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Kostenstruktur von Plasmaverfahren

Die Anteile von Investitions-, Betriebs- und Verbrauchskosten an vakuumgestützten Beschichtungsverfahren
Cost structure of plasma processes - the share of investment costs and operating expense in vacuum coating processes
 
: Oehr, Christian; Brand, Jochen; Hegemann, Dirk; Liehr, Michael; Wohlfart, Peter

:

Vakuum in Forschung und Praxis 29 (2017), No.1, pp.40-49
ISSN: 0947-076X
ISSN: 1522-2454
German
Journal Article
Fraunhofer IST ()
Fraunhofer IGB ()

Abstract
Beschichtungskosten erscheinen im Falle von Plasmaprozessen auf den ersten Blick durch hohe Investitionskosten dominiert zu sein. Hier wird gezeigt, dass Betriebs- und Verbrauchskosten von gleicher oder größerer Bedeutung sein können. Zielführend ist es, die Beschichtungskosten als einen Beitrag unter mehreren für das Endprodukt zu verstehen. Das Beispiel Solarzellen zeigt, dass es sich kaum lohnt, die Beschichtungsprozesse weiter zu beschleunigen, wogegen aber eine kleine Effizienzsteigerung bereits deutliche Kostenvorteile bringt. Auch bei Hartstoffschichten zeigt sich, dass man nicht an den Anlagen sparen sollte, sondern versuchen muss, den Energieverbrauch zu senken und die Abscheiderate zu erhöhen. Von den Beschichtungskosten her liegt man im gleichen Bereich wie bei Flüssigphasenbeschichtungen, hat aber deutlich weniger Konfliktpotential mit den sich stetig verschärfenden Umweltauflagen (keine Bäder zu entsorgen etc.). Das häufig vertretene Argument, dass die Einsparung von Pumpen beim Einsatz von Plasmen bei Atmosphärendruck einen Kostenvorteil bietet, muss (gleiche Schichtqualität unterstellt) relativiert werden, da die Betriebskosten deutlich höher liegen, insbesondere, wenn als Schutz- und Trägergas Edelgase erforderlich sind.

 

At a first glance coating costs of plasma processes seem to be dominated by high investments. Here it is shown that operating costs are at least of the same importance. Thus, it is reasonable to accept coating costs as only one contribution amongst others to the overall production costs. The example „solar cells” shows that further enhancement of the coating process is less effective compared to an increase of energy conversion efficiency. On the other hand it appears more effective for cost reduction of hard coatings to decrease energy consumption and to increase the deposition rate instead of minimization of investment costs for the coating machine. The cost structures of depositions from the liquid phase and plasma processes are of the same order but growing environmental demands clearly favor the latter one (no liquid waste, etc.). The commonly used argument, that it is always preferable to run coating processes at atmospheric pressure without the use of (expensive) vacuum equipment rather than under vacuum conditions needs to be reconsidered particularly when noble gases are necessary at atmospheric pressure to obtain equal qualities of the coatings.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-435806.html