond-like carbon (DLC) (oder alpha: C oder alpha: C-H, wie es manchmal bezeichnet wird) ist ein amorphes Material, bestehend aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Die Struktur umfasst eine Mischung aus sp3- und sp2-gebundenem Kohlenstoff mit signifikanter C-H-Bindung und es gibt keine Fernordnung. Die Bezeichnung diamond-like carbon rührt von seiner extremen Härte her, z.B. eine Vickers-Härte so hoch wie 6–8000 kg/mm, obwohl diese geringer ist als die von Diamant, allgemein 8–10.000 kg/mm2.
  • DLC-Schichten werden allgemein unter Ionenbeschuss-Bedingungen gezüchtet und sind hochgradig beansprucht.
  • Die Dicke der DLC-Schichten wird entsprechend der Natur des Schneideinsatzes variieren, aber wird typischerweise weniger als 1 μm betragen, besonders typisch weniger als 0,5 μm. Ein Beispiel eines Dickebereiches ist 0,1 bis 0,4 μm.
  • Die DLC-Beschichtung auf den zusammenlaufenden Oberflächen, die zu einer Schneidkante aus Diamant führen, stellt die folgenden Vorteile und Vorzüge bereit:
    • 1) Modifizierung von Reibeigenschaften, die sie, zum Beispiel, zum Rasieren geeigneter machen;
    • 2) kontrollierte Modifizierung des Radius der Spitze, um die Schärfe einzustellen und die Schneidspitze zu stärken und zu verdicken;
    • 3) DLC ist amorph, somit zeigt es kein Abschlagen von Stücken, und die Beschichtung unterdrückt Abschlagen von Stücken in den darunterliegenden Diamantkanten;
    • 4) DLC-Beschichtungen haben eine Neigung dazu, sich selbst zu ebnen. So kann die endgültige Rauhigkeit einer beschichteten Oberfläche geringer sein als die ursprüngliche Oberfläche. Dies ist nützlich beim Beschichten von Diamant beim 'Ausfüllen' von Kratzern und anderen Polierfehlern.
  • Eine DLC-Beschichtung auf Diamant führt auch zu den folgenden Vorteilen:
    • a) außergewöhnliche Adhäsion wegen der chemischen Ähnlichkeit zwischen Diamant und DLC;
    • b) Diamant ist wohl geeignet, die intrinsischen Spannungen von DLC zu unterstützen. Diese Spannungen sind typischerweise Zugspannungen, die den Diamanten unter einen Druckspannung setzen und Sprödbruch einstellen, selbst in einkristallinem Diamant;
    • c) das thermische Ausdehnungsvermögen und viele andere Eigenschaften von Diamant und DLC sind viel besser aufeinander abgestimmt als bei üblichen Substraten für DLC.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die 1 und 2 zeigen schematische seitliche Schnittansichten von zwei Ausführungsformen von Schneideinsätzen der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der Schneideinsatz der Erfindung kann eine Vielfalt von Formen annehmen und für eine Vielfalt von Anwendungen geeignet sein. Beispiele sind:
    • a) Ein Schneideinsatz oder eine Klinge, der bzw. die bei Laser-unterstützter Chirurgie (laser assisted surgery, LAS) verwendet wird, umfassend einen Einsatz aus Diamant und besonders typisch einen Einsatz aus CVD-Diamant, wobei die zu der Schneidkante führenden Oberflächen und die Schneidkante mit einer Schicht aus DLC beschichtet sind. CVD-Diamant ist ein durch Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren (chemical vapour deposition) hergestellter Diamant. Bei Laser-unterstützter Chirurgie wird die Laserenergie durch die Klinge projiziert, um das geschnittene Gewebe auszubrennen. Bei dieser Anwendung wird die DLC-Beschichtung für stabile, langlebige Antihaft-Eigenschaften für geronnene Proteine aus Blutplasma (Fibrine, Fibrinogene), Gewebeflüssigkeit und roten Blutzellen optimiert. Zusätzlich stellt die Beschichtung einen Schutz während nach-operativen Reinigungsverfahren dar, die verwendet werden, um Körpermaterialien zu entfernen, die an der Klinge anhaften. Die Dicke der Beschichtung beträgt typischerweise 0,1–0,15 μm, wodurch die gewünschten Masseeigenschaften der Schicht bereitgestellt werden, aber signifikante Interferenzfarben oder eine optische Absorption in der Schicht vermieden werden. Bei diesem Typ der Anwendung resultiert eine Laser-induzierte Gerinnung darin, dass an der Klinge haftendes Material ein Problem von höchster Besorgnis ist. So wird für diese Anwendung die DLC-Beschichtung allgemein zum weicheren Ende ihres potentiellen Bereiches hin zugeschnitten, mit der Absicht, die Antihaft-Eigenschaften der Beschichtung weiter zu verbessern, und zusätzlich die Spannung in der Schicht so klein wie möglich zu machen und so ihre Adhäsion so groß wie möglich zu machen. Derartige Schichten sind allgemein stärker polymer und enthalten mehr H2 oder SiO.
