Plasmagestützte Oberflächenbehandlung lässt sich automatisieren

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Der große Rest entfiel auf PVD (Physical Vapour Deposition), die physikalische Abscheidung von Feststoffen aus der Gasphase. Sie profitiert von einer steigenden Nachfrage nach Großflächenbeschichtung, zum Beispiel bei Flachbildschirmen, Displays und Architekturglas (Wärmeschutzverglasung).

Beim Plasmanitrieren entsteht eine harte und damit verschleißfeste Diffusions- und Oberflächenschicht. Diesem Vorteil steht noch häufig eine manuelle Anlagenbe- und -entladung gegenüber. Bild: Plateg (Archiv: Vogel Business Media)

„Bei diesen Produkten wird mit anspruchsvoller Technik Fläche produziert“, berichtet Grün. Entsprechend hoch sind die Anlageninvestitionen und damit der Auftragseingang in diesem Anwendungsbereich. „Demgegenüber zählt in anderen Bereichen mehr die Größe des Kammervolumens“, erläutert der Plateg-Geschäftsführer: „Bei plasmagestützten Behandlungsverfahren sind in der Regel Vakuumbedingungen und somit eine Kammer erforderlich.“

Plasmagestützte Oberflächenbehandlung macht bisher viel manuelle Arbeit nötig

Daher sei man an eine Chargenbehandlung gebunden, was die Anwendung nicht einfacher mache. Der Grund dafür liegt in der manuellen Anlagenbeschickung und -entladung. Sobald von Hand be- und entladen werden müsse, gehe viel Wirtschaftlichkeit verloren.

Daher arbeitet man an der Automatisierung von Handlingprozessen. So gibt es für das Plasmanitrieren schon Systeme, mit denen sich laut Grün die Produktivität steigern lässt.

Damit wird vor allem die Forderung in der Automobilindustrie nach automatischen Abläufen erfüllt. Dort herrscht Großserienfertigung, die Anlagenverfügbarkeit beträgt 95%.

Automobilindustrie ist Vorreiter beim Plasmanitrieren mit automatischer Handhabung

„Die Automobilindustrie kommt heute ohne das Plasmanitrieren mit automatischer Handhabung nicht mehr aus“, sagt der Plateg-Geschäftsführer. Dagegen hält man sich in anderen Branchen, wo die Serien kleiner sind, mit Anwendungen zurück. Dort würden robotergeführte Systeme als zu teuer angesehen, heißt es – jedoch teuer sei die manuelle Be- und Entladung der Vakuumanlagen auch.

Dabei führt schon der Prozess einer plasmagestützten Oberflächenbehandlung zu mehr Wirtschaftlichkeit. Wirtschaftlicher wird das behandelte Produkt. Dieser Vorteil kann nach der Erfahrung von Grün ein manuelles Handling rechtfertigen.

Das ist insbesondere bei Verschleißschutz-Anwendungen der Fall. Sie waren im vergangenen Jahr für gut 30% des Auftragseingangs verantwortlich und wurden damit nur von der Großflächenbeschichtung (63%) übertroffen.

Plasmagestützte Oberflächenbehandlung für Verschleißschutz interessant

Beim Verschleißschutz haben plasmagestützte Verfahren teilsweise schon einen hohen Anwendungsgrad erreicht. So basiert der Auftragseingang bei Werkzeugschichten laut Grün „vor allem auf Substitutionsprozessen“. Aber auch bei Bauteilen verweist der Plateg-Geschäftsführer auf verbesserte Verschleißschutzschichten.

Der Ansatz dazu wird in weiter reduzierten Temperaturen für die Feststoffabscheidung bei CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) gesehen. Schon die Reduzierung auf 500 bis 520 °C beim Plasma-CVD erweiterte deren Anwendungsbereich. Damit ist zum Beispiel ein allseitiges Beschichten von Stahlkontaktfedern mit elektrisch leitendem Titannitrid möglich, ohne die Federkraft zu verlieren.

Bei so genannten DLC-Schichten soll sogar eine Senkung bis auf 200 °C aufgrund des Energiepotenzials von Plasmen erreichbar sein. Und zum Abscheiden quarzartiger Korrosionsschutzschichten reicht beim Plasma-CVD laut Grün eine Oberflächentemperatur weit unter 100 °C aus.

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