Maßgeschneiderte diamantähnliche Beschichtungen vermindern Reibverluste.

Funktionale Schichtmaterialien für Optik, Formgebung, Korrosionsschutz

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Tribologische und funktionale Schichtsysteme

Ein Schlüssel zur Reibungsreduzierung und zum Verschleißschutz ist die Beschichtung der Bauteile mit diamantähnlichen Kohlenstoff-Schichten (DLC: Diamond Like Carbon) oder mit Kohlenwasserstoff-Schichten. Weitere Funktionalitäten von Bauteilen wie Reflexion, Sensorik, und Barrierewirkung werden durch eine PVD-Beschichtung eingestellt. Durch den Einbau netzwerkmodifizierender Elemente in die Plasmabeschichtung stellen wir die Benetzbarkeit durch Schmiermittel exakt ein und vermeiden so unerwünschte Anhaftungen. Unterstützt durch Plasmadiagnostik erlaubt unsere Prozesstechnologie eine getrennte Steuerung von inhärenten und topographischen Eigenschaften von Schichten aus der Familie der amorphen Kohlenwasserstoffe sowie der binären und ternären Hartstoffe.
 

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Leistungen

Themen


Leistungen

 

DLC-Beschichtungen für Wälz- und Gleitlager sowie für Motorenkomponenten

Beschichtung von Kunststoffen und Werkzeugen für die Kunststoffformgebung

Herstellung und Qualifizierung von in situ-strukturierten PVD- und DLC-Schichten

Entwicklung dicker DLC-Schichten

Entwicklung einer Beschichtung für Siebe in der Siebdrucktechnologie

Entwicklung abriebtoleranter DLC-BN-Multilagen

Entwicklung elektrisch hochisolierender DLC-Schichten, Sensorschichten

Oberflächenfunktionalisierung durch Duplex-Plasmatechnologie

Entwicklung abriebtoleranter Multilayer-DLC-Schichten für den Maschinen- und Werkzeugbau

Materialentwicklungen für Korrosionsschutz, Diamant-Heteroepitaxie 

Themen

 

PACVD Anlagentechnik

 

Mit eigens entwickelten und patentierten Beschichtungsanlagen können bei hoher Plasmadichte in effizienten Prozessen schnellwachsende DLC-Schichten auf Bauteile aufgebracht werden. Die Anlagen sind auf die Geometrie und Größe der Bauteile anpassbar, komplexe Bauteilformen können rundherum gleichmäßig beschichtet werden. Durch das 2-Kammer-Prinzip (Inertgaskammer und Reaktivgaskammer) sind die Anlagen...

 

Mesoskalige Simulation des Schichtwachstums

 

Die Entwicklung der Oberflächenstruktur im Depositionsprozess und der Einfluss der Abscheidungsbedingungen auf die Strukturentwicklung werden mit Hilfe mesoskopischer Wachstumsmodelle untersucht.  Durch die Simulation der Wechselwirkung von Deposition und Materialtransport auf der Oberfläche kann die Entstehung der Oberflächenstrukturen im Computer nachgebildet und in einer Detailliertheit untersucht werden...

 

In-situ strukturierte DLC-Schichten

 

Durch eine neuartige Beschichtungstechnologie kann während der Abscheidung ohne Vorstrukturierung eine gezielte Topographie eingestellt werden. Dies führt zu wesentlichen Fortschritten bei der Reibungs- und Verschleißminderung und damit zur Reduktion von Schmier- und Trennmitteln. Die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Antriebs- und Anlagenkomponenten wird wesentlich...

 

Multilagen DLC-BN-Schichten

 

DLC-Schichten lassen sich über Dotierung und Abscheideparameter weitgehend beeinflussen. Über eine Kombination unterschiedlicher Schichten in einem Multilagen Schichtaufbau können die positiven Eigenschaften der Einzelschichten miteinander kombiniert werden. Die Verschleißfestigkeit und die Temperaturbeständigkeit werden durch Einbringung von hochverschleißfesten (amorphen beziehungsweise ...

