FI110357B - Tool for remodeling and chip removal devices, device for controlling remodeling and chip removal methods and process for making a tool - Google Patents

Tool for remodeling and chip removal devices, device for controlling remodeling and chip removal methods and process for making a tool Download PDF

Info

Publication number
FI110357B
FI110357B FI952616A FI952616A FI110357B FI 110357 B FI110357 B FI 110357B FI 952616 A FI952616 A FI 952616A FI 952616 A FI952616 A FI 952616A FI 110357 B FI110357 B FI 110357B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
layer
tool
gradient
substrate
sensors
Prior art date
Application number
FI952616A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI952616A0 (en
FI952616A (en
Inventor
Stefan Zamel
Holger Luethje
Georg Ketteler
Heinz Dimigen
Original Assignee
Fraunhofer Ges Forschung
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 Fraunhofer Ges Forschung filed Critical Fraunhofer Ges Forschung
Publication of FI952616A0 publication Critical patent/FI952616A0/en
Publication of FI952616A publication Critical patent/FI952616A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI110357B publication Critical patent/FI110357B/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/0957Detection of tool breakage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641Nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325Electric arc evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

The tool comprises a substrate with a layer arrangement having a temp. sensor and a wear sensor arrangement, where the sensors are connected to a processing circuit. The novelty is that the sensors are provided on the direct wear surface of the tool. The layer arrangement is a closed layer structure comprising a 1st gradient layer implanted in the surface of the substrate, which continuously transfers from a metallic layer connected to the substrate into an insulating layer, and a conducting structured metallic layer, and a wear protection layer. Also claimed are an appts. for controlling deforming and machining processes, and prodn. of the tool. <IMAGE>

Description

110357110357

TYÖKALU MUOVAUS- JA LASTUAMISLAITTEITA VARTEN, LAITE MUOVAUS- JA LASTUAMISMENETELMIEN SÄÄTÄMISEKSI JA MENETELMÄ TYÖKALUN VALMISTAMISEKSI - VERKTYG FÖR OMFORM-NINGS- OCH S PÄNAV S KILJNINGSANORDNINGAR, ANORDNING FÖR 5 REGLERING AV OMFORMNINGS- OCH SPÄNAVSKILJNINGFÖRFARAN-DEN OCH FÖRFARANDE FÖR FRAMSTÄLLNING AV ETT VERKTYGTOOL FOR molding and LASTUAMISLAITTEITA, molding and chip cutting DEVICE AND METHOD FOR ADJUSTING TOOL FOR MANUFACTURING - VERKTYG FOR OMFORM NINGS- OCH S-S PANAV KILJNINGSANORDNINGAR, an arrangement for regulating the OMFORMNINGS- 5 OCH SPÄNAVSKILJNINGFÖRFARAN DEN to a method for the preparation of the ETT VERKTYG

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannossa määritelty työkalu. Edelleen keksinnön koh-10 teenä on patenttivaatimuksen 10 johdannossa määritelty j laite. Lisäksi keksinnön kohteena on patenttivaatimuk- | sen 11 johdannossa määritelty menetelmä.The invention relates to a tool as defined in the preamble of claim 1. The invention further relates to a device as defined in the preamble of claim 10. The invention further relates to claims its method as defined in its introduction.

| Patenttijulkaisussa US 5 176 053 on esitetty j leikkuutyökalu, jonka terän takareunaan on eri etäi- 15 syyksien päähän leikkausreunasta järjestetty lämpötila-tuntoelimiä ja sähköjohtimia niin, että lämpötilan jakaantuminen työkalussa lähellä leikkausreunaa voidaan määrittää. Ainakin joitakin lämpötilatuntoelimiä on järjestetty niin, että ne tuhoutuvat käytön aikana, 20 minkä johdosta kuluminen on määritettävissä.| US 5,176,053 discloses a cutting tool having temperature sensors and electrical conductors arranged at different distances from the cutting edge to the rear edge of the blade so that the temperature distribution in the tool near the cutting edge can be determined. At least some of the temperature sensing members are arranged to be destroyed during use, whereby wear can be determined.

Tällaisessa tunnetussa leikkuutyökalussa ei .·,! ole mahdollista asettaa tuntoelimiä suoraan leikkaus- *: * *: reunalle tai terän rintapinnalle tai leikkausreunaan . tai terän rintapintaan, koska laite ei kykene vastusta- : 25 maan suuria voimia suoraan kulumispinnan alueella.In such a well-known cutting tool, ·,! it is not possible to place the sensors directly on the cutting *: * *: edge or on the blade face or cutting edge. or on the blade face, since the device is not capable of resisting large forces directly on the wear surface.

• · : ,·, Julkaisu WO-A-87/04236 tuo esiin patenttivaa- • · · timuksen 1 johdannon mukaisen työkalun. Julkaisu selos- • · · * taa kääntöteräpalaksi muodostettua mekaanista komponenttia, johon on sovitettu virtapiiri, joka mahdollis- • · · ’· '· 30 taa mekaanisen komponentin paineen, lämpötilan ja kulu- • · · misen anturimittauksen. Kerrostaminen tapahtuu piiri-; .·. ja puolijohdetekniikan menetelmillä käyttämällä höyry- I i » ,··. päällystys- ja sputterointimenetelmiä, jotka sallivat päällystysaineen atomisen levityksen.WO-A-87/04236 discloses a tool according to the preamble of claim 1. The publication discloses a mechanical component formed as a cutting blade with an integrated circuit that enables the sensor to measure the pressure, temperature and wear of the mechanical component. Layering occurs in the circuit; . ·. and semiconductor techniques using a vapor-i », ··. coating and sputtering processes which allow atomic application of the coating agent.

: 35 Keksinnön tarkoitus on siksi tuoda esiin työ- kalu muovaus- ja lastuamislaitteita varten, joka tun- 2 11035/ toelimien avulla antaa mahdollisuuden mitata tärkeitä menetelmäparametreja suoraan kulumispinnalla, so. työkalun tai vast, leikkuuterän pinnalla, jonka kestävyyteen ja kestoaikaan ei kuitenkaan vaikuteta haitalli-5 sesti, jolloin tuntoelinjärjestelyn pitäisi pystyä vastustamaan voimakkaita voimia.It is therefore an object of the invention to provide a tool for molding and cutting equipment which, by means of sensors, enables to measure important process parameters directly on the wear surface, i.e.. on the surface of the tool or counter, which, however, is not adversely affected in terms of durability and service life, whereby the sensing arrangement should be able to resist strong forces.

Tämä tarkoitus voidaan saavuttaa keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien avulla, j Yhdistämällä tuntoelimet lämpötilan ja/tai ku- ! 10 lumisen mittaamiseksi ohutkalvotekniikassa työkalun toimintakerroksella/kulutussuoj akerroksella yhdeksi pinnoiteteknologisesti integroiduksi kerrosjärjestyk-seksi, voidaan muovailevissa ja lastuavissa työkaluissa olennaisia menetelmäparametreja (lämpötila, kuluminen 15 ja voima) käyttää suoraan tuotetun työkaluleikkuuterän ja muotoilu- ja lastuamismenetelmän säätämiseksi. Siten voidaan tuoda esiin älykkäitä järjestelmiä, joissa me-netelmäparametrien, kuten esim. leikkausnopeuden tai syötön, säätäminen voidaan tehdä tietoihin perustuvien 20 tietokonejärjestelmien avulla esimerkiksi sumealogiik-kamoduuleilla. Kerrosrakenne takaa pitkän tehokkaan käyttöiän ja on muodostettu siten, että tuntoelimet voidaan asettaa suoraan kulumispinnan päälle tai vast.This object can be achieved in accordance with the invention by the features of claim 1 by combining the sensors with temperature and / or temperature. In order to measure snow in thin-film technology with a tool operating layer / wear protection layer in a single coating technology integrated layer order, essential process parameters (temperature, wear 15 and force) can be used in shaping and cutting tools to directly produce tool cutting blade and forming and cutting. Thus, intelligent systems can be disclosed in which adjustment of method parameters, such as shear rate or feed rate, can be accomplished by means of data-based computer systems, such as fuzzy logic modules. The sandwich construction ensures a long effective service life and is designed so that the sensors can be placed directly on the wear surface or the like.

