Kategorie-Archiv: Oberflächentechnik

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig

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Der Sage nach hat Heinrich der Löwe, Gründer Braunschweigs, 1172 von einer Pilgerreise aus Byzanz nicht nur einen Löwen, sondern auch die Technik mitgebracht, Schwerter zur Stahlhärtung in Misthaufen zu legen. Obwohl das Nibelungen-Lied einen Teil der Sage Lügen straft (denn die Härtung von Eisen durch das Anreichern der Oberfläche mit Stickstoff aus Dung ist schon länger bekannt), passt sie doch vorzüglich – so hat das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik, kurz IST genannt, seit 1994 seinen Sitz in Braunschweig. Im Internet findet sich das Institut unter http://www.ist.fraunhofer.de

Mit den historischen Verfahren zur Oberflächenvergütung hat die heutige Schicht- und Oberflächentechnik jedoch wenig zu tun. Das Fraunhofer-Institut bietet mit seinen Publikationen einen Überblick über den aktuellen Stand der Entwicklung bei Beschichtungen, die Zusammenfassung der Publikationen findet sich hier: https://www.ist.fraunhofer.de/de/pressemitteilungen.html

Die Forschungstätigkeiten des Fraunhofer-Institutes liegen in den Bereichen Oberflächentechnik, Beschichtungen, neue Schichtsysteme, Schichtcharakterisierung und Plasmatechnik.

Besondere Forschungsschwerpunkte konzentrieren sich in den Kompetenzfeldern:

Elektrische und optische Funktionsschichten
– Optische Schichten
– Transparente leitfähige Schichten
– Diamant-Elektroden

Reibungsminderung und Verschleißschutz – DLC-basierte Schichten
– Hartstoffschichten
– Plasmadiffusion
– Hochtemperaturschutzschichten
– Trockenschmierstoffschichten

Superharte Schichten
– Diamanttechnologie
– Diamond like carbon (DLC)
– Kubisches Bornitrid

Mikro- und Nanotechnologie
– Grenzflächenfunktionalisierung
– Mikro- und Sensortechnologie

Atmosphärendruckverfahren
– Galvanische Mehrkomponentensysteme
– Elektrochemie
– Atmosphärendruckplasmaverfahren

Niederdruckverfahren
– Hohlkathodenverfahren
– PACVD-Verfahren
– HF-CVD-Verfahren
– Transparente und leitfähige Oxide (TCOs)
– Magnetron-Sputtern

Kunststoffmetallisierung

Analytik und Prüftechnik

Folgende Forschungsaktivitäten sind besonders hervorzuheben:

  • Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik ist in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin weltweit die erste Einrichtung, die neue Möglichkeiten zur Herstellung Si-basierter Dünnschicht-Solarzellen aufzeigt.
  • Gemeinsam mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der TU Berlin hat das IST einen Arbeitskreis initiiert, der sämtliche Forschungsaktivitäten im Bereich Kohlenstoffschichten zusammenführt und auswertet.
  • Arbeiten auf dem Gebiet der Verschleißminderung durch tribologische Schichten zeigen völlig neue Wege bei Beschichtungen.

Das IST präsentiert sich vom 04. bis 08. April 2011 auf der Hannover Messe. Hier besteht die Möglichkeit Kontakt aufzunehmen und über die Forschungsschwerpunkte und Aktivitäten zu diskutieren.

Metallisierung von Kunststoffen

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Die Metallisierung von Kunststoffen kann zweckmäßig sein für funktionale oder auch ästhetische Gründe. Die Eigenschaften von Kunststoffen, wie z.B. ihr geringes Gewicht oder die Flexibilität, werden durch die Metallisierung und die damit verbundenen Eigenschaften der Metalle ergänzt. Dazu gehören unter anderem die Leitfähigkeit von elektrischem Strom oder auch dekorative Strukturen der Oberflächen. Im Grunde kann jede Art von Kunststoff eine Metallisierung seiner Oberflächen erfahren, jedoch ist der Erfolg der Beschichtung auch abhängig von der richtigen Auswahl der Materialien sowie der Technologie und einer exakten Kontrolle des Vorganges bei der Metallisierung.

Eine typische Anwendung für die Metallisierung von Kunststoffen, bei der die Beschichtung hinsichtlich ihrer Ästhetik oder Funktion optimiert werden soll, sind z.B. Bad- und Sanitäreinrichtungen oder auch Haushaltsgeräte.

Es gibt verschiedene Arten, um den Kunststoff zu metallisieren. Es gibt einmal die indirekte Variante, bei der eine Metallschicht, durch Verwendung eines vormetalliserten Materials, indirekt aufgetragen wird. Der eigentliche Metallisierungsprozess der Trägerschicht erfolgt dann in den meisten Fällen durch ein Vakuum. Aufgebracht wird die Trägerschicht dann durch eine Einlegeschicht oder durch Heißfolienprägung.

Eine weitere Anwendung ist das Plattieren. Hier wird der Kunststoff zunächst chemisch vorbehandelt. Danach werden Metallschichten aufgebracht, die elektrostatisch und ladungslos sind. Die Adhäsion erfolgt hier mechanisch oder chemisch und durch die geeigneten Chemikalien wird auf dem Kunststoff dann das Metall abgelagert.

Eine dritte Möglichkeit stellt das Lackieren dar. Hierbei wird Lack mit Metallpartikeln vermengt und auf dem Kunststoff aufgetragen. Dadurch können Lackierungen erzeugt werden, die metallähnliche Eigenschaften besitzen.

Eine Großzahl der Kunststoffkomponenten wird metallisiert im Zusammenhang mit elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) oder um die elektromagnetische Einstrahlung (EME) zu verhindern. Die EMV beschreibt, wie verträglich ein Sender bzw. Empfänger für elektromagnetische Strahlung ist. Es kann sehr wichtig sein, dass eine oder mehrere elektronische Komponenten gegenüber dieser Strahlung sehr störfest ist, um optimal zu funktionieren. Ebenfalls ist es wichtig, dass sich verschiedene elektronische Geräte durch ihre Emissionen gegenseitig stören. Dies ist auch durch die Europäische Gemeinschaft festgelegt. So dürfen bestimmte Komponenten nur eine gewisse Menge der elektromagnetischen Strahlung emittieren oder müssen eine gewisse Menge davon störungsfrei empfangen können.