Kolzer baut seit 1952 vakuumbasierte Beschichtungssysteme. Diese mehr als 60-jährige Erfahrung mit Installationen weltweit, die Fachkenntnisse und eine diversifizierte Kundenbasis haben dem Unternehmen einen beispielhaften Ruf im Bereich der vakuumbasierten Beschichtung eingebracht.

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Was ist vakuumbasierte Metallisierung?

Vakuumbasierte Metallisierung bedeutet im Wesentlichen Sublimierung und Kondensation oder Auftragen eines dünnen Metallfilms auf ein Substrat bei einem niedrigen Umgebungsdruck von ca. 10-4 mbar. Aufgrund des Unterdrucks (Vakuum) können sich die Metallmoleküle von der Verdampfungsquelle bis auf die Oberfläche bewegen und Kontakt mit der Luft und anderen Gaspartikeln vermeiden. Der erste Schritt, eine Plasmabehandlung, reinigt das Substrat und verbessert die Adhäsion. Nach der Vorbehandlung wird das Aluminium von 0,01 Mikronen auf 10,00 Mikronen aufgetragen. Der letzte Zyklusschritt ist fast immer eine Plasma-Polymerisierungsbeschichtung, die weitere schützende Eigenschaften hinzufügt. Diese Schritte werden alle in einem vakuumbasierten Metallisierungszyklus ausgeführt. Vor Beginn und nach Abschluss des Zyklus' können optional eine Lackbasis und eine Oberbeschichtung aufgetragen werden. Eine Grundbeschichtung dient der Versiegelung und Beseitigung von Schönheitsfehlern. Die Oberbeschichtung dient dem Schutz vor Oxidation, chemischer Korrosion, mechanischen Schäden und Verschleiß (Link zur Seite Metallisierungsprozess).

Was ist vakuumbasiertes Sputtern?

Vakuumbasiertes Sputtern beinhaltet eine Metallplatte oder ein Target, die/das mit den zu beschichtenden Teilen in der Vakuumbeschichtungskammer platziert wird. Diese Methode ist einer der flexibelsten PVD-Prozesse (Physical Vapour Deposition). Im System wird Unterdruck erzeugt und ein Gas wird eingeführt (in diesem Fall Argon, da es ein hohes atomares Gewicht hat). An das Target wird Hochspannung angelegt und die positiven Argonionen beschleunigen und schießen die Atome raus auf eine Platte, die dann auf die 3D-Substrate fällt, kondensiert und die geplante Metallbeschichtung erzeugt. Der Aufschlag der Atome auf das verdampfende Material erzeugt das "Sputtern" aufgrund der Ionendichte. Bei dieser Technologie findet keine Materialverschmelzung statt, sodass mehrere Metalle und Legierungen in einer kühlen, trockenen Umgebung effizient und präzise platziert werden können. Die Anwendungen können von 0,01 bis 10,00 Mikronen schwanken oder sogar eine halbtransparente Metallbeschichtung "herausschießen" lassen. (Link zur Seite Sputter-Prozess)

Kann eine Maschine in einem einzigen Prozesszyklus metallisieren, sputtern und eine PECVD-Beschichtung auftragen?

Ja! Wenn Sie ein Vakuumsystem haben wollen, müssen Sie die späteren Anwendungs- und Produkterweiterungsmöglichkeiten beachten. Heute die Produktion einer einfachen Metallbeschichtung und morgen, mit einem Hybridsystem, durch Sputter beschichtete Chrom-Türgriffe oder Innenteile des Autos. Die Ergänzung mit PECVD schafft einen Barriereeffekt zur Versiegelung und zum Schutz Ihres veredelten Produkts. Der aktuelle Markt für vakkumbasierte Beschichtung wächst exponentiell. Deswegen liefert eine Hybridoption unendliche viele Produktionsmöglichkeiten.

Welche Materialien können in vakuumbasierten Metallisierungs- und Sputtersystemen beschichtet werden?