    • b) Ein Schneideinsatz, der in allgemeiner Chirurgie verwendet wird, umfassend einen Einsatz aus Diamant und besonders typisch einen Einsatz aus CVD-Diamant, wobei die zu der Schneidkante führenden Oberflächen und die Schneidkante selbst mit einer Schicht aus DLC beschichtet sind. Wiederum sind die Schichten typischerweise 0,1 bis 0,15 μm dick, wodurch von Interferenzfarben freie Schichten und mit guter Adhäsion zu dem Diamantsubstrat bereitgestellt werden. Die Antihaft-Eigenschaften sind, obwohl wichtig, nicht so entscheidend bei der Optimierung der Schicht wie für die Laser-unterstützte Chirurgie; dennoch werden relativ weiche DLC-Beschichtungen allgemein verwendet, aber diese können härter als für LAS sein. In der Anwendung haben diese beiden Typen von chirurgischen Klingen eine wesentlich verbesserte Einschnitt-Eigenschaft und eine längere Lebensdauer zwischen Reinigungsschritten, die notwendig sind, um diese Leistung aufrecht zu erhalten, gezeigt, wodurch die Nützlichkeit der Klingen in der Anwendung verbessert wird.
    • c) Ein Schneideinsatz, der für menschliche Rasur verwendet wird, insbesondere für das Gesicht, umfassend einen Einsatz aus Diamant und besonders typisch einen Einsatz aus CVD-Diamant, beschichtet mit einer Schicht aus DLC. Die DLC-Beschichtung kann zugeschnitten werden, um besondere Interferenzfarben, welche in Abhängigkeit vom Markt akzeptierbar sein können oder nicht akzeptierbar sein können, und Antihaft-Eigenschaften, um die Adhäsion von Fettmolekülen zu verhindern und somit ein Mitreißen der Haut so klein wie möglich zu machen, zu erreichen. Die Benetzungseigenschaften der DLC-Beschichtung können auch nach Maß eingestellt werden, um das Schmieren durch Wasser/Seife, die bei der Rasur verwendet werden, zu verbessern, zum Beispiel indem der Siliziumoxid-(SiO)-Gehalt der Beschichtung gesteigert wird. Ein anderes Designproblem ist die Schärfe der Schneidspitze. Die Einheitlichkeit der DLC-Beschichtung kann so eingestellt werden, dass die Beschichtung oder Schicht gerade an der Schneidspitze oder -kante dünner oder nicht vorhanden ist. Ein vergleichbares Profil kann auch durch eine DLC-Beschichtung der Klinge vor der Anwendung eines abschließenden Polierverfahrens auf die Schneidkante erzeugt werden. Diamant kann eine schärfere Kante annehmen, als dass sie zum Rasieren wünschenswert sein kann. Die DLC-Schicht kann zugeschnitten werden, um den Radius der Schneidkante in einer kontrollierten Weise zu steigern, und so die ideale Kantenschärfe zusätzlich zu einer stärker gegen Abschlagen resistenten Kante bereitzustellen.
