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PVD Physikalische Abscheidung aus der Gasphase

Blick in eine Sputtering Kammer zur Herstellung von PVD Beschichtungen

Sputtering gehört zu den Verfahren für PVD Beschichtungen

Was ist eine PVD-Beschichtung?

PVD (Physical Vapour Deposition) ist ein Verfahren zur Herstellung extrem harter und sehr dünner Schichten von wenigen tausendstel Millimetern.

PVD-Beschichtungen verbessern die Leistung und Haltbarkeit von Präzisionsteilen in nahezu allen Industrie- und Konsumgütern und verlängern die Standzeiten von Werkzeugen in der Metall- und Kunststoffverarbeitung.

Wie funktioniert der PVD-Prozess?

PVD-Beschichtungen werden in geschlossenen Anlagen unterschiedlicher Größe aufgebracht. Beim PVD-Verfahren wird ein hochreines, festes Schichtmaterial (Metalle wie Titan, Chrom und Aluminium) entweder durch Hitze aufgelöst (Arc bzw. Verdampfen) oder durch den Beschuss mit Ionen zerstäubt (Sputtern). Gleichzeitig wird ein reaktives Gas (z.B. Stickstoff oder kohlenstoffhaltiges Gas) zugeführt, das den Metalldämpfen eine Verbindung eingeht, die sich als dünne, fest haftende Schicht auf den Werkzeugen bzw. Bauteilen niederschlägt (abscheidet). Dieser Prozess findet im Hochvakuum und meist bei Temperaturen zwischen 150 und 500 °C statt. Eine gleichmäßige Schichtdicke wird erreicht, indem die Teile bei konstanter Geschwindigkeit um mehrere Achsen gedreht werden.

Die Schichteigenschaften wie Härte, Struktur, chemische und themische Beständigkeit sowie die Haftung auf dem Substrat (Werkzeug- oder Bauteiloberfläche) lassen sich durch die Wahl des Metalls und des Gases genau steuern.

Zu den PVD-Verfahren gehören Arc-Verdampfung, Sputtern, Ionenplattierung und Enhanced Sputtering.

Neben den allgemein bekannten PVD-Verfahren bietet Oerlikon Balzers auch verschiedene selbst entwickelte Verfahren an.

Anwendungen für PVD-Beschichtungen

Präzisionskomponenten in Fahrzeugen, Flugzeugen, Maschinen, Medizintechnik, Halbleitertechnik, Energieerzeugung und in anderen Geräten werden mit PVD-Beschichtungen versehen, damit sie zuverlässiger, leistungsfähiger und effizienter funktionieren. Die entstehende Reibung wird dadurch reduziert und die Lebensdauer erhöht wird, was zur Nachhaltigkeit beiträgt.

Die PVD-Beschichtung von Schneid- und Umformwerkzeugen, die in Maschinen zur Herstellung von Produkten eingesetzt werden, erhöht deren Lebensdauer und Leistungsfähigkeit im Vergleich zu unbeschichteten Werkzeugen erheblich und spart wertvolle Rohstoffe ein, was die Umweltbelastung minimiert und zur Schonung der natürlichen Ressourcen beiträgt.

Der Schlüssel zum Erfolg von PVD-Beschichtungen liegt darin, die richtige Beschichtungslösung für die jeweilige Anwendung zu finden. Bei Werkzeugen und Bauteilen, die Reibung und Verschleiß ausgesetzt sind, ist der erste Schritt die Analyse des gesamten tribologischen Systems – der Werkzeuge bzw. der Bauteile und ihrer Werkstoffe, der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit, der Umgebung und des Verschleißmechanismus.

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