Sie können in einem vakuumbasierten Beschichtungssystem fast alle Materialien beschichten: Holz, Glas, Kunststoff, Metall, Leder und Textilien - um nur einige zu nennen. Veredelte Produkte wie elektronische Geräte, Räder, Spiegel, Automobilteile, Verpackungen fast aller Größen und Modeaccessoires, einschließlich Schuhen, Handtaschen, Knöpfen und Schmuck profitieren sowohl vom dekorativen Mehrwert als auch von den wasserabweisenden Ergebnissen.

Warum muss ein Produkt lackiert werden, um mit vakuumbasierter/m Metallisierung/Sputtern behandelt werden zu können?

Ein 3D-Substrat muss weich, einheitlich und makellos sein, um einen perfekten Halt des Metalls zu ermöglichen, ehe es in den vakuumbasierten Beschichtungsprozess übergeht, da die Metallbeschichtung die Oberfläche verbessert und alle Mängel beseitigt. Deswegen sollten Teile spiegelartig injiziert oder mit einer Grundschicht lackiert werden, ehe sie in die Bearbeitungskammer geführt werden. Nach Austreten aus der Kammer benötigen die metallisierten Aluminiumteile, mit wenigen Ausnahmen, eine erneute Beschichtung mit Lack, um Oxidation, chemischer Korrosion und Verschleiß vorzubeugen und das glänzende Metall-Finish zu erhalten und somit den Wert und die Lebensdauer des Produkts zu erhöhen.
Der Sputter-Prozess beinhaltet fast immer eine Grund- und eine obere Lackbeschichtung, abhängig von der letztendlichen Verwendung des Teils und der Art, wie es zum Beschichten präsentiert wird. Wenn das Teil zum Beispiel durch Formguss entstanden ist, glänzt und keinerlei Oberflächenmängel aufweist, ist eine Grundbeschichtung mit Lack nicht erforderlich. Nach dem Auftragen des Metalls kann innerhalb des Sputter-Zyklus' eine zusätzliche Plasmabeschichtung aufgetragen werden oder es kann sein, dass ein Teil eine obere Lackbeschichtung erfordert. In Sonderfällen werden Plasma und Lack aufgetragen. All diese Variablen hängen von der letztendlichen Nutzung des Produkts ab.

Kann ich nach der Metallisierung eine gefärbte Oberfläche erhalten?

Ja! Nach dem Metallisierungsprozess können Sie dem transparenten Lack Farbpigmente hinzufügen, um eine farbige Metalloberfläche zu erhalten (rot, grün, gold, blau etc.). Mit dem Lack kann das Teil vor Oxidation und Lösungs- und Reinigungsmitteln, die das glänzende Finish beschädigen könnten, geschützt werden.

Welche Eigenschaften kann Metall, neben dem ästhetischen Mehrwert, erhalten?

Viele Anwendungen sind dekorativ, aber ein Substrat mit Metallbeschichtung kann auch die Lebensdauer eines Produkts steigern, da es besser geschützt ist. Eine Metallbeschichtung kann die statische Elektrizität verringern und ein Teil mehr zum Reflektieren bringen oder dessen Leitfähigkeit steigern. In der Automobilindustrie hat der chrombasierte Sputter-Prozess sich als nachhaltiger, ökologischer und leichtgewichtiger als die Chrombeschichtung erwiesen. Studien haben gezeigt, dass chrombasiertes Sputtern die Lebensdauer eines ungeschützten Produkts um das Zehnfache steigern kann.

Was ist PVD?

