بریمن، جرمنی - فرون ہوفر کے محققین کے ذریعہ تیار کردہ نئی الٹرا پلاس کوٹنگ بنیادی تشکیل کے عمل کے چیلنجوں کا ایک اہم حل ثابت ہوئی ہے۔ یہ اعلی درجے کی ریلیز اور صاف کرنے میں آسان کوٹنگ کو کولڈ پلازما کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے ایک تدریجی پرت کے طور پر لاگو کیا جاتا ہے اور یہ ٹول اسٹیل، سٹینلیس سٹیل اور ایلومینیم جیسے مواد کے لیے موزوں ہے۔ الٹرا پلاس کی منفرد جسمانی خصوصیات حتیٰ کہ نینو اسکیلڈ اور عکاس سطحوں کو بھی کامل ڈھالنے کے قابل بناتی ہیں۔ پروسیسنگ کے بعد کے مراحل کی تعداد کو کم کرکے اور بیرونی ریلیز ایجنٹوں کو ترک کرکے، درخواست کو انتہائی اقتصادی درجہ بندی کیا جاتا ہے۔
اعلیٰ معیار کی اور جدید ترین آلے کی سطحوں کو اس طرح کیسے لیپت کیا جا سکتا ہے کہ پیداوار بہتر ہو، اور صفائی کے عمل میں کافی تاخیر ہو یا آسان ہو؟ Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM کے محققین نے Industrielle Gemeinschaftsforschung IGF کی مالی اعانت سے چلنے والے "GlossyCast" اور "UltraTrenn" منصوبوں میں شراکت داروں کے ساتھ مل کر اس سوال کی چھان بین کی۔ تحقیقی منصوبوں کا مقصد زنک ہائی پریشر ڈائی کاسٹنگ اور پلاسٹک انجیکشن مولڈنگ کے مخصوص دباؤ کو مستقل طور پر برداشت کرتے ہوئے ڈیمولڈنگ قوتوں اور ذخائر کی تشکیل کو کم کرنا تھا۔
خاص طور پر، تکنیکی پلاسٹک کے پرزوں کی انجیکشن مولڈنگ کو ڈیمولڈنگ فورسز اور ذخائر کی تشکیل کو کم کرنے کے حل کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کا اطلاق ہائی گلوس سطحوں یا انتہائی متعین مائیکرو اسٹرکچرز، جیسے پلاسٹک لینز، آرائشی تراشوں یا اعلی جہتی درستگی والے کنیکٹرز کے ساتھ اجزاء کی تیاری پر ہوتا ہے۔ اسی طرح، زنک ہائی پریشر ڈائی کاسٹنگ میں، مولڈ کی سطح پر جمع ہونے کے ساتھ ساتھ ریلیز ایجنٹوں اور چکنا کرنے والے مادوں کے ذخائر اعلیٰ معیار کے، چمکدار زنک کاسٹنگ کی پیداوار کو روکتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں کاسٹ حصوں کی پوسٹ پروسیسنگ کے لیے کافی لاگت آتی ہے۔ اس سے قطع نظر، اکیلے ریلیز ایجنٹ کا اطلاق سائیکل کے وقت کا 20 فیصد تک ہو سکتا ہے، اس کا مطلب ہے کہ اگر ریلیز ایجنٹس کی مزید ضرورت نہیں ہے تو بچت کے کافی امکانات ہیں۔
پروجیکٹوں کے اندر انتہائی ہموار، آپٹیکل سطحوں (Ra <25 nm) کی مذکورہ بالا ضرورت کو پورا کرنے کے لیے، کوٹنگ خود ہموار اور ساخت کے بغیر ہونی چاہیے۔ اس کو حاصل کرنے کے لیے، کولڈ پلازما عمل، نام نہاد PE-CVD عمل (پلازما میں اضافہ شدہ کیمیائی بخارات کا ذخیرہ) استعمال کیا گیا۔ تدریجی تہہ بنا کر، یہ عمل ایک طرف پروڈکٹ کے جسم میں بہترین پرت کو چپکنے کے قابل بناتا ہے اور دوسری طرف مصنوعات کی طرف بہترین جسمانی خصوصیات کے ساتھ غیر معمولی نان اسٹک خصوصیات۔
اس طرح سے تیار ہونے والی کوٹنگ کی خصوصیت ہے، مثال کے طور پر، لچک کے اعلی ماڈیولس (28 – 32 GPa) اور اعلی کثافت (1.5 g/cm³)۔ اس کے نتیجے میں Mohs کی سختی کی حد 5.5 ہوتی ہے، جو کہ شیشے یا تامچینی کے برابر ہے۔ خصوصیت سے، ایک نان اسٹک کوٹنگ کے طور پر، اس میں سطح کی توانائی بھی کم ہے (< 28 mN/m) with low polarity (< 1.5 mN/m).