,·, kulumispintaan, jolloin myös kaarevat pinnat ovat mah- • · · 25 dollisia., ·, For wear, whereby curved surfaces are also available at $ 25.

• · · • · · .* Kerrosrakenteen levittäminen esimerkiksi terän « · · ·;; · rintapinnalle tekee mahdolliseksi valmistusmenetelmän '·' * yksinkertaistamisen, koska rakenne kaikille leikkuupin- noille voidaan suorittaa samaan aikaan ja suuri määrä 30 työkaluja esim. kääntöteräpaloja voidaan käsitellä sa- : manaikaisesti.• · · · ·. · For the surface enables simplification of the manufacturing process '·' *, since the structure on all cutting surfaces can be executed at the same time and a large number of tools, for example knife blades, can be processed simultaneously.

Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa annettu- • « > jen tunnusmerkkien avulla on edullinen edelleen kehit-·;· täminen ja parantaminen mahdollista. Vaatimus 10 mää- : : : 35 rittelee laitteen muovaus- ja lastuamismenetelmien sää- tämiseksi käytettäessä keksinnön mukaista työkalua. Vaatimukset 11 - 19 koskevat menetelmää tällaisen työ- 3 110357 kalun valmistamiseksi.It is advantageous to further develop and improve the features of the dependent claims. Claim 10::: 35 rolls a device for adjusting the forming and cutting methods using a tool according to the invention. Requirements 11 to 19 relate to a method for making such a workpiece.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti sovellutusesimerkein ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuva 1 esittää kaavamaisen kuvan sorvausteränä muodostetusta esillä olevan keksinnön mukaisesta työkalusta, kuva 2 esittää pohjapiirroksen kääntöteräpala-na muodostetusta työkalusta, jossa on lämpötila- ja kulo lumistuntoelimiä esillä olevan keksinnön mukaisesti, kuva 3a - 3c esittävät kuvan 2 mukaisen kään-töpalan kerrosrakenteen leikkauskuvia, ja kuva 4 esittää kääntöpalan toisen sovellutusesimerkin, jossa on monitoimituntoelin.In the following, the invention will be described in detail with the aid of exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 is a schematic view of a tool according to the present invention formed as a turning blade, Figure 2 is a plan view of a tool 3c are sectional views of the layer structure of the rotary piece of Fig. 2, and Fig. 4 shows another embodiment of the rotary piece having a multifunctional member.

15 Kuvassa 1 on esitetty sorvausterä 1, johon kuuluu yksi leikkausreunalla varustettu leikkuupala 2. Leikkuupalassa 2 on kaavamaisesti esitetty yksi tuntoelin 3, joka ohutkalvotekniikalla on järjestetty välikerrokseksi ja joka on kulumissuojakerroksen alla 20 niin kuin myöhemmin tullaan tarkemmin esittämään. Tällaisessa työkalussa esiintyy lastuamisvaiheen aikana leikkuupalassa 2 tai sen leikkausreunoissa kulumisilmi-öitä, jotka aina riippuen rasituksen tavasta ja kestoajasta kehittyvät eri tavoin. Leikkuupala kuluu terän !’*. 25 takareunasta 4 (päästöpinnan kuluminen) ja terän rin- / / tapuolelta 5 (syventymäkuluminen). Siksi erikoisesti >'· · tälle alueelle tulee, niin kuin on ehdotettu, järjestää ·.· ' tuntoelintä 3 vastaavia tuntoelimiä. Tuntoelin 3 on yh distetty virranjohtimiin 6, jotka ko. ylimenoissa on : 30 liitännät 7 ja joita on yhdistetty kytkentään 8. Tämä kytkentä toimii tuntoelimien esikäsittelyssä tai vast, arvioinnissa ja on järjestetty tuntoelimen 3 läheisyy-·” teen työkaluun 1 tai sen pitimeen. Edullisesti kytkentä 8 on muodostettu mikrokytkentänä. Kytkentä 8 on liitän-; 35 täjohtojen avulla yhdistetty ohjaus- ja säätökytken- * i » » ;\| tään, joka tuntoelimen signaaleista riippuen ohjaa tai vast, säätää ko. työkalun 1 osoittavan koneen paramet- 4 110357 reja, jolloin nämä parametrit esimerkiksi voivat olla leikkausnopeus tai syöttö tai jokin sen tapainen.Figure 1 shows a turning blade 1 having one cutting edge 2 with cutting edge. The cutting edge 2 schematically shows a single sensor 3 arranged as an intermediate layer by thin-film technology and which is below the wear protection layer 20 as will be described in more detail below. Such a tool exhibits wear phenomena during the cutting phase on the cutting unit 2 or its cutting edges, which always develop differently depending on the type of stress and the duration of the stress. The cut will wear the blade! '*. 25 on the rear edge 4 (tread wear) and on the blade chest / / side 5 (recess wear). Therefore, in particular,> '· ·, as proposed, should arrange the sensors corresponding to the sensor 3. The sensing member 3 is connected to the current conductors 6, which are shown in FIG. the overpasses have: 30 connections 7 and connected to coupling 8. This coupling functions for pre-treatment or counter evaluation of the sensors and is arranged in the proximity of the sensor 3 to the tool 1 or its holder. Preferably, the coupling 8 is formed as a micro coupling. The coupling 8 is a terminal; 35 control and adjustment switches connected by power lines * i »»; \ | which controls or responds depending on the sensor signals. the tool 1 pointing machine parameter 110 11077, whereby these parameters can be, for example, cutting speed or feed rate or something similar.

Kuvassa 2 on esitetty osakuva sorvausterässä käytettävästä kääntöteräpalasta 9. Tällä kääntöpalalla 5 on lämpötilatuntoelimiä 10 ja kulumistuntoelinjärjeste-ly 11 virranjohtimien tai vast, vastuskerroksien muodossa järjestetty suoraan terän rintapinnalle lastunoh-jauskourulla tai ilman sitä. Lämpötilatuntoelimissä 10 on esimerkiksi meanderinmuotoisia osia 12, jotka ensim-10 mäisten liitäntöjensä avulla on liitosjohtojen 13 kautta yhdistetty kulloisiinkin kosketuspintoihin 14 ja toisten liitäntöjensä avulla liitosjohdon 15 kautta yhdistetty yhteiseen samaten kosketuspintaan 14. Kulumis-tuntoelinjärjestelmä 11 koostuu suuresta määrästä vie-15 rekkäin olevia virranjohtimia 16, jotka toisaalta on yhdistetty kulloisiinkin kosketuspintoihin 14 ja toisaalta myös on kytketty yhteiseen liitosjohtoon 15. Kosketuspinnat 14 ovat yhteydessä käsittelykytkentään, joka vastaa kytkentää 8 kuvassa 1. Lämpötila lämpötila-20 tuntoelimien 10 paikalla kompensoidaan vastuksen muutoksella meanderinmuotoisissa osissa 12 käsittelyssä esiintyvän lämpenemisen johdosta. Kääntöteräpalan 9 ku-luminen leikkausreunassa määritetään virranjohtimen 16, joka katkeaa kun kuluminen pitemmän työstämisen aikana y\ 25 jatkuvasti lisääntyy, avulla. Samalla tavalla voidaan '* palan murtuminen määrittää.Fig. 2 is a partial view of a turning blade piece 9 used in a turning blade. This turning piece 5 has temperature sensing members 10 and a wear sensing arrangement 11 in the form of current conductors or counter resistors arranged directly on the blade face with or without chip guide. For example, the temperature sensing members 10 have meander-shaped portions 12 which, through their first connectors, are connected to respective contact surfaces 14 through their connecting wires 13 and through their second connections through a common contact surface 14 via their connecting conductor 15. The wear sensor system 11 consists of which are connected to respective contact surfaces 14 and also connected to a common connecting conductor 15. The contact surfaces 14 are connected to a processing circuit corresponding to circuit 8 in Figure 1. The temperature at 20 sensors 10 is compensated for by a change in resistance from the meander shaped portions 12 during processing. The wear of the cutting blade piece 9 at the cutting edge is determined by the current conductor 16, which is interrupted when the wear during continuous machining continuously increases. Similarly, the breaking of a * piece can be determined.

