Funktionale Schichten 28. Mrz 2022 Von Martin Ciupek

Wenn Oberflächen den Unterschied machen

Beschichtungen verleihen Produkten zusätzliche Eigenschaften. Welche Trends es gibt und was beim Recycling wichtig ist, beschreibt Thomas Hofmann vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung in Würzburg.

Im Labor des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg. Thomas Hofmann (li.), der stellvertretende Institutsleiter, analysiert mit dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Detlev Uhl Materialproben.
Foto: Fraunhofer ISC

VDI nachrichten: Gibt es für Sie Unterschiede zwischen der Oberflächentechnik im Allgemeinen und funktionalen Schichten im Speziellen?

Thomas Hofmann: In beiden Fällen wird durch Veränderung der Oberfläche eine zusätzliche Funktionalität erzeugt. Es geht im Wesentlichen immer um eine Verbesserung von Produkteigenschaften, die das Ausgangsmaterial allein nicht aufweist. Für mich sind funktionale Schichten eher ein Materialthema, wohingegen die Oberflächentechnik alle Prozesse von der Vorbereitung über das Material bis hin zur Applikation umfasst.

Von der klassischen Galvanik bis zu heutigen Nanoschichten hat sich vieles weiterentwickelt. Für Sie macht das trotzdem keinen Unterschied?

Doch, natürlich gibt es hier deutliche Unterschiede, die Grundidee ist jedoch ähnlich. Die Weiterentwicklung der Oberflächen liegt zum einen in den Verfahren und Technologien, die eingesetzt werden, und zum anderen in den neuartigen Eigenschaften, die spezifischere Anwendungen ermöglichen. Einer der größten Unterschiede liegt für mich in der Funktion. Viele klassische Schichten sind vor allem Schutzschichten oder dienen der Optik. Innovative Nanoschichten können aber zum Beispiel Indikator für Gase sein, empfindlich auf mechanische Einflüsse sein oder selektiv Mikroorganismen reduzieren.

Hydrophobe, hydrophile und omniphobe Schichten sind ein wichtiges Thema bei Oberflächen

Welche Oberflächenfunktionen sind besonders interessant und warum?

Gefragt sind weiterhin Oberflächenfunktionen für Korrosionsschutz wie Witterungsbeständigkeit oder chemische Beständigkeit, Verbesserung der mechanischen Eigenschaften beispielsweise bezüglich Verschleiß und Reibung, hochwertige Haptik, optische und elektrische Eigenschaften. Auch hydrophobe, hydrophile oder omniphobe Schichten sind ein wichtiges Thema für Anwendungen auf Oberflächen, auf denen weder Schmutz noch Graffiti anhaften und von denen Flüssigkeiten einfach abperlen. Vermehrt sind aber auch Spezialschichten gefragt, die ein ganz spezifisches Eigenschaftsprofil aufweisen müssen, oder Schichten, die über entsprechend angepasste Technologien Anwendung finden, z. B. Nanostrukturierungen, Multifunktionsschichten, die mehrere Funktionalitäten in einer Schicht vereinen, oder optische Schichten mit gezielt einstellbaren Eigenschaften. Ich denke da z. B. an Elektrochromie.

Wo spielt die Musik: im Metall-, Keramik- oder im Polymerbereich?

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