  • Ausführungsformen von Schneideinsätzen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 der begleitenden Figuren beschrieben werden. Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Schneideinsatz eine Diamantschicht 10, die eine Schneidkante 12 hat, die am Schnittpunkt von zwei zusammenlaufenden Oberflächen 14, 16 definiert ist. Jede der zusammenlaufenden Oberflächen 14, 16 wird mit einer Schicht 18 aus DLC bereitgestellt. Die Schichten 18 enden gerade kurz vor der Schneidkante 12, welche somit eine Schneidkante aus Diamant ist.
  • In der Ausführungsform der 2 wird eine Schicht 20 aus Diamant bereitgestellt, die eine Schneidkante 22 hat, die am Schnittpunkt von zwei zusammenlaufenden Oberflächen 24, 26 definiert ist. Die zusammenlaufenden Oberflächen 24, 26 und die Schneidkante 22 sind alle mit einer Schicht 28 aus DLC überzogen.
  • Die DLC-Beschichtung kann auf die Schneidkante aus Diamant durch im Fachgebiet bekannte Verfahren aufgetragen werden. Es ist ein weiter Bereich von Parametern und Verfahren bekannt, die für die Abscheidung von DLC-Beschichtungen geeignet sind. Oft wird die Beschränkung bezüglich der Zuchtbedingungen für übliche DLC-Anwendungen durch die Empfindlichkeit des Substrates bestimmt, wohingegen Diamant gegen einen viel weiteren Bereich von Abscheidungsbedingungen, Beschichtungsdicken und Beschichtungseigenschaften beständig ist.
  • Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele veranschaulicht:
  • Beispiel 1
  • Eine Diamantklinge wird genommen und in einem Schlitz in einem vorbereiteten Metallhalter, 3 mm dick, befestigt, welcher die Klinge mit einem Winkel von 70° bezüglich der Normalen der Klinge hält, wodurch eine Seite der Schneidkante der Klinge zuoberst exponiert wird. Dieser Metallhalter wird dann auf die Gegenelektrode eines RF-Vorspannungs-Gasphasenabscheidungssystem vom physikalischen Typ (RF bias physical vapour deposition system) gesetzt, so dass die Metallbasis in innigem elektrischen und thermischen Kontakt mit dieser Gegenelektrode ist. Das Abscheidungsverfahren kann über einen Bereich an Bedingungen gesteuert werden, welche verwendet werden können, um die genauen Eigenschaften und Zusammensetzung der hergestellten DLC-Beschichtung zuzuschneiden. Allgemein umfasst das Verfahren das Mischen von H2, CH4 und möglicherweise eines Inertgases, wie z.B. Ar, und das Halten dieser Mischung bei einem Druck im Bereich von 1–500 mTorr (0,12–65 Pa) und besonders typisch 5–50 mTorr (0,66–6,6 Pa). Ein Plasma wird unter Verwendung von RF-Frequenz, typischerweise 13,65 MHz, und einer Elektrodenvorspannung erzeugt, die durch Verwendung eines Blockkondensators erzeugt wird, welcher zu den relativen Flächen der zwei Elektroden in Beziehung steht. Typische verwendete Vorspannungsspannungen liegen im Bereich von 100–1000 V, und besonders typisch im Bereich von 400–700 V. Die Substrattemperatur wird allgemein bei weniger als 200°C gehalten und insbesondere bei weniger als 150°C. Die Klinge wird dann nochmals befestigt, um die zweite Seite der Schneidkante zu exponieren, und das Abscheidungsverfahren wird wiederholt.
  • Ein alternatives Verfahren ist die Verwendung einer Ionenkanone, wobei ein Strahl aus Kohlenstoff- und Wasserstoffionen erzeugt und auf die Klinge im Bereich der Schneidkante gelenkt wird.
