Oberflächenveredelung von Metallen mit PVD

Warum werden Oberflächenveredelungen bei Metallen durchgeführt?

Oberflächenveredelungen können aus verschiedenen Gründen durchgeführt werden, vor allem um dem beschichteten Substrat bestimmte Eigenschaften zu verleihen.

Die wichtigsten Funktionen sind:

• Funktional: um der Oberfläche eines Materials gezielte Eigenschaften oder besondere Funktionen zu verleihen. Solche Beschichtungen werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Funktionalität im Vordergrund steht, zum Beispiel Korrosionsschutz, Verschleißfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit oder andere spezielle Eigenschaften.
• Dekorativ: um das ästhetische Erscheinungsbild einer Oberfläche zu verbessern und zugleich eine erste Barriere gegen Korrosion oder Verschleiß zu schaffen. Diese Beschichtungen werden typischerweise dort eingesetzt, wo die Optik eine zentrale Rolle spielt.

Welche Techniken werden für die Oberflächenveredelung von Metallen verwendet?

Es gibt verschiedene Verfahren zur Oberflächenveredelung von Metallen, einige davon leistungsfähiger als andere und jeweils mit unterschiedlichen Zielen. Zu diesen Technologien gehören:

• Galvanotechnik: Dabei wird eine dünne Schicht eines edleren Metalls auf die Oberfläche eines Basismetalls aufgebracht. Dadurch lassen sich Optik, Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit verbessern. Beispiele sind Vergoldung, Verchromung und Verzinkung.
• Anodisieren: Dieses Verfahren wird hauptsächlich bei Aluminium eingesetzt. Es erzeugt eine schützende Oxidschicht, verbessert die Korrosionsbeständigkeit und das Erscheinungsbild und kann für dekorative Zwecke eingefärbt werden.
• Kugelstrahlen / Sandstrahlen: Hierbei werden abrasive Partikel – meist Sand – verwendet, um Verunreinigungen zu entfernen und eine matte oder raue Oberfläche zu erzeugen, entweder zu dekorativen Zwecken oder als Vorbereitung für weitere Behandlungen.
• Polieren: Die Oberfläche wird geschliffen und gereinigt, um sie glatt und glänzend zu machen. Das Verfahren wird eingesetzt, um stark reflektierende Oberflächen zu erzielen.
• Lackieren: Das Auftragen von Lacken oder Schutzbeschichtungen verbessert sowohl die Optik als auch die Korrosionsbeständigkeit.
• Mehrschichtbeschichtungen: In vielen Fällen werden mehrere Schichten aufgebracht, um verschiedene Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Korrosionsschutz und ästhetische Wirkung zu kombinieren.
• Vakuumbeschichtungen: Verfahren, bei denen Materialien unter Vakuumbedingungen abgeschieden werden.

Oberflächenveredelung mit PVD-Technologie

Das PVD-Verfahren ist eine Form der Vakuumbeschichtung, die die Oberflächenveredelung von Metallen grundlegend verändert hat. Diese Technologie ermöglicht hervorragende Ergebnisse in Bezug auf Ästhetik, Langlebigkeit und Funktionalität.

Im Allgemeinen wird der PVD-Prozess in zwei große Kategorien unterteilt:

1. Verdampfung metallischer Werkstoffe in einer Vakuumumgebung und anschließende Abscheidung der entstehenden Dämpfe auf der Oberfläche des Substrats.
2. Sputtern: Dabei werden Atome aus dem Metalltarget durch Kollision mit beschleunigten Gas-Ionen herausgelöst und anschließend auf dem Substrat abgeschieden.

Zu den am häufigsten verwendeten Materialien gehören Titan, Chrom, Zirkonium, Aluminium und viele weitere.

Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verhindert die PVD-Abscheidung die Freisetzung von Gasen, Wasser und anderen potenziell umweltschädlichen Rückständen.

Darüber hinaus bietet dieses Verfahren:

• eine unübertroffene Kontrolle über die Schichtdicken,
• die Möglichkeit, sehr dünne Metallschichten auf der Oberfläche eines Objekts aufzubringen – von dekorativen bis hin zu hochfunktionalen Beschichtungen,

eine deutliche Verbesserung der Korrosions- und Verschleißbeständigkeit metallischer Oberflächen, wodurch deren Lebensdauer verlängert und ihr Zustand langfristig erhalten wird.

Anwendungsbereiche der Oberflächenveredelung

Metallische Oberflächenveredelungen werden eingesetzt, wenn eine Beschichtung mit hoher Verschleiß- und Abriebfestigkeit erforderlich ist oder wenn eine lange Haltbarkeit mit einem bestimmten ästhetischen Erscheinungsbild kombiniert werden soll.

Einige Anwendungsbeispiele:

• Automobilindustrie: zur Verbesserung von Optik und Beständigkeit von Bauteilen wie Türgriffen, Spiegeln und Innenraumkomponenten
• Armaturenindustrie: aufgrund der großen Vielfalt an Farben und Designs, die mit PVD-Verfahren erzielt werden können
• Uhren- und Schmuckindustrie: für höhere Kratzfestigkeit und ein elegantes Erscheinungsbild
• Möbel und Inneneinrichtung: für dekorative Oberflächen auf Möbeln, Griffen und Accessoires, die täglich beansprucht werden

Medizinischer Bereich: zur Beschichtung von chirurgischen Instrumenten und medizinischen Geräten

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