Metallisierung
Der Ausdruck Metallisierung bedeutet Kondensation (Ablagerung) eines dünnen Metallfilms auf einem Substrat bei einem Vakuumdruck von etwa 10-4 mbar. Vakuumdruck ermöglicht es den Metallmolekülen sich von der Verdampfungsquelle zu der zu beschichtenden Oberfläche zu bewegen, wobei ein Kontakt mit Luft und anderen Gaspartikeln vermieden wird. Ablagerung von Aluminium auf einem Produkt ist die am häufigsten verwendete Methode der industriellen Metallisierung.
Die Abscheidung von Aluminium und anderen Metallen hat eine ästhetische und funktionelle Rolle. Geschätzte 60% der Metallisierungsanwendungen sind grundsätzlich zu ästhetischen Zwecken, aber mit der fortschreitenden Änderung von Beschichtungsprozessen mit Chromgalvanisierung, die sowohl teuer als auch hochgradig gefährlich für die Umwelt sind, nehmen Anwendungen vom funktionellen Typ zu.
Anwendung „Automobil Interieur- und Exterieur“
Scheinwerfer-Blenden und -Reflektoren oder andere Kunststoff-Formteile in der Automobilindustrie werden mit Vakuum-Beschichtungsverfahren einfach und schnell mit einer Reflexionsschicht versehen. HS-Group Beschichtungsanlagen vom Typ SIGMET, MAGMET oder DELTALINE können leicht in die Produktion integriert werden. Sputteranlagen, wie die vom Typ MAGMET oder DELTALINE, können sogar direkt mit anderen Stationen wie dem Spritzgießen verkettet werden. Die in Vakuumanlagen aufgebrachten Spiegelschichten sind sehr dünn, so dass mit Beschichtungsverfahren wie dem Aufdampfen, der Kathodenzerstäubung (Sputtern) und dem Plasma-CVD-Verfahren selbst temperaturempfindliche Kunststoffarten beschichtet werden können.
Um gute Hafteigenschaften zu gewährleisten werden die meisten technischen Kunststoffe mit einem Plasma-Glimmprozess im Vakuum vorbehandelt. Dieser dient zur Entfernung von Wasserdampf und zur Aktivierung der Oberfläche. Im nächsten Schritt wird durch Metallisierung dann ein Metall, meist Aluminium, auf das Substrat aufgebracht. Als dritten Schritt wird im klassischen Verfahren direkt im Vakuum noch auf das Metall eine Schutzschicht aufgetragen. Hier bietet sich die Plasma-CVD-Technik an, da bei diesem Vakuum-Verfahren keine teuren Umweltauflagen wie für Lackiereinrichtungen, Lackschlammentsorgungen oder Lösemitteldämpfe einkalkuliert werden müssen. Zur Durchführung des Verfahrens genügt dieselbe Einrichtung wie beim Plasma-Reinigen. Als gasförmige Ausgangssubstanz werden organische Siliziumverbindungen wie Siloxane verwandt, die im Plasma angeregt und fragmentiert werden. Dabei entstehen makromolekulare Netzwerke, die sich als geschlossene Schichten auch auf kompliziert geformten Substraten gleichmäßig abscheiden. Für den reinen Korrosionsschutz von Aluminium Spiegelschichten, z.B. auf Scheinwerferreflektoren, sind Schichtdicken von 25 bis 50 nm ausreichend. Auch eine Wischfestigkeit kann mit besonders harten, aber immer noch sehr dünnen Polymer-Schichtdicken erzielt werden. Zur Metallisierung des Formteils wird bei Automobilscheinwerfern Aluminium verwendet. Zwei Vakuum-Beschichtungsverfahren stehen hier zur Auswahl: Das klassische Aufdampfverfahren, das in chargenweise betriebenen Einkammeranlagen eingesetzt wird, und das gut zu automatisierende Sputterverfahren, mit dem in kontinuierlich arbeitenden MAGMET- und DELTALINE Anlagen Scheinwerferreflektoren in verketteten Linien produziert werden.
Zusammenfassend hier noch einmal die Hauptprozessschritte:
- Plasmavorbehandlung
- Metallisierung mit Aluminium
- Plasmapolymerisation (in einem Prozess)
Die Anlagen der HS-Group können durch sehr hohe Flexibilität eine Vielzahl an Prozessschritten kombinieren und so auf alle Bedürfnisse der Kunden eingehen. So kann z. Bsp. auch nach dem Glimmprozess eine Plasmapolymerisation zwischengeschaltet werden um Haftungs- und Barriere Eigenschaften zu verbessern.
Die HS-Group GmbH ist Ihr Partner für anspruchsvollste Oberflächenveredelungen.
Anwendung „PVD-Verchromen“
Die galvanische Verchromung ist aufwändig, teuer und wegen des Schwermetalls Chrom alles andere als umweltfreundlich. Doch der Glanz dieser Oberflächen ist so faszinierend, dass Chrom noch immer ein Bestseller ist.
Versuche, die Chromoptik ohne Chrom-III oder Chrom-IV zu erreichen, führten bisher sowohl visuell wie funktional zu wenig befriedigenden Ergebnissen. Das hat sich jedoch inzwischen komplett geändert. Mittlerweile gibt es Beschichtungsverfahren, die komplett ohne Schwermetalle auskommen. Metallteile müssen nicht mehr poliert werden und auch Elemente aus Kunststoffen lassen sich dauerhaft „verchromen“.
Um eine chromoptische Oberfläche herzustellen wird in der Regel ein dreischichtiges Verfahren eingesetzt. Dies bestehend aus einer Grundbeschichtung, die das Substrat egalisiert und als Haftschicht zur folgenden PVD-Beschichtung (Physical Vapor Deposition) dient. Im Prinzip verbirgt sich hinter diesem Prozessschritt eine Abscheidung von reinem, zuvor verdampftem Aluminium auf den Teile-Oberflächen. Die Schlussbeschichtung bringt den Glanz und die mechanische Robustheit. Es bildet sich auch auf den komplexen 3D-Gemoterien hochwertige und edle Oberflächen die galvanisch erzeugten Oberflächen in nichts nachstehen. Interessant ist außerdem, dass sich neben hochglänzendem Chrom auch eine matte Version zu gleichen Kosten realisieren lässt, dazu noch Varianten wie Schwarzchrom, Bronze und auch farbige Eloxalfarbtöne.
Typische Anwendung für das „PVD-Verchromen“ sind von Armaturen, Felgen, Fahrzeugelementen, Beschläge und Möbelteile und vieles mehr.
Übrigens: Während das Auge Chrom meldet, ist die haptische Wahrnehmung warm. Und das nicht nur bei Kunststoff-Substraten, auch metallische Untergründe werden durch die relativ dicke Beschichtung wärmer empfunden. Eine Irritation, die aber rasch verklingt – und zudem neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.
