Kaum ein Produkt kommt heute ohne Oberflächenbehandlung aus – sei es zur Verbesserung der Funktionalität oder der Optik. Als Marktplatz innovativer Verfahren bietet die Fachmesse Surfacts einen Überblick über aktuelle Entwicklungen in der Oberflächenbehandlung.
Ob Fahrzeugindustrie, Maschinen- und Anlagenbau, Luft- und Raumfahrt- oder Medizintechnik – in allen Branchen wachsen die Anforderungen an Korrosionsschutz, Verschleißbeständigkeit, Gleitfähigkeit und Optik von Oberflächen, ebenso wie die an Wirtschaftlichkeit und Ökologie. Die Oberflächentechnik sorgt mit maßgeschneiderten Schichten für anwendungsgerechte technische, dekorative und haptische Eigenschaften.
Einen Überblick über aktuelle Entwicklungen in der Oberflächenbehandlung bietet die Fachschau Surfacts. Die 4. internationale Fachmesse für Oberflächentechnik findet vom 9. bis 11. Oktober in Karlsruhe statt. Die Aussteller geben mit neuen Entwicklungen, prozesssicheren und umweltverträglichen Verfahren sowie einer immer breiteren Palette an abscheidbaren Materialien Antworten auf die Fragen nach maßgeschneiderten technischen, optischen und haptischen Eigenschaften.
ChromVI-Substitution
Eines der Hauptthemen in der Oberflächentechnik ist die Substitution ChromVI-haltiger Schichten. Ersetzt werden entsprechende Systeme durch dreiwertige Zink-Legierungs-Beschichtungen oder völlig chromfreie Passivierungen, die auch für Aluminium- und Magnesium-Legierungen zur Verfügung stehen. Sie basieren einerseits auf ständig optimierten und neuentwickelten Elektrolyten, andererseits auf der Entwicklungsarbeit bei Dünn- und Dickschicht-Passivierungen. Der Korrosionsschutz lässt sich optimieren durch organische oder silikatische Versiegelungen, sogenannte Topcoats. Auf dem Vormarsch sind auch sogenannte Duplex-Beschichtungen. Dabei werden die Werkstücke mit Zink oder einer Zink-Legierung sowie einer KTL-Lackierung beschichtet. Multifunktionsschichten lassen sich durch neue chromatfreie Beschichtungsverfahren erzeugen, die extrem niedrige Reibwerte mit hohem Korrosionsschutz und einem außergewöhnlich stabilen Verschleißschutz verbinden.
Dünne Schichten
Plasmatechnische Verfahren wie PVD- und CVD-Verfahren ermöglichen durch das Aufbringen von zum Teil nur wenige Tausendstel Millimeter dicker Schichten die vielfältige Modifikation von Oberflächen. Im Plasma- Beschichtungsprozess können aus der Gasphase auf der Oberfläche von Metallen, Kunststoffen, Keramiken und Gläsern metallische, keramische oder Diamant-Schichten mit sehr guter Haftung abgeschieden werden.
Diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC – Diamond-like Carbon), wie sie unter anderen von der Ionbond AG, Olten/Schweiz, (Halle 1, Stand C 081) angeboten werden, sind chemisch inerte, verschleißfeste und reibarme Plasma-Beschichtungen. Sie optimieren den Verschleiß- und Korrosionsschutz von Komponenten in tribologischen Systemen wie beispielsweise bewegte Maschinenteile oder Antriebs- und Motorenelemente. Modifizieren lassen sich DLC-Schichten auch für spezielle Einsätze etwa in der Medizintechnik sowie der Pharmazeutik- und der Lebensmittelindustrie. So können beispielsweise hohe Härte, extreme Verschleißbeständigkeit und sehr geringe Reibwerte mit hoher Biokompatibilität und antibakterieller Wirkung kombiniert werden. Spezielle Effekte wie Easy-to-clean-Oberflächen lassen sich mit Hilfe der Plasma- Beschichtungstechnik ebenfalls realisieren.
Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet von Plasma-Beschichtungen ist die Metallisierung von Kunststoffen. Durch die gezielte Auswahl der Metalltypen und deren Schichtdicke generiert zum Beispiel die Hartec Anlagenbau GmbH, Stetten am kalten Markt, (Halle 1, Stand D 072) Schichten mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften, zum Beispiel leitfähig oder nicht-leitfähig. Häufig ermöglicht die Beschichtung eine kostengünstigere Auslegung der Fertigungsschritte und verbessert die Konstruktionsvoraussetzungen hinsichtlich der Formgestaltung.
Sol-Gel-Beschichtungen
Sol-Gel steht für nass-chemische Verfahren, mit denen sich Beschichtungen mit vielfältigen Eigenschaften herstellen lassen. Im Sol-Gel-Prozess wird aus löslichen Verbindungen wie Silan-Monomeren ein Sol, eine kolloide Lösung mit frei beweglichen Teilen, hergestellt und durch Sprühen oder Tauchen auf die Werkstücken aufgebracht. Nach dem Verdunsten der Trägerflüssigkeit vernetzen die Silan-Monomere miteinander und bilden ein nanoskaliges, glasartiges Silizium-Netzwerk auf der Werkstückoberfläche, das eine chemische Bindung mit dem Substrat eingeht.
Bei den anorganisch-organofunktionellen Sol-Gel-Systemen der Interlotus Nanotechnologie GmbH, Datteln, (Halle 1, Stand A 077) lassen sich in das anorganische Silizium-Netzwerk funktionelle Gruppen einbauen, die individuell auf das jeweilige Anforderungsprofil abgestimmt werden und der Oberfläche neue Eigenschaften verleihen. Korrosionsbeständigkeit, erhöhte Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit gegenüber Säuren und Basen lassen sich ebenso einstellen wie Easy-to-clean-Eigenschaften, Antifingerprint oder Hydrophobie. Die Beschichtung kann zudem elastisch eingestellt werden, so dass der veredelte Werkstoff auch umzuformen ist. re
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