  • Beispiel 2
  • Die allgemeinen Abmessungen einer Anzahl von Klingen wurden mit einem Hochleistungs-Laser aus einer Platte aus polykristallinem CVD-Diamant ausgeschnitten. Die Klingen wurden auf die geeignete Dicke (0,6 mm) poliert. Das Verfahren, Diamant mit einem Laser zu schneiden, ist im Fachgebiet wohlbekannt. Nachfolgend wurden zwei Facetten auf jede Klinge poliert, wobei der Schnittpunkt der Facetten eine Schneidkante der Klinge bildet. Das Polieren wurde durchgeführt, indem die Klinge in einem Winkel auf eine rotierende Schleifscheibe (scaife) gepresst wurde, die aus Stahl oder Gusseisen oder Epoxyharz mit in dem Harz eingeschlossenen Diamantpartikeln hergestellt ist, wie es im Fachgebiet wohlbekannt ist. Andere Wege, die Klingen herzustellen, sind, die Facetten mit einem Laser in die Platten zu schneiden und nachfolgend diese Laser-geschnittenen Facetten zu polieren. Zu diesem Zeitpunkt waren die Klingen fertig zum Beschichten geformt.
  • Um eine stark anhaftende Beschichtung der Oberflächen der Klingen zu erhalten, wurden die Klingen gereinigt, um allen Schmutz und adsorbiertes Material (sowohl organischer, als auch anorganischer Natur) zu entfernen. Das Reinigen wurde allgemein unter Verwendung einer konzentrierten Säure, wie z.B. Salpeter-, Schwefel- oder Salzsäure, durchgeführt, gefolgt von einer Spülung in entmineralisertem Wasser, einer weiteren Spülung in einem Alkohol, wie z.B. Methanol, Ethanol oder Propanol, und Ofentrocknung bei einer Temperatur von 60–100°C. In einem besonderen Beispiel wurde konzentrierte Schwefelsäure verwendet, gefolgt von Spülen in Wasser und Propanol, und die Klingen wurden für 1 Stunde bei 60°C getrocknet.
  • Als eine weitere Reinigungsstufe wurden die Klingen einer Mikrowellenplasma-Entladung ausgesetzt, welche eine hohe Konzentration an Sauerstoffradikalen enthielt. Diese Sauerstoffradikale reagieren mit jeden verbleibenden Verunreinigungen auf der Oberfläche des Diamanten und entfernen diese. Diese Ätzung kann auch den Diamanten selbst angreifen, so dass die Klinge nur für eine kurze Zeitspanne, typischerweise weniger als 1/2 Stunde, dem Plasma ausgesetzt wurde. In einem Fall wurde die Klinge einem durch Mikrowellen (2,45 GHz) erzeugtem Plasma für nur 15 Minuten ausgesetzt und der Sauerstoffgasdruck in der Reaktionskammer betrug 1 mbar (1 × 102 Pa). Die Entladungsleistung betrug ungefähr 600 Watt Spitzenleistung mit einem Auslastungsgrad von ungefähr 20%.
  • Nach der Ätzung wurde eine DLC-Beschichtung auf den Facetten und Schneidkanten der Klingen abgeschieden. Dieses wurde unter Verwendung einer Mischung von Gasen gemacht, die eine Kohlenstoffquelle, Wasserstoff und eine Sauerstoffquelle gemäß einer kommerziell erhältlichen Rezeptur umfasst. In einigen Fällen enthielt die Mischung auch kleine Mengen einer Siliziumquelle, wie z.B. Silan, um etwas Siliziumoxid in die DLC-Beschichtung einzuführen. Die Gase wurden dann durch das Mikrowellenplasma zerlegt und eine Schicht aus DLC wurde typischerweise mit einer Dicke von etwa 200 nm auf die Facetten und Schneidkante der Klinge aufgebracht. In anderen Fällen wurden dickere DLC-Beschichtungen bis zu einer Dicke von ungefähr 4 Mikron aufgebracht, obwohl im allgemeinen DLC-Beschichtungen mit einer Dicke von mehr als 1 μm einen beschränkten Nutzen haben. Die Vickers-Härte der DLC-Beschichtung war ungefähr 1200–1500 VH.
