Vorteile

Der »nanoskin-Prozess« bietet das Potenzial, Kunststoffkomponenten für Anwendungsbereiche wie Automobil, consumer electronics und packaging mit geringer optischer Reflexion, hoher Transmission und hoher Beständigkeit gegen mechanische und chemische Beanspruchungen kosten­günstig und in großer Stückzahl zu fertigen. Dabei wird die Kunststoffkomponente in einem zweistufigen Prozess in einer Anlage spritzgegossen, überflutet und funktionalisiert, wodurch klassische Lackier- und Beschichtungsschritte eingespart werden. Dies führt zu einer erheblichen Zeit-, Energie- und Kostenersparnis. Die Entspiegelung ermöglicht darüber hinaus neue Designfreiheiten.

Ergebnisse

Im Projekts ist es erstmals gelungen, anorganische und organische Schichtmaterialien in einem Hybridprozess derart zu kombinieren, dass eine nanostrukturierte Schicht  mit günstigen Entformungseigenschaften auch gegenüber Polyurethan auf Werkzeugeinsätzen abgeschieden werden konnte. Die Kontur der Formen­wände wurden mit hoher Genauigkeit in ein quervernetztes PU-System über­tra­gen, welches im Gegensatz zu Thermoplasten zu einer erheblichen Verbesserung in der Beständigkeit der Strukturen führt.

Um die Werkzeuge im Prozess regenerieren zu können, wurde ein Konzept für ein Atmosphären-Plasma-basiertes Verfahren entwickelt, das eine in situ-Regenerierung der Werkzeug­oberfläche ermöglicht.

Erste Demonstratoren mit entspiegelten, beständigen Oberflächen wurden bereits hergestellt. Die Projektergebnisse sollen dem Fachpublikum erstmals auf der FAKUMA 2009 vorgestellt werden.

Mögliche Anwendungen

Durch die inprocess-Funktionalisierung können entspiegelte Abdeckscheiben, Visiere und Sichtfenster kostengünstig und mit verbesserten Gebrauchsmerkmalen produziert werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen in der Erzeugung mattierter Oberflächen mit hoher optischer Anmutung sowie in der medienabweisenden Funktionalisierung von Gefäßinnenwänden.

Publikationen

• F. Burmeister, J. Hagen, J. Denter, M. Wirth, A. Fromm, G. Kleer: Hybrid Inorganic-Organic Functional Coatings for Injection Molding Applications, Plasma Processes and Polymers 2009, 6
• F. Burmeister, J. Hagen: Von der Einfachschicht zu funktionalen Hybridschichtaufbauten, Konstruktion 11/12, 2008, IW 15-16
• F. Burmeister et al.: Investigation of structured TiAlN- and TiO2-coatings with moth-eye-like surface morphologies, Surface and Technology Vol 200 Iss 1-4, 2005, 1088-1092
• F. Burmeister et al.: Applications for TiAlN- and TiO2-coatings with nanoscale surface topographies, Surface and Technology Vol 200 Iss 5-6, 2005, 1555-1559