Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSFür Schicht- und Technologieentwicklungen sowie Muster- und Kleinserienbeschichtungen stehen Anlagen zur Arc-Beschichtung (klassischer dc-Arc, puls-Arc), zum Elektronenstrahlaufdampfen, zur Sputterbeschichtung und für hybride Beschichtungsprozesse zur Verfügung. Mit diesen können eine Vielzahl unterschiedlicher Beschichtungsaufgaben erfüllt werden.
PVD-Technologien und Ausstattung
PVD-Beschichtungsanlage MZR 323 zur industriellen Hartstoffbeschichtung.
Technische Daten
- Nutzbares Kammervolumen: Ø 450 mm x 500 mm
- 3 Verdampfer zur Arc-PVD-Beschichtung (Beschichtung mit hoch ionisiertem Plasma)
- Einrichtung zur Plasmavorbehandlung
Anwendung
- Abscheidung von Metallen, diversen Metallverbindungen (Nitride, Oxide, Carbonitride, Nanokomposite) für F&E-Zwecke, experimentelle Kleinserien etc.
- Prozess- und Schichtentwicklung zur Realisierung kundenspezifischer Beschichtungslösungen
Kleine PVD-Beschichtungsanlage MR 313 zur experimentellen Hartstoffbeschichtung.
Technische Daten
- Nutzbares Kammervolumen: 400 mm x 400 mmm x 400 mm
- 2 Verdampfer zur Arc-PVD-Beschichtung (Beschichtung mit hoch-ionisiertem Plasma)
- Quelle zur Sputterbeschichtung (Beschichtung mit niedrig-ionisiertem Plasma)
- Einrichtung zur Plasmavorbehandlung
Anwendung
- Abscheidung von Metallen, diversen Metallverbindungen (Nitride, Oxide, Carbonitride, Nanokomposite) für F&E-Zwecke, Abscheidung besonders dicker PVD- Schichten (>100 µm)
- Entwicklung von Beschichtungsquellen (z. B. magnetisch gesteuerte Arc-Quellen)
- Prozessentwicklung zur Abscheidung innovativer Schichtwerkstoffe
Kombinationsbeschichtungsanlage OLGA zur Erforschung hybrider PVD-Prozesse (z.B. Elektronenstrahl + Vakuumbogen) zur Hochrateabscheidung verschiedenster Schichtwerkstoffe.
Technische Daten
- Nutzbares Kammervolumen Ø 1200 mm x 900 mm
- Elektronenkanone (40 kW) zum Aufdampfen (Beschichtung mit thermischem Dampf)
- 2 Verdampfer zur Arc-PVD-Beschichtung (Beschichtung mit hoch-ionisiertem Plasma) und zur Kombination mit dem Aufdampfprozess
- Einrichtung zur Plasmavorbehandlung
Anwendungen
- Abscheidung von Metallen und vieler anderer Werkstoffe mit hoher Rate für F&E- Zwecke, Abscheidung besonders dicker PVD- Schichten (> 1 mm)
- Entwicklung von Kombinationsverfahren (Aufdampfprozess + X)
Simulation von Arc-Beschichtungsprozessen.
Simulationswerkzeuge zur Modellierung
- Von Kathodenprozessen bei der Arc-Verdampfung
- Der Plasmaausbreitung in der Beschichtungskammer
- Der Schichtdickenverteilung auf realen Bauteilgeometrien
Die Werkzeuge befinden sich in der Entwicklung und stehen teilweise bereits jetzt für Modellierungsaufgaben zur Verfügung.