Verfestigungs- oder Kugelstrahlen (Shot peening) ist ein etabliertes Verfahren in der Metallbearbeitung. Mit dieser Behandlung kann die Lebensdauer von hoch belasteten Bauteilen deutlich erhöht werden. Das Strahlen verhindert das Entstehen und Ausbreiten von Rissen an und unterhalb der Oberfläche. "Unsere Untersuchungen in den letzten Jahren haben gezeigt, dass eine hohe Druckbeanspruchung von über einem Gigapascal (GPa) auch bei spröder Keramik eingesetzt werden kann, wenn man spezifische Bedingungen für das Kugelstrahlen einhält", erklärt Dr. Wulf Pfeiffer, Leiter des Geschäftsfeldes Prozess- und Werkstoffbewertung und der Gruppe Mikrostruktur- und Schadensanalyse am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) in Freiburg.

Glas ist einerseits als sprödes und zerbrechliches Material bekannt. Andererseits ist es in vielen Anwendungen unverzichtbar. So hat das Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM, Saarbrücken) Untersuchungen zur Festigkeit von Glas vorgenommen, die von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF, Köln) und der Hüttentechnischen Vereinigung der Deutschen Glasindustrie (HVG, Frankfurt am Main) unterstützt wurden. "Unser Projekt verfolgte das Ziel, festigkeitserhöhende Sol-Gel-Beschichtungen auf Gläsern zu entwickeln und die Mechanismen aufzuklären, die für die Erhöhung der Festigkeit verantwortlich sind", betont Dr. Martin Amlung, Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Programmbereich "Optische Materialien" am INM.

Neben der Beschichtung von Metallen gehört die Oberflächengestaltung von Kunststoffen in ihren vielfältigen Ausprägungen zu den wichtigsten Aufgaben der modernen Oberflächentechnik.

Somit steht das Thema „Beschichtung von Kunststoffen“ mit acht Vorträgen am 5. April im Fokus. Generell gilt für alle Substrate: Nanobeschichtungen gewinnen weiter an Bedeutung. Zudem bestehen diese Schichten häufig aus Kunststoffen. So können nur wenige Nanometer (Millionstel Millimeter) dünne Polymerfilme das Erscheinungsbild an Oberflächen und wichtige Gebrauchsmerkmale von Materialien signifikant verändern.

Die Eigenschaften lassen sich sogar beliebig hin- und herschalten: Ein Film kann abhängig von seinem Schaltzustand beispielsweise Wasser abweisen oder aufnehmen, also hydrophob oder hydrophil sein. Um derartige Schichten zu erzeugen, werden zwei verschiedene Polymere mit einem Ende fest an den Träger gebunden, sodass sie sich – abhängig von den äußeren Bedingungen – auf molekularer Dimension wechselseitig an der Oberfläche anreichern und damit die Eigenschaften durch eine hauchdünne Oberflächenschicht des jeweils einen oder anderen Materials bestimmt werden. Der Schaltprozess lässt sich durch äußere Einflüsse wie bestimmte Lösungsmittel, pH-Wert oder Temperatur auslösen und bedingt die rein physikalische Umlagerung der Moleküle.

Am 6. April steht das gesamte Spektrum aktueller Metallbeschichtungen im Fokus. Eine Möglichkeit zur Metallbeschichtung sind so genannte Diamond-like-Carbon-Schichten (DLC), die viele interessante und außergewöhnliche Eigenschaften kombinieren, wie zum Beispiel hohe Härte, Verschleißfestigkeit und niedrige Reibwerte. In vielen industriellen Anwendungen werden DLC-Beschichtungen heute bereits eingesetzt, zum Beispiel in der Automobilindustrie, im Maschinenbau oder bei Werkzeugen.

Industriell werden DLC-Schichten meistens mittels PACVD-Verfahren (Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition) hergestellt. Für weitere Leistungssteigerungen sind noch härtere und verschleißfestere Schichten notwendig. Eine relativ neue Entwicklung in diese Richtung ist die Deposition mittels reaktiver Magnetron-Sputterverfahren mit Graphittargets. Den neuesten Stand zu "DLC-Schichten für reibarme Oberflächen" wird Dr. Jochen Brand vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST, Braunschweig) vortragen.

„Beschichtung von Holz“ ist am 7. April mit weiteren acht Beiträgen ein Höhepunkt.

Holzwerkstoffe haben eine lange Tradition, dennoch erfolgt ihre Beschichtung mit modernsten Methoden. Die Voraussetzung dafür liefert immer häufiger eine Plasmavorbehandlung. Atmosphärendruck-Plasmaquellen erzeugen ein offenes, frei zugängliches Plasma und ermöglichen damit eine in Produktionslinien integrierte Aktivierung, die zur Vorbereitung zum Kleben, Beschichten und Bedrucken dient. Bisher wurde diese Vorbehandlung nur außerhalb der Linie in aufwändigen Niederdruck-Anlagen realisiert. „Uns ist es gelungen, die Plasma-Quellen in kompakten Anordnungen so zu kombinieren, dass beliebige Behandlungsbreiten möglich sind“, erklärt Dr. Klaus Gerstenberg, Geschäftsführer der Tigres Dr. Gerstenberg GmbH (Rellingen).

Dabei wird das Plasma nicht wie üblich mit einem thermischen Lichtbogen erzeugt, sondern mit einer gesteuerten elektrischen Entladung, sodass bei den temperaturempfindlichen Substraten wie Holz kein Wärmestau auftritt. Dieses Thema wird Experte Gerstenberg in seinem Vortrag „Atmosphärendruck-Plasmabehandlung von Holzoberflächen“ vertiefen. Weitere spannende Vorträge unter anderem zur „Pulverbeschichtung von Holzwerkstoffen“ oder zur „Lackierung von Holzelementen mit Robotertechnik“ sind an diesem Tag zu erwarten.