Physical Vapour Deposition (PVD) beschreibt verschiedene vakuumbasierte Depositionsmethoden dünner Filme durch die Kondensation einer vaporisierten Form des gewünschten Filmmaterials auf unfertige Teile (Autos, Luft- und Raumfahrt, Brillen, Verpackungen, Kosmetik etc.) Die Beschichtungsmethode beinhaltet auch einen rein physikalischen Prozess wie Vakuumverdampfung mit nachfolgender Kondensation oder Plasma-Sputtern. Das Sputtern enthält auch ein glühendes Plasma, das auf das anzubringende Material , ein Metall-Targt oder Magnetron, aufschlägt. Dabei wird ein Teil des Materials als Dampf weggesputtert oder fällt auf die Substrate in der Kammer. In der Beschichtungsindustrie ist dies die neueste ökologische Alternative zu der traditionellen Chrombeschichtung, die für viele Milliarden Teile verwendet wurde. So hat sich also erwiesen, dass es nachhaltiger und leichtgewichtiger als die Chrombeschichtung ist. Physikalische Dampfdeposition ist aus vielen Gründen bekannter geworden, einschließlich der Verlängerung der Haltbarkeit eines Produkts. Studien haben gezeigt, dass es die Lebensdauer eines ungeschützten Produkts um das Zehnfache steigern kann.

Was ist Plasma?

Plasma ist der 4. Aggregatzustand. Plasma entsteht, wenn neutrale Moleküle, positive Ionen und freie Elektronen alle gleichzeitig vorhanden sind. Plasma wird zu mehreren Zwecken verwendet: Zur Reinigung und Vorbereitung des Substrats, um eine gleichmäßige Beschichtung zu erhalten. Zudem verbessert es die Haftung des Metalls beim PVD: Aus diesem Grund wird auch am Ende des PVD-Zyklus' Plasma zu Schutzzwecken aufgetragen und es werden Eigenschaften hinzugefügt, z. B. Schaffung einer Barriereschicht (Link zur Seite Plasma-Prozess).

Was ist PECVD?

Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) ist ein Prozess, mit dem transparente, dünne Filme auf einer Fläche von einem gasförmigen in einen festen Zustand gebracht werden. Vakuumbasierte Systeme, in denen PECVD verwendet wird, bieten eine transparente Schutzschicht, die sich, wenn sie aufgetragen wird, mit einem Substrat verbindet und schützend wirkt (z. B. Wasserabweisung und Korrosionsschutz). Die Beschichtung verbindet sich auf einer Nano-Ebene mit der Produktoberfläche, das heißt, sie kann nicht mehr von ihr getrennt werden und ist so langlebig wie das Material, das sie beschützt. Die Beschichtung ist eintausend mal dünner, als ein menschliches Haar und für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.

Wie viel kostet die vakuumbasierte Beschichtung?

Die Kosten für die vakuumbasierte Beschichtung hängt von den Maßen und der Menge der zu beschichtenden Teile, der Anzahl an Zyklen pro Stunde, den Arbeitsschichten pro Tag und den Anforderungen des Prozesstyklus' ab: Plasma, Dicke der Metallbeschichtung/Auswahl des Metalls und Möglichkeit einer abschließenden Plasmabeschichtung. Als nächstes kommt die Lackierung. Die Teile können evtl. eine Schicht Grundlack und nach dem vakuumbasierten Beschichten eine Lackoberbeschichtung benötigen. All diese Variablen hängen von der letztendlichen Verwendung und der anfänglichen Produktion, wie z. B. Formspritzen, ab. Statistiken zeigen, dass vakuumbasierte Beschichtungen nur 1/6 der Chromgalvanik kosten.

Welche Industriesektoren lassen ihre Produkte vakuumbasiert beschichten?

Die herstellenden Industriesektoren, die vakuumbasierte Technologien verwenden, lassen sich in einer endlosen Liste aufführen: Autos, Brillen, Verpackungen, Luft- und Raumfahrt, Militär, Solartechnik, Wasserleitungen, Modeschmuck, Heimdekoration, Möbel, Mode, Medizin, Nahrungsmittel- und Getränkebehälter, Materialbildung, Forschung und Entwicklung etc.