  • Da fette Materialien (wie z.B. Lipide und andere fette Materialien in der menschlichen Haut) eine sehr schwache Adhäsion auf Schichten vom DLC-Typ haben, während sie auf der anderen Seite stark an Diamant haften, verursachen die DLC-beschichteten Klingen während des Rasierens signifikant weniger Mitreißen der Haut als unbeschichtete Diamantklingen. Reibungsversuche, die für gewöhnliche Materialien, wie z.B. Metalle, durchgeführt wurden, zeigen, dass der DLC-beschichtete Diamant einen signifikant geringeren Reibungskoeffizienten als unbeschichteter Diamant hat. In einem Beispiel wurde gemessen, dass ein Reibungskoeffizient für den DLC-beschichteten Diamanten auf Stahl weniger als 0,05 betrug, während der unbeschichtete Diamant Reibungskoeffizienten im Bereich von 0,4 bis 0,8 hatte.
  • Da die Diamantbeschichtung eine Diamant-ähnliche Struktur hat, ist das Haften an Diamant außergewöhnlich stark und dieses führt in Kombination mit der inhärenten Stärke von Diamant zu einer außergewöhnlich langen Lebensdauer der Beschichtung. Die Zugabe von Siliziumoxid in einigen der DLC-Schichten sollte die Spannung innerhalb der Schichten verringern und die Adhäsion und die Abriebeigenschaften noch weiter verbessern. In Versuchen war es nicht möglich, die DLC-Beschichtung von der Diamantoberfläche durch mechanische Mittel zu entfernen, außer durch (abschleifende) Polierverfahren, wie z.B. diese, die zur Herstellung der Klingen verwendet werden. Die Rauhigkeit der Beschichtung war sehr gering (typischerweise beträgt diese weniger als 0,2 nm), und fügt somit wenig oder gar nichts zu der ursprünglichen Rauhigkeit der polierten Klinge hinzu, welche 2 nm oder weniger betrug, und in einigen Fällen wurde die Gesamtrauhigkeit reduziert.
  • Die Einstellung der Reibeigenschaften der Klinge mit der Haut erfordert nicht, dass die Beschichtung bis zu der Schneidkante ausgedehnt wird. Derartige Klingen wurden hergestellt. Das einfachste Verfahren zur Herstellung ist, die endgültige Schneidkante mechanisch nach der DLC-Beschichtung herzustellen, indem DLC an der Schneidkante entfernt wird. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung ist, dass Diamantabrieb an der präzisen Schneidspitze geringer sein kann als der der DLC-Beschichtung.
  • Jedoch können andere Vorzüge, wie z.B. die Unterdrückung von Abschlagen von Stücken, erhalten oder verstärkt werden, indem sehr dicht an oder um die Schneidkante aus Diamant beschichtet wird. Die Wirkung auf die Schneidgeometrie ist abhängig von den relativen Dimensionen des Radius der Schneidspitze, und der Beschichtungsdicke an diesem Punkt, obwohl es auch möglich ist, die DLC-beschichtete Schneidkante nach dem Aufbringen der Beschichtung zu formen.

Claims (11)

  1. Schneideinsatz, der eine Diamantschicht mit einer Schneidkante an dem Schnittpunkt von zwei zusammenlaufenden Oberflächen aufweist, wobei die zusammenlaufenden Oberflächen mit einer Schicht aus diamond-like carbon (DLC) überzogen sind.
  2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die DLC-Schicht auch die Schneidkante überzieht.
  3. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Rasierklinge ist.
  4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine chirurgische Klinge ist.
  5. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die DLC-Schicht eine dünne Schicht ist.
  6. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der DLC-Schicht weniger als 1 μm beträgt.
  7. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der DLC-Schicht weniger als 0,5 μm beträgt.
  8. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der DLC-Schicht im Bereich von 0,1 bis 0,4 μm liegt.
