Neue Möglichkeiten für die 3D-Bauteilbeschichtung

  • 06. September 2016

Effiziente Hochrate-Elektronenstrahlbedampfung für für wirtschaftliche Prozesse.

Beschichtungen spielen eine wesentliche Rolle bei der Verbesserung der Funktionalität von Bauteilen. Leistungsfähige Schichtaufbauten schützen Bauteile vor vorzeitigem mechanischem Verschleiß, chemischer und thermischer Degradation oder minimieren Reibungsverluste in bewegten Systemen. Im Einsatz sind Bauteile oftmals extremen Belastungen ausgesetzt, da Wirkungsgrade durch höhere Temperaturen und höhere Drücke maximiert werden oder Teile mit reduziertem Gewicht gleiche Lasten aufnehmen müssen. Bauteil und Beschichtung müssen daher optimal aufeinander abgestimmt sein, um diesen Lastbedingungen standzuhalten, was zunehmend Schichtsysteme mit komplexem Aufbau erfordert.

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Abb.: NOVELLA – Anlage zur Beschichtung von 3D-Bauteilen. (Bild: FEP, Jürgen Lösel)

Im Bestreben der Entwicklung ressourcenschonender und effizienzsteigernder Technologien im Maschinen- und Anlagenbau steht die Industrie auch bei der Beschichtung von Komponenten dreidimensionaler Geometrie zur Funktionsoptimierung vor der Herausforderung der Kosteneffizienz.

Mit der vom Fraunhofer FEP und der Firma CREAVAC GmbH entwickelten Versuchsanlage NOVELLA steht eine Plattform zur effizienten Hochrate-Elektronenstrahlbedampfung von 3D-Bauteilen zur Verfügung. Die Anlage erlaubt die Realisierung von Vorbehandlungs-, plasmaaktivierten Verdampfungs- sowie auch Hybridprozessen, in denen die Elektronenstrahltechnologie mit dem Magnetronsputtern und der plasmaaktivierten chemischen Dampfabscheidung kombiniert werden kann.

Dr. Jens-Peter Heinß, Gruppenleiter für Bauteilbeschichtungen am Fraunhofer FEP, erläutert: „Der Aufbau der Anlage bietet unseren Forschungspartnern und Industriekunden derzeit einzigartige Möglichkeiten für die Durchführung von Machbarkeitsstudien und Materialentwicklungen. Mit den hohen Beschichtungsraten, die wir erzielen, lassen sich die Beschichtungsprozesse produktiver und im Endeffekt wirtschaftlicher gestalten.“

Dr. Heinß wird das Anlagenkonzept auf der 15th International Conference on Plasma Surface Engineering, vom 12. – 16. September 2016 in Garmisch-Partenkirchen, vorstellen.

Das Fraunhofer FEP widmet der neuen Anlage einen eigenen Workshop am 11. Oktober 2016: „Vision Components“. Dort wird die Anlage NOVELLA und deren Möglichkeiten zur Vakuumbeschichtung einem Publikum aus Fachleuten verschiedener Branchen vorgestellt. Aktuelle Trends der Vakuumbeschichtungstechnik für Verschleißschutz und tribologische Anwendungen werden diskutiert und neue Lösungsansätze vorgestellt.

In die Ausgestaltung der Versuchsanlage NOVELLA flossen wichtige Ergebnisse aus einem von der Europäischen Union und dem Freistaat Sachsen geförderten Verbundprojekt „3DEB“ (Förderkennzeichen 100146071) ein.

FEP / LK

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