اس رویے کی تائید اس حقیقت سے ہوتی ہے کہ فرون ہوفر کے محققین نے الٹرا پلاس کوٹنگ تیار کرنے میں کامیابی حاصل کی ہے جس کی موٹائی 100 این ایم سے کم ہے۔ یہ ایک اچھا نان اسٹک اثر فراہم کرنے کے لیے GlossyCast پروجیکٹ میں بھی ضروری ثابت ہوا۔ اس کے علاوہ، پتلی، ساخت کے بغیر پرتیں دونوں نانوسکل سطح کے ڈھانچے کی اجازت دیتی ہیں، مثال کے طور پر، نینو پرنٹ کے عمل کے لیے، اور آئینے کی چمک والی سطحوں کو بالکل دوبارہ تیار کیا جا سکتا ہے۔
مختلف صنعتی کمپنیوں میں منصوبوں کے ایک حصے کے طور پر کئے گئے وسیع عملی ٹیسٹوں سے پتہ چلتا ہے کہ انجکشن مولڈنگ کے میدان میں ڈیمولڈنگ فورسز اور ڈپازٹس کی تشکیل کم ہوتی ہے۔ یہ بھی دکھایا گیا ہے کہ آسنجن قوتوں میں کمی کل ڈیمولڈنگ فورسز کو کم کرتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، ڈیمولڈنگ درجہ حرارت میں اضافہ کیا جا سکتا ہے، اور رگڑ کی مقدار کو کم کیا جا سکتا ہے.
آرٹ کی حالت کے برعکس، کوٹنگز کو مؤثر طریقے سے اور آہستہ سے پلازما ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ہٹایا جا سکتا ہے تاکہ، اگر ضرورت ہو تو، کوالٹی کے نقصان کے بغیر ایک نئی کوٹنگ کو کئی بار لگایا جا سکتا ہے۔ یہ خاص طور پر ہائی گلوس ٹول کی سطحوں کے لیے دلچسپ ہے، کیونکہ یہ وقت گزارنے والی پالش یا انتہائی درست مشینی کی ضرورت کو ختم کرتا ہے۔
یہ بھی دکھایا گیا ہے کہ کاسٹنگ ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے اعلی معیار کی زنک ڈائی کاسٹ سطحوں کی براہ راست پیداوار معاشی کارکردگی میں نمایاں اضافہ کر سکتی ہے۔ کاسٹ حصوں کی سطح کے معیار کو نمایاں طور پر بہتر بنا کر، مہنگے اور وقت لینے والے میکانیکل پوسٹ پروسیسنگ کے اقدامات جیسے کہ بلاسٹنگ، گرائنڈنگ، اور پالش کو آسان بنایا جا سکتا ہے یا ان سے مکمل طور پر گریز کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، الیکٹروپلاٹنگ کے انفرادی عمل کے مراحل کو چھوٹا یا کم کیا جا سکتا ہے۔ زنک ڈائی کاسٹنگ کے لیے اس پائیدار الٹرا پلاس ریلیز کوٹنگ کی ترقی فاؤنڈری ٹیکنالوجی میں ایک اہم پیشرفت ہے۔ رہائی کے ایجنٹوں کو کاٹنے کا امکان معدنیات سے متعلق معیار کو بہتر بنانے، پیداواری لاگت کو کم کرنے اور پیداوار کو زیادہ ماحول دوست بنانے کے لیے نئے امکانات کھولتا ہے۔
چونکہ کاسٹ پروڈکٹس بغیر ریلیز ایجنٹوں کے تیار کیے جاتے ہیں، الیکٹروپلاٹنگ کے لیے پری ٹریٹمنٹ کا وقت کم ہو جاتا ہے اور مواد کی کھپت کم ہو جاتی ہے۔ تیار کردہ اجزاء میں مطلوبہ کھردری ہوتی ہے۔ ہموار سطح کی وجہ سے، روشن تانبے کی چڑھائی کو تقسیم کیا جا سکتا ہے، جس سے مواد، وقت اور گندے پانی کی بچت ہوتی ہے۔ تانبے (سائنائیڈ) اور روشن نکل کی تہہ کی موٹائی کو 50 فیصد تک کم کرنے سے مواد اور وقت میں مزید بچت ہوئی۔
ترقی کے عمل کے بارے میں پس منظر کی معلومات: الٹرا پلاس کی ترقی سے پہلے پلاسلون نان اسٹک کوٹنگ تھی، جس کی خصوصیت اعلی سختی (Mohs سختی 4.5 – 5.5) اور 230 ڈگری تک بہترین درجہ حرارت کی مزاحمت ہے۔ اس پراپرٹی پروفائل نے PLASLON کو کک ویئر کے لیے ایک مقبول PFAS فری آسان صاف کرنے والی کوٹنگ بنا دیا ہے۔ مسلسل جدت طرازی اور الٹرا پلاس اور پلاسلون جیسی مصنوعات کی ترقی کے ذریعے، ہمارا ادارہ پیداواری عمل کو بہتر بنانے اور صنعت میں پائیداری کو فروغ دینے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