  9. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantschicht monolithisch ist.
  10. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantschicht eine Vielzahl miteinander verbundener Stücke oder Segmente aufweist.
  11. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die DLC-Beschichtung SiO enthält.
DE60302460T 2002-05-30 2003-05-26 Schneideinsatz aus diamant Expired - Lifetime DE60302460T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0212530 2002-05-30
GBGB0212530.0A GB0212530D0 (en) 2002-05-30 2002-05-30 Diamond cutting insert
PCT/IB2003/002005 WO2003101683A1 (en) 2002-05-30 2003-05-26 Diamond cutting insert

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60302460D1 DE60302460D1 (de) 2005-12-29
DE60302460T2 true DE60302460T2 (de) 2006-08-03

Family

ID=9937749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60302460T Expired - Lifetime DE60302460T2 (de) 2002-05-30 2003-05-26 Schneideinsatz aus diamant

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050160878A1 (de)
EP (1) EP1509370B1 (de)
JP (1) JP2005528172A (de)
AT (1) ATE310614T1 (de)
AU (1) AU2003232963A1 (de)
DE (1) DE60302460T2 (de)
GB (1) GB0212530D0 (de)
WO (1) WO2003101683A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100211180A1 (en) * 2006-03-21 2010-08-19 Jet Engineering, Inc. Tetrahedral Amorphous Carbon Coated Medical Devices
EP1982803A1 (de) * 2007-04-16 2008-10-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Scheidelement, elektrischer Rasierer mit einem Schneidelement und Herstellungsverfahren für solch ein Element
FR2930423B1 (fr) * 2008-04-25 2010-05-07 Gerard Scortecci Dispositif pour la regeneration osseuse
JP5595519B2 (ja) * 2010-11-30 2014-09-24 京セラ株式会社 セラミック製刃物
EP2495080B1 (de) 2011-03-01 2014-05-21 GFD Gesellschaft für Diamantprodukte mbH Schneidwerkzeug mit Klinge aus feinkristallinem Diamant
EP2495081B1 (de) 2011-03-01 2014-05-07 GFD Gesellschaft für Diamantprodukte mbH Schneidewerkzeug mit Klinge aus feinkristallinem Diamant
WO2012170882A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-13 Zafirro, Llc Mineral blade and razor for use with same
JP5741299B2 (ja) * 2011-08-02 2015-07-01 日産自動車株式会社 超音波溶接工具のローレット面再加工方法
AT515691B1 (de) * 2014-03-06 2015-11-15 Reger Wilfried Sägeblatt
CN111941475B (zh) * 2014-12-22 2022-05-24 比克-维尔莱克 剃须刀片
US20180029241A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Liquidmetal Coatings, Llc Method of forming cutting tools with amorphous alloys on an edge thereof
CN110722610A (zh) * 2019-09-06 2020-01-24 合肥嘉东光学股份有限公司 一种蓝宝石剃须刀片加工工艺
CN115413253A (zh) 2020-04-16 2022-11-29 吉列有限责任公司 剃刀刀片

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2536691A1 (fr) * 1982-11-25 1984-06-01 Freselle Christian Lame de rasoirs mecaniques en diamant
US4976324A (en) * 1989-09-22 1990-12-11 Baker Hughes Incorporated Drill bit having diamond film cutting surface
US5488774A (en) * 1990-01-24 1996-02-06 Janowski; Leonard J. Cutting edges
DE4126852A1 (de) * 1991-08-14 1993-02-18 Krupp Widia Gmbh Werkzeug mit verschleissfester diamantschneide, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung
DE69226640T2 (de) * 1991-06-24 1999-03-18 Gillette Co Rasierklinge und verfahren zur herstellung einer rasierklinge
ZA928617B (en) * 1991-11-15 1993-05-11 Gillette Co Shaving system.