Muss die Person, die die vakuumbasierte Beschichtung durchführt, eine spezielle Schulung absolviert haben oder über besondere Kenntnisse verfügen?

Die heutigen Systeme verfügen über eine benutzerfreundliche Software. Internetverbindungen rund um die Uhr ermöglichen eine Qualitätssicherung und Unterstützung im Sinne des normalen Anlagenbetriebs. So kann jede Arbeitskraft nach ein paar einfachen Anweisungen die vakuumbasierte Beschichtung durchführen. Das Computerprogramm verfügt über Zyklen, in denen alle Beschichtungsparameter für jedes Produkt gespeichert sind, was die Industrie "Plug-and-Play"-Betrieb nennt.

Wozu braucht man multiple Sputter-Targets?

Magnetron-Sputter-Targets machen Schicht-, Verkleidungs- und Depositionsmetalle flexibel, um somit verschiedene funktionale Eigenschaften, einzigartige Farben und eine "intelligente Beschichtung" zu erhalten. Durch mehrere Targets, 2, 4 oder 6, wird die Zykluszeit verringert, die Beschichtung bei komplizierten geometrischen Formen erleichtert und die Mehrfachproduktion von Produkten, die innerhalb desselben Systems bearbeitet werden müssen, ermöglicht.

Ist die vakuumbasierte Beschichtung ökologisch?

Ja! Die vakuumbasierte Beschichtung ist ein chemiefreier Prozess, bei dem Nanotechnologie verwendet wird. Die Industriewelt der Vergangenheit hat Schleif- und Mahlmechanismen verwendet, um Atome zu bewegen – ein dürftiger, teurer und toxischer Weg der Materialerzeugung. Heute wird Nanotechnologie in der vakuumbasierten Beschichtung verwendet, mit Metallen in unendlich kleinen Mengen, was der Industrie ermöglicht, Moleküle und Atome in einem Maßstab von einem Milliardenstel Meter zu bewegen. Diese verschmutzungsfreie Herstellungstechnologie erzeugt fast keine Abfälle und es wird nur ein Minimum an Energie aufgewendet, um Produkte zu erzeugen, die extrem leicht, wirtschaftlich, stark, intelligent und nachhaltig sind.

Welche Verbrauchsmaterialien werden bei der vakuumbasierten Beschichtung verwendet?

Die vakuumbasierte Metallisierung verwendet Aluminiumdraht, Wolframfäden, Strom, ein Kühlwasserzirkulationssystem und optional, je nach Konfiguration der Maschine, ein Plasma-Polymer. Das vakuumbasierte Sputtern verwendet viele Metalle und Legierungen in Form von Stäben (Targets): Chrom, Titan, Messing, Kupfer, Aluminium, Gold, Edelstahl, Silikon, Zinn, Wolfram, Zink etc.

Warum nicht galvanisieren?

Galvanik beinhaltet toxische Chemikalien. Diese Prozesse sind umweltschädigend und können für Menschen tödlich sein. Die Produktionskosten und Gesundheitsprüfungen, die erforderlich sind, um die Standardproduktion zu erhalten, sind fast 5-mal so hoch, wie beim Sputtern. Die Verwendung einer Vakuumkammer zur Deposition von Metallen ist ökologisch, sicher für Menschen, platzsparend und kostet nur einen Bruchteil der traditionellen Methoden. Bei Sputter-Systemen werden Metalle leicht, gleichmäßig und bei sehr geringem Strom- und Materialverbrauch aufgetragen.

Wie lange dauert er vakuumbasierte Beschichtungsprozess?

Die besondere Geschwindigkeit des vakuumbasierten Beschichtungszyklus' hängt von Faktoren wie der Größe der verwendeten Anlage, dem jährlichem Produktionsvolumen und der Größe und Art des Produkts ab. Bei einigen Anwendungen kann ein Prozess in 3 Schritten für mehrere Produkte gerade einmal 4 Minuten dauern.

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