: Esitetyssä sovellutusesimerkissä voisi esimer- ·" kiksi kosketuspintojen 14 liittäminen tapahtua vastaa van kosketuspinnan osoittavan virranjohtime11a varuste-30 tun kiinnitysruuvin kautta signaalin eteenpäin johta-mistä varten. Voidaan myös ajatella, että käsittelykyt-kentä kääntöteräpalan keskellä voisi olla järjestetty ’···* mikrosiruna ja yhdistetty suoraan kosketuspintoihin.: In the illustrated embodiment, for example, "why the contact surfaces 14 could be connected via a corresponding power conductor 11 for indicating the contact surface to drive the signal forward. It is also conceivable that a processing circuit in the center of the knife blade could be arranged" ··· and connected directly to the contact surfaces.

'...· Periaatteessa kuuluu ruiskutuksen kautta pääl- • 35 lystetyn työkalun, esim. kääntöteränpalan, kerrosraken- i t · · .·, : teeseen yksi substraattiin perustuksena istutettu gra- dienttikerros, jossa metalli jatkuvasti muuttuu eristi- 5 11035/' meksi esim. Ti-Ti0x-Ti02:ksi, jolloin happea jatkuvasti lisääntyvästi lisätään. "Istutetulla" tarkoitetaan esillä olevassa hakemuksessa, että gradienttikerros lomittuu ionisyövytyksellä varustettuun substraatin pin-5 taan tai vast, edeltävään kerrokseen vähäiseen syvyyteen (esim. 10 nm - 100 nm) , jolloin kulumista voidaan ohjata substraatilla olevan (negatiivisen) biasjännit-teen, esim. välillä 70 V ja 2000 v, ja siten ionipommi-tuksen avulla. "Istutus"-toimenpiteillä voidaan paran-10 taa tarttuvuutta.'... · In principle, there is a layer of · 35 · applied structures, such as a knife blade, applied by spraying: one gradient layer on the substrate, where the metal is continuously transformed into a dielectric, e.g. Ti-TiOx-TiO2, whereby oxygen is continuously added. By "implanted" in the present application, it is meant that the gradient layer interleaves with the ion-etched substrate surface-5 or counter-upstream layer to a shallow depth (e.g., 10 nm to 100 nm), whereby wear can be controlled by the (negative) bias voltage between 70 V and 2000 V and thus by ion bombardment. "Planting" procedures can improve infectivity.

Gradienttikerroksen päälle voidaan yksinkertaisimmassa tapauksessa vielä asettaa toinen gradienttikerros tuntoelinkerroksena, esim. Ti02-Ti0x-Ti, vähentämällä hapen lisäystä, jolloin tuntoelinkerros voidaan 15 sopivasti strukturoida vastaavasti kuin kulumistun-toelin- ja lämpötuntoelinkerros.In the simplest case, a second gradient layer may be placed over the gradient layer as a sensing layer, eg TiO 2 -TiOx-Ti, by reducing the oxygen uptake, whereby the sensing layer may be suitably structured as the wear and temperature sensing layer.

Kuitenkin voidaan viimeisen gradienttikerrok-sen sijaan asentaa kaksi peräkkäin asennettavaa ja yli yhden niiden väliin ionisyövytyksellä istutetun eri ai-20 netta olevan metallikerroksen, jolloin toinen kerros muodostaa vastuskerroksen kulumistuntoelimiä varten ja toinen lämpöä kestävän kerroksen lämpötuntoelimiä var-ten. Siten voidaan tuntoelimien herkkyyttä parantaa. Kerrokset strukturoidaan vastaavalla tavalla.However, instead of the last gradient layer, two metal layers of different materials may be mounted in succession and over one of them, ion-etched therebetween, one layer forming a resistance layer for the wear sensors and the other a heat-resistant layer for the temperature members. Thus, the sensitivity of the sensors can be improved. The layers are structured accordingly.

25 Lisäksi asennetaan kulumis suojakerros ja ky- ·. seessä olevassa tapauksessa erotetaan edeltäpäin istu- :,· · tettu eristyskerros. Suojakulumiskerros voi olla muo- : dostettu gradienttikerroksena esim. lisääntyvän typen lisäyksen alaisena. Kun kulumissuojakerroksena käyte-: 30 tään esim. hBN-cBN, Al203 tai timanttia, ei tarvita .···. eristyskerrosta.25 In addition, a wear protection layer and a · ·. in this case, a pre-insulated layer is removed. The protective wear layer may be formed as a gradient layer, e.g., under increasing nitrogen addition. When using, for example, hBN-cBN, Al 2 O 3 or a diamond as a wear protection layer, ··· is not required. the insulating layer.

’·’ Kaikki kerrokset valmistetaan siten, että ne kasvavat samanaikaisesti ionipommituksen aikana, joka ohjataan substraatin bias jännitteen avulla. Kerrosten : .·. 35 paksuus ja kovuus ohjataan samalla tavalla biasjännit- : teen tai vast, -potentiaalin kautta, jolloin on itses tään selvää, että kerrosten kasvun täytyy olla mahdol- 110357 6 lista. (Negatiivinen) biasjännite on välillä 70 V ja 2000 V, jolloin kerrosten kasvua varten saadaan arvoja välillä 100 V ja 400 V ja ionisyövytystä varten voidaan valita vielä korkeampia arvoja. Kun eri kerroksia ei 5 jatkuvasti eroteta, tehdään kuitenkin kerrosten erotuksien välissä ionisyövytys tarttuvuuden parantamiseksi ; siitä seuraavalle kerrokselle.'·' All layers are fabricated to grow simultaneously during ion bombardment controlled by the bias voltage of the substrate. Floors:. The thickness and hardness are similarly controlled via the bias voltage or counter potential, whereby it is self-evident that the growth of the layers must be possible. The (negative) bias voltage is between 70 V and 2000 V, whereby values between 100 V and 400 V can be obtained for layer growth and even higher values can be selected for ion etching. However, when the different layers are not continuously separated, ion etching is performed between the layers to improve adhesion; to the next floor.

| Eriste- ja kulumissuojakerroksissa voidaan I käyttää Ti02, BN, Al203, Si02, ja vastaavia esim. TiN, 10 BN, Al203, TiC, TiAlN, TiCN, timantti ja vastaavia.| TiO 2, BN, Al 2 O 3, SiO 2, and the like e.g. TiN, 10 BN, Al 2 O 3, TiC, TiAlN, TiCN, diamond and the like can be used in the dielectric and wear protection layers.

