PVD – Eine Erfolgsgeschichte mit Zukunft

PVD‐Schichten (PVD: Physical Vapour Deposition) in Schichtdickenbereichen von wenigen Nanometern bis einigen Mikrometern sind aus den Ingenieurwissenschaften nicht mehr wegzudenken. PVD‐Schichten begegnen uns überall im täglichen Leben, als Datenspeicher auf CDs/DVDs, als Wärmedämmung auf Auto‐ und Architekturglas, als Diffusionsbarriere bei Lebensmittelverpackungen oder als dekorative Schichten für Schmuck, Armaturen und Accessoires. In den letzten 3 Jahrzehnten haben sich PVD‐Schichten in einer Vielzahl von technischen Anwendungen zum Verschleißschutz und zur Reibminderung etablieren können. Neben der eigentlichen Schichtentwicklung, zunächst für Werkzeuge später auch für Bauteile, wurden in der Vergangenheit zahlreiche Erfahrungen zur methodischen Produktentwicklung gesammelt. Die Oberfläche als modernes Konstruktionselement steht dabei noch ganz am Anfang des Möglichen. Die bisher erreichbare Leistungsfähigkeit beschichteter Bauteile kann noch erheblich gesteigert werden, wenn das tribologische System bestehend aus Schicht‐, Substratwerkstoff und Zwischenstoff, wie z. B. Schmiermittel, unter Berücksichtigung der Mikro‐ und Makrogeometrie für eine spezielle Anwendung optimal ausgelegt werden. Exemplarisch wird an einem Anwendungsbeispiel aus dem Sonderforschungsbereich (SFB) 442 „umweltverträgliche Tribosysteme” der RWTH Aachen die Umsetzung von Ergebnissen aus der Grundlagenforschung bis hin zur industriellen Anwendung vorgestellt und an der industriellen PVD‐Marktentwicklung gespiegelt. In diesem Beispiel wird die Entwicklungsmethodik der Oberflächentechnik in der Prozesskette von der Fertigung bis zum Einsatztest des neuen Produktes dargestellt.