Nano-Design für Makroschichten. Anwendungsperspektiven für PVD-Beschichtungen bis 100 mm Dicke

Immer noch begrenzen inhomogene Beschichtungen durch Fehlerwachstum und unregelmäßige Schichtdickenverteilung entlang der Oberfläche von komplex geformten Bauteilen die Anwendung dickerer Schichten. Für gewöhnlich wird die Schichtdicke daher auf etwa 10 µm begrenzt. Um die Oberflächenrauheit durch die aufwachsende Schicht zu begrenzen, werden mehrlagige Schichtsysteme durch hochionisierte Plasmen abgeschieden. Dadurch lassen sich deutlich glattere Schichten erzeugen, die bisher nur durch mechanische Nachbearbeitung herstellbar waren. Des Weiteren lassen sich durch die Kombination von ausgewählten Materialsystemen und gezielter Parameterwahl, während der Beschichtung insbesondere an Kanten Strukturen abscheiden, die eine Reduktion des Schneidkantenradius zur Folge haben. Somit sollen Kantengeometrien in Zukunft gezielt durch den Beschichtungsprozess eingestellt werden können.

Nano design for macroscopic coatings - new application potentials by PVD coatings up to 100 mm thickness. Non-homogeneous coatings still limit the application of thicker layers due to defect growth and irregular layer thickness distribution along the surface of complex shaped components. Therefore, the layer thickness is usually limited to about 10 mm. In order to limit the surface roughness by the growing layer, multilayer coating systems are deposited by highly ionized plasmas. This allows significantly smoother layers to be produced, which until now could only be produced by mechanical finishing. Furthermore, by combining selected material systems and targeted parameter selection, structures can be deposited during coating, especially on edges, which result in a reduction of the cutting edge radius. In future, edge geometries should therefore be able to be specifically adjusted through the coating process.