Robuste Antihaftbeschichtungen substituieren Keramik und PTFE

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Antihafteigenschaften ist wichtig in unterschiedlichen Branchen

Beschichtungen sind aus der zeitgemäßen industriellen Produktion nicht mehr wegzudenken. Sie erhöhen die Wirtschaftlichkeit von Anlagen und Werkzeugen in der Produktion. Sie verhindern Ablagerungen, schützen vor Korrosion und sorgen für äußerst niedrige Reibungswerte.

Das verlängert die Standzeit der beschichteten Komponenten. Speziell für die Lebensmittel-, Chemie- und Pharmaindustrie sind zudem die Antihafteigenschaften vieler Fertigungsmittel von hoher Wichtigkeit. Ziel ist dabei die nachhaltige Minimierung der Reinigungs- und Wartungskosten. Die Produktivität der Fertigungsmittel wird erhöht und die Produktqualität verbessert (Bild 4).

Allerdings lassen die Antihafteigenschaften von Keramikoberflächen rasch nach. Bei PTFE besteht immer das Problem der Kontaminierung der Produkte durch Abrasion. Außerdem hält PTFE Temperaturen von über 250 °C nicht stand. Darüber hinaus können bei einer thermischen Zersetzung von PTFE die entstehenden Ausgasungen giftig sein.

Im Gegensatz dazu ist die DLC-Schicht völlig ungiftig, lebensmittelecht und temperaturbeständig bis 500 °C. Sie macht daher den gängigen Antihaftschichten nicht nur ernsthaft Konkurrenz, sondern erschließt auch Anwendungen, die aufgrund fehlender Eigenschaftskombinationen bisher nicht zugänglich waren.

Ein wesentlicher Grund dafür liegt in der niedrigen Beschichtungstemperatur. Thermisch empfindliche Bauteile können bereits bei Temperaturen ab 80 °C beschichtet werden. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, dass sich der Anwendungsmarkt für plasmagestützte Beschichtungen weiteren Substratwerkstoffen öffnet. Ferner lassen sich sogar Bauteile, die aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, mit der DLC-Schicht versehen. Bei Verfahren für gängige Antihaftbeschichtungen liegen die Temperaturen dagegen im Bereich von 250 bis 500 °C. Das schränkt deren Anwendungen ein.

Saubere Funktionsoberflächen durch Wischen statt Bürsten

Die Ergebnisse lassen sich in der Lebensmittelindustrie beispielsweise anhand von Brat- und Backplatten zeigen, an denen Fett und verrußte Rückstände kleben oder Teigrückstände (Ei und Zucker) angebacken sind. Aufgrund der DLC-Schicht entfällt langwieriges Bürsten. Es wird an vielen Stellen durch einfaches Abwischen mit Papiertüchern ersetzt. Das sorgt für deutlich weniger Ausschuss und spart erhebliche Kosten ein.

So wurde in der Praxis aufgrund der Beschichtung eine Steigerung der Produktivität im zweistelligen Prozentbereich erreicht. Vergleichbare Erfolge erzielt die DLC-Schicht auch bei Anhaftungen in der Süßwarenherstellung und in der Fleischindustrie.

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