In der kunststoffverarbeitenden Industrie sind Schichtsysteme gefragt, die den Formeinsatz eines Spritzgießwerkzeugs bei gleichbleibender mechanischer Stabilität vor Verschleiß und Korrosion bewahren. Die Expertise, mittels chemischer Gasphasenabscheidung dünne Keramikschichten auf geometrisch anspruchsvollen Oberflächen abzuscheiden, kann die KIMW-F gGmbH im ZIM-Förderprojekt 3D CVD einsetzen, das zum Ziel hat, ein Verfahren zur dreidimensionalen Beschichtung von Werkzeug- und Formeinsätzen zu entwickeln. Dabei werden verschleißfeste Schichten auf Bauteilen mit komplexer Geometrie aufgebracht.
Zu diesem Zweck stehen verschiedene keramische Materialien zur Verfügung, die im CVD-Prozess ausgehend von einer chemischen Vorstufe (Precursor) dargestellt werden können. Durch die Nutzung von metallorganischen Precursoren, die bereits bei Temperaturen unterhalb von 500 °C zur Keramik reagieren, wird das Substrat geschont und der Energiebedarf gesenkt.
Parametrierung im Bereich Temperatur, Druck, Gasgeschwindigkeit und Vorstufenzuleitung sorgt zudem dafür, dass Kriterien wie eine hohe Maßgenauigkeit sowie Spaltgängigkeit der Schichten erfüllt sind.
Weitere Möglichkeiten zur Prozessoptimierung bietet die Simulationssoftware COMSOL Multiphysics, die es erlaubt, Gasströme und Gasgeschwindigkeiten im Reaktor unter definierten Bedingungen zu visualisieren.
Zudem wird durch eine stetige Weiterentwicklung der Automatisierungstechnik sowie die Inbetriebnahme eines zweiten CVD-Rezipienten neben der Wirtschaftlichkeit auch die Anwendungsflexibilität nachhaltig gesteigert.
