PVD-Schichten

Verschleißschutzschichten

Durch Hartstoffbeschichtungen können die Gebrauchseigenschaften von Werkzeugen (z. B. mögliche Schnittgeschwindigkeiten, bearbeitbare Werkstoffe, Haltbarkeit) gegenüber unbeschichteten wesentlich verbessert werden.
© Fraunhofer IWS
Durch Hartstoffbeschichtungen können die Gebrauchseigenschaften von Werkzeugen (z. B. mögliche Schnittgeschwindigkeiten, bearbeitbare Werkstoffe, Haltbarkeit) gegenüber unbeschichteten wesentlich verbessert werden.

Moderne Bearbeitungstechnologien sind ohne Werkzeuge mit leistungsfähigen Beschichtungen nicht denkbar. Insbesondere innovative Verfahren wie die Hochgeschwindigkeits-, Hart- und Trockenbearbeitung stellen hohe Anforderungen an die Werkzeugoberfläche und erfordern zunehmend maßgeschneiderte, funktionelle und robuste Hochleistungsschichten. Zusätzlich zu den leistungsfähigen Werkzeugbeschichtungen stellt die Beschichtung von Maschinenelementen zur Einstellung optimaler Reib- und Verschleißeigenschaften den Schlüssel zur Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz sowie zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit dar.

Dekorative Schichten

Mittels PVD-Verfahren können dekorative Beschichtungen in verschiedenen Farben hergestellt werden. Neben opaken Schichten sind auch Farbeindrücke durch Interferenzeffekte möglich.
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Mittels PVD-Verfahren können dekorative Beschichtungen in verschiedenen Farben hergestellt werden. Neben opaken Schichten sind auch Farbeindrücke durch Interferenzeffekte möglich.

Neben den funktionellen Eigenschaften bieten PVD-Beschichtungen auch Möglichkeiten für die dekorative Oberflächengestaltung. Dabei ist die Eigenschaftskombination vieler Schichtsysteme (z. B. Kratzschutz + chemische Beständigkeit + Dekoration) für viele Anwendungen interessant, so beispielsweise für die Veredlung von Schmuckgegenständen, Wasserarmaturen, Türklinken etc. Zunehmend kommen PVD-basierte Lösungen auch als umweltfreundlicher Ersatz für galvanische Beschichtungen zum Einsatz. 

Elektrisch leitfähige Schichten

Sensorstruktur, hergestellt auf einem Keramikkörper durch PVD-Metallisierung und anschließende Laserstrukturierung.
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Sensorstruktur, hergestellt auf einem Keramikkörper durch PVD-Metallisierung und anschließende Laserstrukturierung.

PVD-Verfahren eignen sich perfekt zur Abscheidung dünner Schichten aus Metall oder Metallverbindungen. Zur Erzeugung komplexer Leiter- oder Sensorstrukturen sind entweder eine maskierte Beschichtung oder eine nachträgliche Strukturierung zum Beispiel mittels hoch präzisem Laserabtrag möglich. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen in der Metallisierung von Kunststoffen, Textilien etc., z. B. zur antistatischen Ausrüstung. Hochleitfähige Metallnitride eignen sich für die Beschichtung von elektrischen Kontakten zur Vermeidung von Verschleiß, Korrosion und Ablagerungen. 

Reibwerterhöhende Schichten

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer Beschichtung zur Reibwerterhöhung.
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Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer Beschichtung zur Reibwerterhöhung.

Die Funktion einer Vielzahl von Bauteilverbindungen wie Press-, Flansch- oder Schraubverbindungen basieren auf reibschlüssiger Kraftübertragung. Die übertragbaren Kräfte einer solchen Verbindung hängen wesentlich von den Haftreibwerten der Oberflächen der Reibpartner ab. Durch eine Erhöhung der vorhandenen Haftreibwerte können entsprechend größere Kräfte und Momente übertragen bzw. die Anzahl der Verbindungselemente (Schrauben) und deren Abmessungen reduziert werden.

Durch PVD-Beschichtungen mit einer speziell abgestimmten Mikrorauheit können die Haftreibwerte technischer Oberflächen drastisch erhöht werden. Die nur wenige Mikrometer dicken Schichten eignen sich zur Einstellung hoher Haftreibwerte in zahlreichen Anwendungen.