Fachwörter-Lexikon
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Werkstoffverbunde
Erzeugnisse, die meist aus Schichten fest miteinander verbundener, unterschiedlicher Werkstoffe bestehen und als solche auch makroskopisch erkennbar sind. Es handelt sich nicht um einen einheitlichen (homogenen) Körper. Der größte Anteil an Werkstoffverbunden sind (flächenhafte) Schichtverbunde. Ihre Komponenten werden häufig durch Fügen (z.B. Sprengplattieren, Warmpressen, Walzplattieren oder Kleben) miteinander unlösbar verbunden. Jedoch sind auch Beschichtungsverfahren wie Galvanisieren oder Metallspritzen üblich. Beispiele für Werkstoffverbunde: Stahlbeton, verzinktes, plattiertes oder kunststoffbeschichtetes Blech, Bimetalle (z.B. Thermobimetalle als Schaltkontakte), Hartgewebe, Hartpapier oder Kunststoffpressholz (z.B. für den Modellbau), metalldrahtverstärktes Glas (Sicherheitsglas).
Mechanical Plating
Die Beschichtungstechnologie Mechanical Plating wurde vor etwa 60 Jahren in den USA entwickelt, konnte sich bisher allerdings in Europa nur in geringem Umfang durchsetzen. Der große Vorteil des Verfahrens, bei dem feine metallische Partikel aus Zink, Zinn und Aluminium oder Mischungen daraus, durch Wälzen in Trommeln aufgebracht werden, liegt darin, dass bei dem Prozess kein Wasserstoff aus elektrochemischen Reaktionen entsteht. Damit ist das Verfahren für die Beschichtung von hochfesten Stählen, bei denen die Gefahr der Wasserstoffversprödung absolut vermieden werden muss, ideal.
Beim mechanischen Platieren werden die Metallpartikel durch vorhandene Trägerkörper – beispielsweise Glaskugeln – auf den zu beschichtenden Werkstoff aufgedrückt und kalt verschweißt. Die Dicke der Schicht ist vor allem durch die Dauer des Beschichtungsvorganges und der Menge des Metallpulvers gegeben. Voraussetzung für den Aufbau der Schicht ist die gute Zugänglichkeit mit einer mechanischen Reibung von Metallpartikel und Trägerkörper an der Oberfläche des Substrats. Bisher war hierdurch der Einsatz auf wenige geometrisch günstige Bauformen beschränkt. Teile mit Bohrungen oder Vertiefungen ließen sich bisher nicht mit der erforderlichen Qualität beschichten.
Beschichtete Verbindungsteile / Bildquelle: Ruhl & Co
Weiterentwicklungen bei den Pulvern, deren Mischung sowie den Trägerkörper und vor allen Dingen eine verbesserte Anlagentechnologie unter Einsatz von speziellen Steuerungs- und Kontrollprozessen machen es möglich, dass auch Bohrungen mit einem Durchmesser im Millimeterbereich und einer Tiefe von etwa 10 Millimetern eine gleichmäßig dicke und vor allem gleichmäßig dichte Schicht aufweisen. Damit kann die Technologie für einen weiten Bereich, beispielsweise an komplexen und hochfesten Verbindungselementen, ausgeweitet werden. Damit kann höchste Prozesssicherheit gewährleistet werden, was sich an einer weitreichenden Einführung zur Beschichtung von hochfesten Verbindungsteilen für die Automobilindustrie zeigt.
Verbesserung des Schichtaufbaus durch neue Verfahrenstechnik / Bildquelle: Ruhl & Co
Kupferschichten – Einsatz in der Elektrotechnik
Für den Einsatz in der Elektrotechnik ist in der Regel eine hohe elektrische Leitfähigkeit gefordert. Diese wird insbesondere bei einer hohen Reinheit des abgeschiedenen Kupfers erreicht. Dazu kommen Elektrolyte auf Basis von Kupfersulfat zum Einsatz, aus denen beispielsweise Kupferfolien für Leiterplatten hergestellt werden. Ebenfalls reines Kupfer wird auf ICs abgeschieden. Hierbei wird neben der guten Leitfähigkeit die sehr gute Streufähigkeit von Kupferelektrolyten genutzt, um die feinen Leiter durch Füllen der strukturierten Siliziumoberfläche herzustellen.