Kun tuntoelinkerroksia asetetaan kaareville pinnoille, esim. jälkiohjausuraan, ei voida käyttää va-lokivipainantaa strukturoinnin muodostamisessa. Tällöin käytetään laakapainantaa suurella syvyysvaikutuksella 15 esim. röntgenlaakapainantaa, lasersädelaakapainantaa tai kolmikerrostekniikkaa, jossa tasainen pinta valmistetaan täyttämällä valonkestävällä tai synteettisellä aineella ja laittamalla päälle metallikerros ja syövyttämällä laite sopivasti.When sensing layers are applied to curved surfaces, e.g., a post guiding groove, photo printing cannot be used to form the structuring. In this case flat printing with a high depth effect is used, for example, x-ray flat printing, laser beam flat printing or three-layer technology, where a flat surface is produced by filling with a light-resistant or synthetic material and applying a metal layer and etching the device.

20 Voidaan ajatella, että kerrosrakenne työkalul la voidaan valmistaa toisessa järjestyksessä kuin mitä .·. edellä on esitetty. Kulumissuojakerros voidaan esimer- kiksi valmistaa gradienttikerroksena suoraan substraa-. tille, jolloin sen jälkeen epäilemättä tämän kerroksen 25 ja tuntoelinkerroksen väli täytyy erottaa eristysker- ’· '· roksella.20 It is conceivable that the layer structure of a tool can be fabricated in a different order from that of. above. For example, the wear protection layer may be made as a gradient layer directly on the substrate. whereupon there is no doubt that the gap between this layer 25 and the sensing layer must be separated by an insulating layer.

: Kuvissa 3a - 3c on tarkemmin esitetty kääntö- ·’ teräpalan, jossa on integroituja tuntoelimiä, valmistus erään sovellutusesimerkin mukaisesti. Slabs t r aa t tina 30 käytetään kaupallista kääntöteräpalaa 17, joka koostuu kovametal lista tai metallikeramiikasta, jonka paksuus on 3 - 5 mm. Kääntöteräpalalla 17 on sileä pinta. Ennen päällystystä poistetaan rasva kääntöteräpalalta alkali-sessa puhdistuskylvyssä ja huuhdotaan deionisoidulla | 35 vedellä ja kuivataan ja kiinnitetään mekaaniseen mas- : kiin 18. Päällystäminen tapahtuu ennestään tunnetussa ruiskutuslaitteessa, jolloin substraattipöytä, joka 110357 7 vastaanottaa yhden tai useamman kääntöteräpalan pitimen, on liitetty biaslähteeseen, jonka kautta korkea-ja keskitaajuus syöttöjännitteet kuin myös tasavirta-lähde voidaan kytkeä substraattipöytään. Substraatin 5 sisäänrakentamisen jälkeen paine alennetaan 10~5 mbariin, suoritetaan ionisyövytysvaihe substraatin esi-puhdistusta varten negatiivisessa potentiaalissa sub-straatinpitimessä 600 V, jolloin samaan aikaan suoritetaan maalin vapaaruiskutus. Seuraavaksi tarttumisen pa-10 rantamiseksi pannaan päälle TiOx gradienttikerros välikerroksena 19, jonka paksuus on 100 nm, jonka päälle seuraavaksi erotetaan T102-eristyskerros 20. Eristys-kerrokselle erotetaan toinen välikerros 21 titaanista. Välikerroksilla 19 ja 21 ja eristyskerroksella 20 on 15 yhteispaksuus 1,5 - 3,0 pm. Biasjännitegradientti sub-straattipöydällä on tällöin 1400 V - 100 V.3a to 3c illustrate in more detail the manufacture of a rotating blade with integrated sensors according to one embodiment. Slabs t r a tin 30 uses a commercial knife blade 17 consisting of a carbide or metal ceramic with a thickness of 3 to 5 mm. The knife blade 17 has a smooth surface. Before coating, degrease the knife blade in an alkaline cleaning bath and rinse with deionized | The coating takes place in a prior art injection apparatus, wherein the substrate table which receives one or more blade holder holders is connected to a bias source through which a high and medium frequency supply voltage as well as a DC source can be connected. substraattipöytään. After the substrate 5 is built in, the pressure is reduced to 10 ~ 5 mbar, an ion etching step is performed for the substrate pre-purification at a negative potential of 600 V in the substrate holder, with simultaneous free spraying of the paint. Next, in order to improve adhesion, a TiOx gradient layer is applied as an intermediate layer 19 having a thickness of 100 nm, which is then separated with a T102 insulating layer 20. A second intermediate layer 21 is separated from the titanium layer. The intermediate layers 19 and 21 and the insulating layer 20 have a total thickness of 1.5 to 3.0 µm. The bias voltage gradient on the sub-strate table is then 1400 V - 100 V.

Seuraavassa osavaiheessa (ei metallinen elin) metalloidaan johdinkerroksen 22 valmistamista varten molybdeenikerroksella, jonka paksuus on 1 pm, tai ti-20 taanikerroksella substraattibiasjännitteessä 50 V. Johtimien syövyttäminen tehdään käyttämällä tavallisia laakapainantamenetelmiä, jolloin kääntöteräpala lakataan valoa kestävän spinpäällysteen avulla, valotetaan * ’ UV-kosketuspinnoituksessa Cr-maskin avulla ja kehite- 25 tään alkalisessa kehitteessä. Lopuksi Mo-kerros struk-: turoidaan syövytyslaitoksessa.In the next sub-step (non-metallic member), to fabricate the conductor layer 22, it is metallized with a 1 µm molybdenum layer or a titanium layer with a substrate bias voltage of 50 V. The etching of the conductors Cr-mask and is developed in an alkaline developer. Finally, the Mo layer is structured in an etching plant.

• Kuvan 3b mukaisesti laitetaan seuraavaksi ruiskuttamalla päälle lämpöävastustava kerros, joka koostuu gradienttitartuntakerroksesta välikerroksena 23 . . 30 ja vastuskerroksesta 24, joka koostuu Moista, joita ruiskutetaan paksuudeltaan on 100 nm. Lämpöävastustava3b, a spray-resistant layer consisting of a gradient adhesive layer as an intermediate layer 23 is then applied by spraying. . 30 and a resist layer 24 consisting of Moes which are injected at a thickness of 100 nm. Lämpöävastustava

• I• I

·;· kerros 23, 24 strukturoidaan uudelleen, kuten edellä on : : : esitetty, tavanomaisilla laakapainantamenetelmillä si- ten, että lämpötuntoelimet saavat toivotun muodon.Layer 23, 24 is re-structured as above::: shown by conventional flat printing methods so that the temperature members take the desired shape.

,35 Meanderigeometrian ja radanleveyden avulla toteutetaan *; ‘ vastus, joka on n. 100 Ω., 35 Meander geometry and track width are implemented *; 'Resistance which is about 100 Ω.

’· ’· Kuvan 3 mukaisesti laitetaan vielä toinen 110357 8 eristyskerros 25, joka koostuu Ti02:sta, jolloin myös valmistetaan gradienttitartuntakerros, joka kuitenkaan, kuten ei myöskään toista ja kolmatta välikerrosta ei ole kuvassa 3c esitetty. Viimeiseksi ruiskutetaan kulu-5 missuojakerros 26, joka koostuu TiN:stä, paksuuteen 5 μιη.According to Fig. 3, a further 110357 8 insulating layer 25 consisting of TiO 2 is applied, whereby a gradient adhesion layer is also produced which, however, as well as the second and third interlayer, is not shown in Fig. 3c. Finally, a wear-protection layer 26 consisting of TiN is sprayed to a thickness of 5 μιη.