 

Funktionale Nanostrukturen für Optik und Mikrosysteme


Die Funktion von Komponenten kann wesentlich durch gezielte Oberflächenstrukturierung gesteuert werden. Dabei erfordern Anwendungen in Optik, Medizin- und Werkzeugtechnik jeweils unterschiedlich ausgestaltete Oberflächentexturen auf der Mikro- und Nanoskala. Diese werden durch die Ausnützung von Selbstorganisationseffekten beim Wachstum von PVD-Schichten erzeugt. So können zum Beispiel Oberflächen...

 

Schichten für die Formgebung


Für Präzisions-Heißformgebungsprozesse von Gläsern und Kunststoffen erforschen wir antiadhäsive, kontaktinerte und hochtemperaturbeständige Schichtsysteme. Bei Mineralgläsern werden dafür vorwiegend hochtemperaturbeständige Hartstoffsysteme sowie edelmetallhaltige Schichten eingesetzt. Bei der Kunststoffverarbeitung entwickeln wir darüberhinaus auch organische Schichtmaterialien, die die Entformungsbedingungen verbessern und die Werkzeugstandzeit erhöhen...

 

Schichtanalytik, Performance von Beschichtungen


Das Einsatzverhalten von Schichten wird wesentlich von den Abscheidebedingungen bei der Schichtaufbringung und den daraus resultierenden Materialeigenschaften wie chemische Zusammensetzung, Mikrostruktur und Spannungszustand bestimmt. Zur Charakterisierung der tiefenabhängigen Materialzusammensetzung wird die optische Glimmentladungsspektroskopie eingesetzt. Temperaturabhängige ...

 

 

 

Dünnschichtsensorik


Bei der Verarbeitung von Kunststoffen stellt die Prozessgröße »Temperatur« den wesentlichen Parameter für ein qualitativ hochwertiges Ergebnis dar. Dies gilt für den Kunststoffspritzguss ebenso wie für das Blasformen oder das Verschließen von Verpackungen im Heißsiegelprozess.

Gemein ist allen genannten Technologien, dass sowohl die Erzeugung, als auch die Messung der Temperatur nicht am »Ort des Geschehens«, d.h. unmittelbar in der Kontaktzone Werkzeugwand-Kunststoff ...

 

HePhaiStOs


Pro Jahr werden weltweit ca. 1 Billion Verpackungen aus Folienmaterial für Nahrungsmittel produziert, hinzukommen weitere Verpackungen für Kosmetik-, Pharma-, Medizin- sowie technische Produkte. Neun von zehn dieser Verpackungen werden mit dem Wärmekontaktverfahren hergestellt. Dauerbeheizte Werkzeuge schmelzen dabei die thermoplastischen Schichten von Folien auf und verbinden diese. Zur Reduktion des Packmittelverbrauchs ...

 

Kunststoffoptiken


Die deutsche Optikindustrie gehört zu den technologischen Weltmarktführern speziell auf den Gebieten LED und innovative Beleuchtungssysteme, oftmals angetrieben von den Anforderungen aus der Automobilbranche. Fertigungsprozesse für optische Komponenten mit neuen Funktionalitäten wie steuerbare Lichtverteilungen, Farbechtheit und Entspiegelung müssen kontinuierlich verbessert und z.T. völlig neu...

 

OptiSys


Ziel des Gesamtvorhabens ist die technische Darstellung einer vollständigen Prozesskette zur wirtschaftlichen Herstellung optischer Kunststoffkomponenten für Automobilanwendungen mit der Integration optischer Funktionalitäten direkt im Herstellprozess. Aufgabe des Fraunhofer IWM ist die Erarbeitung von wissenschaftlich-technischen Grundlagen einer Dünnschichtsensorik und deren Applikation direkt auf der...

 

Publikationen zum Thema Tribologische und funktionale Schichtsysteme


Beiträge in Zeitschriften, Büchern und auf Konferenzen sowie Dissertationen und Projektberichte...