Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Tablettenstempel beschichtet mit einer DLC-Antihaftschicht SICON® zur trennmittelfreien Herstellung von Brausetabletten: Vermeidung von Anhaftungen des Pressguts und Verschleißschutz.
Verschleißfeste Antihaftschichten
Die Vermeidung von Ablagerungen, Verschmutzungen, Verklebungen oder eine definierte Tropfenbildung fordern Oberflächen mit guten Antihafteigenschaften. Neben einer geringen Oberflächenenergie müssen die Werkzeuge oder Bauteile aufgrund zusätzlicher mechanischer Belastungen auch meist verschleißfeste Oberflächen aufweisen. Hartstoffschichten können neben einer hohen Härte auch Antihafteigenschaften besitzen. Vor allem modifizierte diamantähnliche Kohlenstoffschichten, z. B. SICON® sowie Chromnitrid-Schichten (CrN) erweisen sich als besonders geeignet.
Erzeugung hochvernetzter, gering adhäsiver Beschichtungen im PACVD-Prozess
Basierend auf der kinetischen Beschleunigung der in der Niederdruck-Abscheidung angeregten Elemente können besonders stark vernetzte Beschichtungen hergestellt werden. Eine optimale Wahl der abzuscheidenden Elemente kann dabei gleichzeitig Einfluß auf die Funktionalität der Beschichtung nehmen, sodass Oberflächen mit einer gering adhäsiven Eigenschaft erreicht werden können. Die Nutzung dieses Abscheideverfahrens ermöglicht die Herstellung von verschleißfesten, gering adhäsiven Beschichtungen, die zugleich eine Antihaft- bzw. eine Easy-to-clean-Eigenschaft aufweisen.
Hafthemmende, leicht zu reinigende Verschleißschutzschichten für Anwendungen in der Produktion
Die mittels PACVD-Technologie abgeschiedenen amorphen Kohlenwasserstoffschichten schützen nicht nur vor Verschleiß. In vielen Anwendungen wie zum Beispiel im Bereich der Pharmaverfahrenstechnik oder der Kunststoff- sowie Pulververarbeitung sind zusätzliche Eigenschaften gefordert, die die Herstellungsprozesse verbessern. Am Fraunhofer IST können wir Beschichtungen mit sehr geringer Anklebneigung und leichter Entfernbarkeit von Verschmutzungen für Ihre Anwendungen erreichen.
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Eigenschaften und Vorteile
Durch den Einbau von nichtmetallischen Elementen in diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC) kann das Benetzungsverhalten gezielt variiert werden. Mit den Elementen Fluor und Silizium wird die Oberflächenenergie und die Benetzbarkeitdeutlich reduziert (z. B. F-DLC, SICON®, SICAN). Stickstoff, Bor und Sauerstoff bewirken gegenteilige Effekte, d. h. die Oberflächen sind gut benetzbar ( z. B. NDLC, B-DLC). Die silizium- / sauerstoffmodifizierten DLC-Schichten haben ähnlich gute Antihafteigenschaften wie Teflon®, jedoch eine deutlich höhere Verschleißfestigkeit und Temperaturstabilität. Auch chrombasierte Schichtsysteme (CrN und Varianten) weisen günstige Antihaft- sowie mechanische und tribologische Eigenschaften auf. Durch eine gezielte Prozessführung lässt sich die Schichtzusammensetzung und -struktur einstellen und damit das Eigenschaftsprofil an kundenspezifische Anforderungen anpassen.
DLC-beschichtete Segment einer Reifenform.