Tämä esitetty kerrosjärjestys on annettu ainoastaan esimerkkinä, tietysti lisäkerroksia ja muita kerrosjärjestyksiä voidaan valmistaa ja samalla tavalla 10 voidaan käyttää jotain muuta ainetta. Eristyskerroksena voidaan käyttää esimerkiksi boorinitridiä Bn ja kulu-missuojakerros voidaan myös muodostaa cBN-kerroksena.This illustrated order of layers is given by way of example only, of course, additional layers and other layers may be made and in the same manner 10 other materials may be used. For example, boron nitride Bn may be used as the insulating layer, and the wear protection layer may also be formed as a cBN layer.

Valmistusmenetelmä tällaista sovellu tusesimerkkiä varten on esitetty seuraavassa. Kääntöte-15 räpala (niin kuin edellä) substraattina puhdistetaan, rasva poistetaan ja rakennetaan 4-kohde-elektrodi-ruiskutuslaiteen sisään, jonka paine alennetaan < 2 x 10‘5 mbar:in. Kohde-elektrodit ja substraatit puhdistetaan ionisyövytyksellä suljetussa sulussa. Sen jälkeen 20 metalloidaan ei metallisia elimiä gradienttikerrosThe manufacturing method for such an embodiment is shown below. The swivel-15 flap (as above) as a substrate is cleaned, degreased and built into a 4-target electrode injection device, which is depressurized to <2 x 10'5 mbar. The target electrodes and substrates are purified by ion etching in a sealed seal. The non-metallic elements are then metallised with a gradient layer

TiBN:stä ja eristyskerros BN(C):sta. Tämä suoritetaan . DC-magnetroniruiskutuslaitteessa kokonaispaineessa 4 x 10'3 mbar, jolloin TiB2 kohde-elektrodi (gradienttikerros) ja B4C-kohde-elektrodi (eristyskerros) reaktiivi-25 sesti ruiskutetaan erilaisilla N2/Ar-kaasuseoksilla.TiBN and an insulating layer from BN (C). This is done. In a DC magnetron injection device at a total pressure of 4 x 10'3 mbar, the TiB2 target electrode (gradient layer) and the B4C target electrode (insulating layer) are reactively injected with various N2 / Ar gas mixtures.

·.*·· Seuraavaksi valmistetaan johdinkerros Mo:sta, jonka • | j kerrospaksuus on n. 1 μτη, joka laakapainatetaan ja strukturoidaan. Lämpöäkestävä tuntoelinelementti valmistetaan ruiskuttamalla Mo kerrospaksuutena, joka on .·, : 30 100 nm, laakapainetaan ja strukturoidaan reaktiivisella • * · • · ·.· ionisyövytyksellä. Sen päälle sovitetaan gradienttitar- "* tuntakerros ja kulumissuojakerros ruiskuttamalla. Tätä :,i,: varten rakennetaan työkalu sisään magnetroniruiskutus- laitteeseen. Kohde-elektrodi koostuu B4C:stä. Vapaaruis- ; X 35 kutusmenetelmän kohde-elektrodia varten ja lyhyen io- * t » ! nisyövytysvaiheen substraatin puhdistusta varten jäl- ‘ * keen, johdetaan sisään Ar/N2-kaasuseos, jossa on 30 % N2 9 11ÖcB? resipientissä ja kaasupaineessa 50 x 10"3 mbar, metal-loidaan työkalun ei metallisille elimille nanokide c-BN-kerros. Teho kohde-elektrodissa 250 x 120 nm nousee 1,5 KW, substraatille muodostuu 250 V tasajännite. Ker-5 rostuslämpötila on n. 300 °C. Näissä olosuhteissa muodostuu kova kulumissuojapinta, joka kuutiomaisen BN-faasin lisäksi vielä sisältää vain pieniä osuuksia hek-sagoniaalista BN ja n. 5 % hiiltä todennäköisesti karbidi- tai sp3-sidoksena. Kulumissuojakerroksen, joka 10 koostuu c-BN:sta tai timantista, etu on yleiskatsauksena ohutkalvotuntoelimien integraatioon siinä, että suhteessa johtokykyäsiin Ti-pohjautuviin kovakerrosjärjes-telmiin yksi eristekerros voidaan jättää pois.·. * ·· Next, a conductor layer is made of Mo, whose • | j layer thickness is about 1 μτη, which is flat printed and structured. The thermoplastic sensor element is fabricated by injection of Mo at a layer thickness of 30 · 100 nm, flat-printed and structured by reactive ion-etching. A gradient adhesive layer and a wear protection layer are applied over it. For this:, i,: a tool is built into the magnetron spraying device. The target electrode consists of B4C. The free; X 35 method for the target electrode and the short io * t After purifying the substrate for the etching step, an Ar / N2 gas mixture containing 30% N2 911ccB in a recipient and a gas pressure of 50 x 10 &lt; 3 &gt; mbar is introduced into the non-metallic elements of the tool by nanocrystalline c-BN- floor. The power at the target electrode at 250 x 120 nm rises to 1.5 KW, providing a 250 V dc voltage to the substrate. The Ker-5 rust temperature is about 300 ° C. Under these conditions, a hard wear protection surface is formed which, in addition to the cubic BN phase, still contains only small portions of the hexagonal BN and about 5% carbon, probably as a carbide or sp3 bond. The benefit of the wear protection layer 10, consisting of c-BN or diamond, is an overview of the integration of thin film sensors in that one dielectric layer can be omitted with respect to your conductivity with Ti-based ductile layer systems.

Kuvassa 4 on esitetty vielä eräs sovellu-15 tusesimerkki kääntöteräpalasta 27, johon on järjestetty yhdistelmä lämpötila- ja kulumistuntoelimistä ("moni-toimi tuntoelin" ) . Tässä sovellutusesimerkissä ovat läm-pötuntoelimien meanderinmuotoiset osat 12 kulumistun-toelinjärjestelyn virranjohtimissa 16 integroitu niin, 20 ettei lämpötilatuntoelimiä varten tarvitse järjestää lisää virranjohtimia.Figure 4 shows yet another example of an embodiment 15 of a knife blade 27 provided with a combination of temperature and wear sensors ("multi-function sensor"). In this exemplary embodiment, the meander-shaped portions of the heat sensing elements 12 in the current conductors 16 of the wear sensing arrangement are integrated so that no additional current conductors are required for the temperature sensing elements.

. On itsestään selvää, että muita tuntoelimiä voi olla integroituna työkaluihin, joita on muodostettu suoraan kerroksina tai joita on voitu järjestää työka-25 lulle esim. alapuolelle tai pitimeen. Niin voi esim. voima- ja/tai taivutustuntoelin olla päällepantuna •J j pietsosähköisenä kerroksena tai muodostettuna venymän- mittaussiltana. Voidaan myös ajatella vibraatiotun-toelimiä niin, että suuri osa vaikutussuureita voidaan : 30 kompensoida.. It is self-evident that other sensors may be integrated into tools that are directly formed in layers or that can be arranged on the tool, e.g., below or in the holder. Thus, for example, the force and / or bending member may be applied as a piezoelectric layer or formed as a strain gauge bridge. Alternatively, vibration tuning means may be contemplated so that a large portion of the effect quantities can be compensated.

• * · • · » • · • · · • » · • · » • · · > · » · • · » i · · · • * * ! j• * · • • »• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • i! j

Claims (19)

1. Verktyg för omformnings- och spänavskilj-ningsanordningar, som kan fästas till en hällare, och till vilket tillhör ett substrat med därpä anordnade 5 ätminstone en temperatursensor (10) och ätminstone en nötningssensoranordning (11), vilka är utformade som strukturerade ledande metallskikt, och ett nötnings-skyddsskikt som omfattar ett skiktsystem, varvid sen-sorerna (3, 10, 11) kan förbindas med en bearbetnings-10 koppiing (8), och sensorerna (3, 10, 11) är anordnade pä verktygets raka nötningsyta, kännetecknat därav att skiktsystemet är en sluten skiktuppbyggning, där det finns ätminstone ett första gradientskikt som implanterat uppväxt pä ytan av substratet, vilket kon-15 tinuerligt övergär frän ett med substratet förbundet metallskikt tili ett isoleringsskikt, och ätminstone ett ledande strukturerat metallskikt som bildar sensorerna, och nötningsskyddsskiktet.1. Tools for reshaping and clamping separators which can be attached to a holder and to which a substrate is provided with at least one temperature sensor (10) and at least one wear sensor device (11), which are formed as structured conductive metal layers. and an abrasion protection layer comprising a layer system wherein the sensors (3, 10, 11) may be connected to a machining coupling (8), and the sensors (3, 10, 11) are arranged on the straight abrasion surface of the tool, characterized wherein the layer system is a closed layer structure, wherein there is at least a first gradient layer implanted on the surface of the substrate, which continuously transfers from a metal layer connected to the substrate to an insulation layer, and at least a conductive structured metal layer forming the sensors, and the wear protection layer. 2. Verktyg enligt patentkrav 1, kanne-20 tecknat därav att ätminstone ett ledande struk- turerat metallskikt som bildar sensorerna (3, 10, 11) är utformat tili ett andra gradientskikt, vilket kon-tinuerligt övergär frän första gradientskiktets isole- • · · ringsskikt tili ett metallskikt. y [· 252. A tool according to claim 1, characterized in that at least one conductive structured metal layer forming the sensors (3, 10, 11) is formed into a second gradient layer, which continuously transfers from the insulation layer of the first gradient layer. ring layer into one metal layer. y [· 25 3. Verktyg enligt patentkrav 1 eller 2, • * » ·’·! ί kännetecknat därav att tili tvä, i varje *.· · fall för sig, framför det liggande skikt har anordnats implanterade ledande strukturerade metallskikt som bildar sensorerna (3, 10, 11), av vilka det ena är ett 30 motständsskikt som bildar nötningssensoranordningen, och det andra är ett termoresistivt skikt som bildar • · · temperatursensorerna.3. A tool according to claim 1 or 2, characterized in that in two cases, in each case, in front of the lying layer, there are provided implanted conductive structured metal layers which form the sensors (3, 10, 11), one of which is a resistance layer forming the wear sensor device, and the second is a thermoresistive layer which forms the temperature sensors. *···* 4. Verktyg enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat därav att nötningsskyddsskiktet • · · · 35 är utformat som tredje gradientskikt under mellankopp-lingen av isoleringsskiktet. 15 1 10357* ··· * 4. Tool according to any one of claims 1-3, characterized in that the abrasion protection layer is formed as a third gradient layer during the intermediate connection of the insulation layer. 15 1 10357 5. Verktyg enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav att de första och andra gradientskikten är titan- titanoxidskikt, och det tredje gradientskiktet är titan- titannitridskikt.5. A tool according to any one of claims 1-4, characterized in that the first and second gradient layers are titanium titanium oxide layers, and the third gradient layer is titanium titanium nitride layers. 6. Verktyg enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat därav att nötningsskyddsskiktet är ett implanterat kubiskt bornitridskikt eller dia-mantskikt, som implanterats i skiktet som ligger under det.Tool according to any of claims 1-3, characterized in that the abrasion protection layer is an implanted cubic boron nitride layer or diamond layer implanted in the layer below it. 7. Verktyg enligt nägot av patentkraven 1-6, kännetecknat därav att substratet är en vändskärplatta (2) av härdmetall eller kerametall, varvid skiktuppbyggnaden är anordnad pä spänytan av bettet med eller utan spänledande spär.7. A tool according to any one of claims 1-6, characterized in that the substrate is a annealing plate (2) of tempered metal or ceramic metal, the layer structure being arranged on the clamping surface of the bite with or without clamping guide rails. 8. Verktyg enligt nägot av patentkraven 1-7, kännetecknat därav att bearbetningskoppling-! en (8) är utformad som mikrochips, vilket är anordnat pä verktyget eller hällaren och är förbundet med sen-sorerna.Tool according to any of claims 1-7, characterized in that the machining coupling-! one (8) is formed as microchips, which are arranged on the tool or holder and are connected to the sensors. 9. Verktyg enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknat därav att kraft- och/eller böj-"·* sensorer är anordnade som ferroelektriska eller piezo- '·”· resistiva skikt.Tool according to any of claims 1-8, characterized in that force and / or bending sensors are arranged as ferroelectric or piezo-resistant layers. ·,·,· 10. Anordning för regiering av omformnings- : ·.: 25 och spänavskiljningsförfaranden, med en omformnings- • och spänavskil jningsanordning, vilken uppvisar ett i en hällare inspänt verktyg enligt nägot av patentkraven 1-9, kännetecknat därav att i anordning- . . en det finns en styrnings-regleringskoppling, vilken 30 via verktygets sensorer är förbunden tili bearbet-·;·* ningskopplingen for mottagande av temperatur- och nöt- : nings- och eventuellt kraftsignaler, och styr avhäng- igt av dessa signaler omformnings- och spänavskilj- , *. ningsanordningens parametrar, säsom hastighet, fram- • · · ··’ ; 35 matning eller liknande. '· VApparatus for controlling conversion: ·: 25 and clamp separation methods, with a transformation and clamp separating device, which has a tool inserted into a holder according to any of claims 1-9, characterized in that: device. . there is a control-control circuit which is connected via the tool's sensors to the processing circuit for receiving temperature and wear and possibly power signals, and, depending on these signals, converter and voltage separation -, *. the parameters of the device, such as speed, speed; Feed or the like. '· V 11. Förfarande för framställning av ett verk- tyg för omformnings- och spänavskiljningsanordningar 110357 16 enligt nägot av patentkraven 1-9, känneteck-n a t därav att substratet utsätts för jonetsning, och direkt pä nötningsytan uppväxes kontinuerligt ett gra-dientskikt genom förstoftning vid tilltagande tillför-5 sei av reaktionsgas, vilket gradientskikt övergär frän ett metallskikt tili ett isoleringsskikt, att ätmin-stone ett ledande sensorskikt anbringas genom förstoftning, och därefter struktureras, och att nötnings-skyddsskiktet avskiljs genom förstoftning, varvid alla 10 skikt uppväxer samtidigt under en styrd jonbeskjut-ning.11. A method of producing a tool for remodeling and clamp separating devices according to any one of claims 1-9, characterized in that the substrate is subjected to ion etching and a gradient layer is continuously raised on the abrasion surface by sputtering upon increasing supply of reaction gas, which gradient layer transfers from a metal layer to an insulation layer, that at least a conductive sensor layer is applied by sputtering, and then structured, and that the wear-protective layer is separated by sputtering, all layers being raised simultaneously under a controlled jonbeskjut solution. 12. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n -netecknat därav att det ledande sensorskiktet anbringas som ett gradientskikt under rädande tillta- 15 gande reduktion av reaktionsgaserna.12. A method according to claim 11, characterized in that the conductive sensor layer is applied as a gradient layer during rescue-induced reduction of the reaction gases. 13. Förfarande enligt nägot av patentkrav 11 eller krav 12, kännetecknat därav att nöt-ningsskyddsskiktet uppväxes som ett gradientskikt genom att tillägga tillförseln av reaktionsgasen. 20Process according to any of Claim 11 or Claim 12, characterized in that the abrasion protection layer is raised as a gradient layer by adding the supply of the reaction gas. 20 14. Förfarande enligt nägot av patentkraven 11-13, kännetecknat därav att mängden av ma-•h* terial som avlägsnas substratet under jonetsningen, *·*"· och/eller densiteten och härdheten hos de anbringade skikten i skiktuppbyggnaden styrs med hjälp av för-25 spänningen respektive f örspänningspotentialen tili ; substratet för jonbeskjutning, varvid värden ligger mellan 70V och 2000V. • · ·Process according to any of claims 11-13, characterized in that the amount of material removed from the substrate during ion etching, and / or the density and hardness of the applied layers in the layer structure is controlled by means of -25 voltage and pre-voltage potential respectively; the substrate for ion shooting, the values being between 70V and 2000V. 15. Förfarande enligt nägot av patentkraven . . 11-14, kännetecknat därav att det tillhör 30 följande steg: ···’ (a) förrengöring av substratet genom jonetsning, : (b) anbringandet av ett som vidhäftningsförbättrings- skikt och isoleringsskikt verkande gradientskikt Ti-TiOx-Ti02-isoleringsskikt pä substratet genom ett :·: · 35 förstoftningsförfarande, och med tilltagande till- försel av syre, 110357 17 (c) anbringandet av ett ledarbanskikt som innehäller Ti, Mo eller W, med förstoftningsförfarandet, (d) anordnande av en mask som motsvarar de önskade le-darbanorna och kantaktytorna, ooh etsande av ett 5 icke av masken täckt ledarbanskikt, (e) anbringandet av ett termoresistivt skikt av Mo eller liknande genom förstoftning, (f) strukturering av det termoresistiva skiktet i en-lighet med steg d) , 10 (g) anbringandet av ett andra Ti02-isoleringsskikt vil- ket motsvarar steg b), och I (h) anbringandet av ett nötningsskyddsskikt som gradi- ! entskikt Ti-TiN genom sprutande och tilltagande tillförsel av kväve. 15A method according to any of the claims. . 11-14, characterized in that it belongs to the following steps: ··· '(a) pre-cleaning the substrate by ion etching; (b) applying a gradient layer Ti-TiOx-TiO2 insulating layer to the substrate as an adhesion enhancement layer and insulation layer by (c) the application of a conductor coating layer containing Ti, Mo or W, by the sputtering process, (d) providing a mask corresponding to the desired le (d) applying a thermoresistive layer of Mo or the like by sputtering; (f) structuring the thermoresistive layer according to step d); g) the application of a second TiO2 insulation layer corresponding to step b), and I (h) the application of an abrasion protection layer as a gradient. entrapment Ti-TiN by spraying and increasing supply of nitrogen. 15 16. Förfarande enligt nägot av patentkraven 11-14, kännetecknat därav att det tillhör följande steg: (a) förrengöring av substratet genom jonetsning, (b) anbringandet av ett gradientskikt av TiBN och ett 20 isoleringsskikt av BN i # (c) anbringandet av ett ledarbanskikt som innehäller ·*·* Ti, Mo eller W, (d) strukturering av ledarbanskiktet, ·.·.♦ (e) förstoftning av ett termoresistivt skikt av Mo el- : 25 ler liknande material, : (f) strukturering av ett termoresistivt skikt, (g) anbringandet av ett gradientvidhäftningsskikt och ett nötningsskyddsskikt av c-BN genom förstoftning.Method according to any of claims 11-14, characterized in that it belongs to the following steps: (a) pre-cleaning of the substrate by ion etching, (b) applying a gradient layer of TiBN and an insulating layer of BN in # (c) applying (d) structuring the conductor layer; (e) sputtering a thermoresistive layer of Mo or similar material; (f) structuring the conductor layer; a thermoresistive layer; (g) the application of a gradient adhesion layer and a c-BN abrasion protection layer by sputtering. . 17. Förfarande enligt nägot av patentkraven • · · 30 11-16, kännetecknat därav att substratets ·;·* temperatur under framställningen av skiktet ligger : : : inom omrädet frän 50°C tili 900°C.. Method according to any of claims 11-16, characterized in that the temperature of the substrate during the preparation of the layer is::: within the range from 50 ° C to 900 ° C. 18. Förfarande enligt nägot av patentkraven , \ 11-17, kännetecknat därav att ledarbanorna ·;· * 35 och det termoresistiva skiktet tempereras för stabili- *· '·’ sering. 110357 18Method according to any of the claims, 11-17, characterized in that the conductor webs and the thermoresistive layer are tempered for stabilization. 110357 18 19. Förfarande enligt nägot av patentkraven 11-18, kännetecknat därav att för strukture-ring av sensorskikten vid krökta substratytor används litografi med stor djupverkan, exempelvis röntgenlito-5 grafi, laserlitografi eller treskiktstekniken. » « ·19. A method according to any of claims 11-18, characterized in that for the structuring of the sensor layers at curved substrate surfaces, lithography with great depth effect is used, for example X-ray lithography, laser lithography or the three-layer technique. »« ·
FI952616A 1994-05-30 1995-05-29 Tool for remodeling and chip removal devices, device for controlling remodeling and chip removal methods and process for making a tool FI110357B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4419393 1994-05-30
DE4419393A DE4419393A1 (en) 1994-05-30 1994-05-30 Tool for metal forming and machining devices and method for producing a coated tool