US5257564A (en) * 1992-07-06 1993-11-02 Janowski Leonard J Forming of cutting edges by the controlled graphitization of diamond
US5579583A (en) * 1992-09-22 1996-12-03 Micromed, Incorporated Microfabricated blades
DE69404347D1 (de) * 1993-02-16 1997-08-28 Sumitomo Electric Industries Polykristallines Substrat aus Diamant sowie Verfahren zur dessen Herstellung
US5571124A (en) * 1995-04-13 1996-11-05 Zelman; Jerry Apparatus and method for performing surgery on the cornea of an eye
EP0920363B1 (de) * 1996-07-30 2002-12-04 Drukker International B.V. Verfahren zur herstellung eines schneideinsatzes für schneidwerkzeug
US6105261A (en) * 1998-05-26 2000-08-22 Globix Technologies, Inc. Self sharpening blades and method for making same
US6615496B1 (en) * 2000-05-04 2003-09-09 Sandia Corporation Micromachined cutting blade formed from {211}-oriented silicon
JP4741056B2 (ja) * 2000-06-05 2011-08-03 株式会社貝印刃物開発センター 刃部材及びその刃先の製造方法
US20050028389A1 (en) * 2001-06-12 2005-02-10 Wort Christopher John Howard Cvd diamond cutting insert
ATE406242T1 (de) * 2002-08-21 2008-09-15 Koninkl Philips Electronics Nv Haarschneidegerät mit einer gitternetzbeschichteten schneide
WO2005005110A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. A coated cutting member having a nitride hardened substrate

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003101683A8 (en) 2004-12-23
JP2005528172A (ja) 2005-09-22
DE60302460D1 (de) 2005-12-29
EP1509370B1 (de) 2005-11-23
US20050160878A1 (en) 2005-07-28
ATE310614T1 (de) 2005-12-15
GB0212530D0 (en) 2002-07-10
AU2003232963A1 (en) 2003-12-19
EP1509370A1 (de) 2005-03-02
WO2003101683A1 (en) 2003-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60302460T2 (de) Schneideinsatz aus diamant
DE60002812T2 (de) Verfahren zur Herstellung atomar scharfer Schneidklingen.
DE3047888C2 (de)
US7587829B2 (en) Ceramic blade and production method therefor
DE69630832T2 (de) Verfahren zur Herstellung von diamantbeschichteten Schneideinsätzen
Pypen et al. Characterization of microblasted and reactive ion etched surfaces on the commercially pure metals niobium, tantalum and titanium
EP1487619B1 (de) Selbstschärfendes schneidwerkzeug mit harter beschichtung
DE112012003037B4 (de) Konditionierer für CMP-Pads
EP1843984A1 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils aus quarzglas für den einsatz in der halbleiterfertigung und nach dem verfahren erhaltenes bauteil
DE112014002893T5 (de) Beschichtetes Werkzeug und Verfahren zum Herstellen und Verwenden des beschichteten Werkzeugs
US5347887A (en) Composite cutting edge
CH700033A2 (de) Bearbeitungsinstrument.
CH669355A5 (de)
EP1551576B1 (de) Verfahren zur herstellung einer friseurschere, sowie friseurschere
DE4009994A1 (de) Schneidorgan fuer drehbearbeitung von holz
DE102010034321B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Hartstoffbeschichtung auf metallischen, keramischen oder hartmetallischen Bauteilen sowie eine mit dem Verfahren hergestellte Hartstoffbeschichtung
DE4437911A1 (de) Messer und Verfahren zur Herstellung eines Messers
KR19980703399A (ko) 칼날
JPS62181836A (ja) 超硬被膜を形成してなる刃先の製造方法
DE19652821C1 (de) Medizinische Schere mit verschleißmindernder Beschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung
WO1997039862A1 (en) Self-sharpening cutting device
DE10229538A1 (de) Ultraschallzerstäuber
DE102005016523A1 (de) Werkzeug zur Bearbeitung von Zirkonoxid
JPH02167371A (ja) 刃物利器の刃部又は砥石用の塗料及びこれを施した刃物利器又は砥石
CH313832A (de) Diamant-Abrichtwerkzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition