PVD (Physical Vapour Deposition) ist eine etablierte und geeignete Technologie zur Realisierung neuer und fortschrittlicher Beschichtungsverfahren wie:
Gradientenbeschichtungen
Metastabile Verbundbeschichtungen
Mehrkomponenten-Beschichtungen
Mehrschicht- oder Übergitterbeschichtungen
PVD Beschichtungen wurden von verschiedenen Arten von Substraten wie Hartmetall- bis hin zu Polymerplatten verbessert. Es gibt eine nahtlose Steigerung der Anzahl von Anwendungen, bei denen die PVD-Technologie integriert werden kann. Entsprechende PVD-Anwendung im industriellen Maßstab werden ständig weiterentwickelt und verbessert.
Weshalb ist die PVD Technologie so wichtig?
PVD ist die Lösung für:
Verbesserung der Funktionalität und Bearbeitungsleistung von Werkzeugen und Bauteile
es erhöht die Härte, thermische Stabilität, Chemikalien- und Oxidationsbeständigkeit
bei gleichzeitiger Reduzierung von Reibung und Verschleiß.
Vom Gesundheits- und Medizinsektor bis hin zur Luft- und Raumfahrtindustrie sind unterschiedliche funktionelle Anwendungen für PVD-Veredelungen verfügbar.
Die PVD-Dünnschichtbeschichtungen werden in den nächsten Jahren die Werkzeugindustrie dominieren.
Zweifellos erleiden Maschinenverkäufe für einige Anwendungen in den letzten Jahren einen Einbruch. Aber, die Pandemie ist nicht der einzige Grund dafür.
Ein paar vielversprechende Anwendungen als Beispiel
Werkzeugbeschichtungen
Photo courtesy: CARC+ Cathode of Hauzer Techno Coating.
Oerlikon Balzers Photo courtesy: IHI Hauzer Techno Coating
Bosch bietet S3p Maschinen nicht zum Verkauf an, obwohl diese supereffiziente Werkzeuge sind.
IHI Hauzer hat CARC+ vor einem Jahrzehnt entwickelt und es liefert weiterhin Hochleistungs-AlCrN-Beschichtungen für den Einsatz im Bereich Werkzeuge.
Darüber hinaus ermöglicht PVD den Einbau von Mehrkomponentenmaterialien in einen abgestuften Mehrschichtstapel. Auf diese Weise können verschiedene Konzepte von Schichten gleichzeitig durchgeführt werden.
Dekorative Beschichtungen
Der Einsatz von PVD-Technologie für dekorative Anwendungen steigt gerade jetzt so schnell wie nie zu vor. Die Verkaufszahlen für dekorative Beschichtungsanlagen haben sich seit dem Jahr 2019 um rund 300% erhöht.
Mit PVD lässt sich eine große Vielfalt an Beschichtungsfarben erzielen, die weit über die der Galvanik und traditionellerer Formen der Metallveredelung hinausgeht.
PVD wird in der Regel auf beliebige Trägermaterialien wie Edelstahl, Messing oder Kunststoff angewendet. Diese Vielfalt an Materialien eröffnet große Vorteile der dekorativen PVD-Beschichtung für eine große Anzahl von Teilen und Produkten.
Photo courtesy: IHI Hauzer Techno Coating
Die Armaturenhersteller investieren in PVD-Anlagen, und die Maschinenbauunternehmen, die die Aufträge erhalten haben, rufen alle ihre Zulieferer an, um die Maschinen rechtzeitig zu bauen. All das passiert zu einem ungünstigen Zeitpunkt. Die Rohstoffkosten für den Bau einer Beschichtungsanlage sind in der Zwischenzeit um ca. 200% gestiegen. Lieferkettenproblem, COVID-19 und die geopolitische Lage lassen grüßen. Nichts desto trotz:
Photo courtesy: Sussex Taps
Ein wahrer Wirtschaftsboom insbesondere für dekorative PVD-Beschichtungen.
Photovoltaik-Beschichtungen
First Solar hat sehr viel Geld in PVD-Maschinen investiert, insbesondere in HiPIMS für die Entwicklung von Photovoltaik-Modulen. Das Unternehmen hat bemerkenswerte Erfolge bei der Herstellung hochwertiger PV-Zellenmodule mit HiPIMS.
Photo courtesy: Solar Energy Materials and Solar Cells, Volume 231, October 2021, 111268
Bipolare Membran-Brennstoffzellen
Der Erfolg von Gerry van der Kolk und David Kolenaty bei der Entwicklung von Bipolarmembran-Brennstoffzellen mit Hauzer 1500er Maschinen ist bemerkenswert. PVT Plasma und Vakuum Technik GmbH baut auch ihre Basis in China aus, und viele bekannte Maschinenbauunternehmen folgen ebenfalls den Spuren von PVT
Photo courtesy: IHI Hauzer Techno coating HiPIMS coated BiPolar Fuel Plates
Dünnschichtbatterien
Picture courtesy: Advanced Science 2021, 8, 2002044 and ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 13720 Multilayer deposition of different battery layers which react to cubic LLZ after annealing at 700 °C.
Wie viele von uns wissen, dass Umicore eine millionenschwere Investition in die Entwicklung von Batterien mit Hilfe der PVD-Technologie getätigt hat? Führende Entwickler und Hersteller von mikroelektronischen, optoelektronischen und optischen Dünnschichtanwendungen setzen in ihrer Prozesstechnologie nun auf die HiPIMS-PVD-Technologie.
Die Schllussfolgerung:
Zweifelsohne hat PVD, mit einer breiten Palette von Anwendungen im industriellen Sektor, eine sehr große Zukunft.