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI952616A0 FI952616A0 (en) 1995-05-29
FI952616A FI952616A (en) 1995-12-01
FI110357B true FI110357B (en) 2002-12-31

Family

ID=6519687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI952616A FI110357B (en) 1994-05-30 1995-05-29 Tool for remodeling and chip removal devices, device for controlling remodeling and chip removal methods and process for making a tool

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0685297B1 (en)
AT (1) ATE190888T1 (en)
DE (2) DE4419393A1 (en)
FI (1) FI110357B (en)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2744461B1 (en) * 1996-02-01 1998-05-22 Tecmachine TITANIUM NITRIDE DOPED BY BORON, SUBSTRATE COATING BASED ON THIS NEW COMPOUND, HAVING HIGH HARDNESS AND ALLOWING VERY GOOD WEAR RESISTANCE, AND PARTS WITH SUCH COATING
DE19632377B4 (en) * 1996-08-10 2005-06-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Indexable insert
DE19633942B4 (en) * 1996-08-22 2007-10-04 Siemens Ag Holder, in particular for a tool cutting edge, system for holding a holder and application of the holder and / or system
DE19751708A1 (en) * 1996-11-21 1998-05-28 Fraunhofer Ges Forschung Mechanical component with functional coating
DE19713840C1 (en) * 1997-04-04 1998-10-08 Volker Dipl Ing Relling Electronic component contacting method for integrated acoustic emission sensor in cutting tool
DE19813033A1 (en) * 1998-03-25 1999-09-30 Gottzmann Andreas Device for detecting plate fractures and wear in indexable insert for metalworking machine
DE19925458C2 (en) * 1999-06-02 2002-07-18 Fraunhofer Ges Forschung Manufacturing process for forming, stamping and injection molding tools
DE19925460C2 (en) * 1999-06-02 2001-05-17 Fraunhofer Ges Forschung Sliding and / or rolling pairings with thin-film sensors
DE19927760A1 (en) 1999-06-17 2000-12-21 Daimler Chrysler Ag Device and method for the thermographic examination of functional surfaces on forming tools
DE19954164B4 (en) * 1999-11-10 2008-08-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensor for determining the state of characteristics of mechanical components using amorphous carbon layers with piezoresistive properties
DE20013519U1 (en) * 2000-08-05 2001-06-13 Arthur Habermann GmbH & Co KG, 58453 Witten Device in particular for monitoring wear and breakage of components
US6592303B2 (en) * 2000-08-30 2003-07-15 Kyocera Corporation Throw-away tip
US7052215B2 (en) * 2001-03-29 2006-05-30 Kyocera Corporation Cutting tool with sensor and production method therefor
DE10144271A1 (en) * 2001-09-08 2003-03-27 Bosch Gmbh Robert Sensor element for measuring a physical variable between two bodies which move relative to each other and are subjected to high tribological strain, whereby the element has very high wear resistance to increase its service life
DE10144269A1 (en) 2001-09-08 2003-03-27 Bosch Gmbh Robert Sensor element for measuring a physical variable between two bodies which move relative to each other and are subjected to high tribological strain, whereby the element has very high wear resistance to increase its service life
DE10223985A1 (en) * 2002-05-29 2003-12-18 Siemens Ag Arrangement from a component and a control device, method for producing the arrangement and use of the arrangement
WO2004025234A1 (en) * 2002-09-10 2004-03-25 Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Use of a coating consisting of diamond-like carbon
DE10253178B4 (en) * 2002-09-10 2004-08-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Use a layer of diamond-like carbon
US8151623B2 (en) * 2002-09-23 2012-04-10 Siemens Energy, Inc. Sensor for quantifying widening reduction wear on a surface
DE10303425A1 (en) * 2003-01-29 2004-08-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for determining the stress on a tool
FR2851818B1 (en) * 2003-02-27 2005-06-03 Cirtes Src CUTTING TOOL PROVIDED WITH MEANS OF MEASUREMENT.
DE10331603B4 (en) * 2003-07-12 2007-03-08 Koenig & Bauer Ag Device with rolling cylinders with at least one sensor and a method for measuring wear of bearer rings
DE102004033119A1 (en) * 2004-07-08 2006-02-02 Siemens Ag Control method for a machine tool with numerical control, machine tool, and machining head and tool holder
DE102011108753A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Tu Darmstadt Indexable insert has actuator that is provided for metrological detection of vibrations of cutting edge
CN102699362B (en) * 2012-06-26 2013-10-16 哈尔滨工业大学 Intelligent diamond cutter with real-time sensing and monitoring system and cutter body matched with intelligent diamond cutter
DE102016223201A1 (en) * 2016-11-23 2018-05-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Machining tool for a processing machine
DE102016223197A1 (en) * 2016-11-23 2018-05-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Tool holder for a machining tool, tool unit and measuring device
DE102017204109B4 (en) 2017-03-13 2019-03-14 Gühring KG Use of a doped with foreign atoms diamond layer for detecting the degree of wear of an undoped diamond functional layer of a tool
CN108817880B (en) * 2018-06-29 2019-09-13 华中科技大学 A kind of cutting tool and preparation method with inserted thin film temperature sensor
DE102018125036A1 (en) * 2018-10-10 2020-04-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for reshaping a particularly metallic workpiece
DE102021108310A1 (en) * 2021-04-01 2022-10-06 Lisa Dräxlmaier GmbH punching device
CN113118488B (en) * 2021-04-29 2022-05-10 嘉兴鸷锐新材料科技有限公司 Numerical control cutter with embedded modular ceramic packaging monitoring chip
CN115673871A (en) * 2022-10-26 2023-02-03 天津大学 Online cutter wear detection method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD106974A1 (en) * 1973-10-31 1974-07-12
JPS54154373A (en) * 1978-05-26 1979-12-05 Hitachi Ltd Manufacture of surface sensors
DE3152742C2 (en) * 1981-02-23 1985-06-27 Vsesojuznyj nau&ccaron;no-issledovatel'skij instrumental'nyj institut, Moskva Tool for machining with a multi-layer coating
SE452911B (en) * 1984-07-06 1987-12-21 Birger Alvelid PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF THE MECHANICAL COMPONENTS, ALSO DIFFICULT MECHANICAL COMPONENTS
GB8600829D0 (en) * 1986-01-23 1986-02-19 Gillette Co Formation of hard coatings on cutting edges
CH669347A5 (en) * 1986-05-28 1989-03-15 Vni Instrument Inst
SE460403B (en) * 1987-10-20 1989-10-09 Birger Alvelid CUTTING TOOL MADE WITH CONDITIONER
EP0596619A1 (en) * 1992-11-03 1994-05-11 Crystallume Diamond-coated article with integral wearout indicator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0685297A1 (en) 1995-12-06
DE4419393A1 (en) 1995-12-07
FI952616A0 (en) 1995-05-29
FI952616A (en) 1995-12-01
EP0685297B1 (en) 2000-03-22
DE59508025D1 (en) 2000-04-27
ATE190888T1 (en) 2000-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI110357B (en) Tool for remodeling and chip removal devices, device for controlling remodeling and chip removal methods and process for making a tool
US6899798B2 (en) Reusable ceramic-comprising component which includes a scrificial surface layer
EP2839051B1 (en) High performance tools exhibiting reduced crater wear in particular by dry machining operations
KR101800337B1 (en) Electrostatic chuck device
KR101309716B1 (en) Plasma resistant coatings for plasma chamber components
KR100885664B1 (en) Method for manufacturing thick film using high rate and high density magnetron sputtering way
CN100564031C (en) The object that diamond-like carbon hard multilayer film forms and its manufacture method
EP2017366B1 (en) A method for the manufacture of a hard material coating on a metal substrate and a coated substrate
EP2466633B1 (en) High efficiency electrostatic chuck assembly for semiconductor wafer processing
CN102414837B (en) For depositing the tiling substrate with extension stripping process
Fietzke et al. The deposition of hard crystalline Al2O3 layers by means of bipolar pulsed magnetron sputtering
US20080149322A1 (en) Metal Coated Graphite Sheet
US4828934A (en) Method of protecting ceramic bodies against mechanical and thermal action
SE527179C2 (en) Thin film solar cell or thin film battery, comprising a zirconia coated ferritic chrome strip product
SE0402180D0 (en) Deposition of Ti1-xAlxN using Bipolar Pulsed Dual Microwave Sputtering
SE453265B (en) CUTTING TOOLS WITH RESISTABLE COATING AND PROCEDURES FOR PRODUCING THIS
JP5192810B2 (en) Laminated composite material with cubic boron nitride
Shishkovsky et al. Chemical and physical vapor deposition methods for nanocoatings
US8237333B2 (en) Piezoelectric actuator and method for producing a piezoelectric actuator
WO2008082977A2 (en) Electrostatic chuck and method of forming
SE520716C2 (en) A process for manufacturing a cutting tool coated with alumina
EP2763162B1 (en) Preventing metal contamination of a component in semi-conductors
KR20120070558A (en) Method for producing indexable inserts
CN114050216A (en) Flexible electronic device and laser processing method thereof
KR100867756B1 (en) Method for manufacturing substrate of ceramics pcb using high rate and high density magnetron sputtering way