PVD kann Verchromung ersetzen

Anzeige Vakuumtechnologie | Erstellt von SI

PVD kann die heute noch weit verbreitete galvanische Verchromung von Teilen ablösen. Dies demonstriert ein deutscher Spezialist für das Verfahren anhand von Münzprägestempeln und weiteren Anwendungen. Dabei spielen auch Vakuumventilinseln eine wichtige Rolle.

Aufgrund der Umweltbelastung ist seit Oktober 2024 das galvanische Chrombeschichten nur noch mit Sondererlaubnis in der EU erlaubt. Die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) hingegen vermeidet solche giftigen Zwischenstufen werden dabei vermieden. Die Inor PCT Deutschland GmbH, bekannt unter dem Markennamen Inorcoat Deutschland, mit Sitz in Ostfildern liefert PVD-Anlagen und bietet auch Beschichtungsdienstleistungen mit diesem Verfahren, wie der Hersteller von Vakuumventilinseln Bürkert GmbH & Co. KG, Ingelfingen, mitteilt.

Kroatische Münze von neuem Verfahren überzeugt

Auf das Unternehmen aufmerksam wurde die Fachwelt, als Inorcoat den Auftrag der staatlichen Kroatischen Münze zur Beschichtung der Prägestempel im Rahmen der dortigen Euro-Einführung gewann. Mit der Unterzeichnung der Absichtserklärung zwischen Kroatien und der Europäischen Kommission über den Beginn der Produktion von Euro-Münzen im September 2021 begann ein regelrechter Wettlauf gegen die Zeit. Schließlich mussten 420 Mio. Münzen im Laufe des Jahres 2022 geprägt und rechtzeitig bereitgestellt werden. „Sechs Monate Zeit blieben letztlich, um alles zu erledigen“, erinnert sich Romain Waidelich, Inhaber und Gründer von Inorcoat.

Um die Standzeit von Prägestempeln zu erhöhen, wurden diese bislang konventionell galvanisch verchromt. Damit konnte man eine Lebensdauer von typischerweise 200.000 bis 300.000 Prägungen erreichen. Mit den Verfahren und den Anlagen von Inorcoat konnte diese noch deutlich erhöht werden, sodass sich die Kroatische Münze für den Anbieter aus Ostfildern entschied.

Standzeiten steigen dank PVD-Beschichtung drastisch

Im Juli 2022 begann die kroatische Münzstätte mit der Beschichtung von 1.500 Stempelwerkzeugen. Viel mehr als letztlich benötigt wurden: „Am Ende kamen sie mit weniger als einem Fünftel davon aus, denn mit unserem Verfahren konnten wir teilweise Standzeiten von bis zu 14 Mio. Prägungen pro Stempelpaar erreichen“, freut sich Waidelich. Belohnt wurde Inorcoat dafür auch von der International Association of Currency Affairs (IACA): Das Unternehmen erhielt im Jahr 2022 den Preis für das beste Umwelt-Nachhaltigkeitsprojekt für Münzen.

Die Prägung von Münzen ist wie auch der Druck von Banknoten ein sehr spezieller Nischenmarkt. Der Problematik im Zusammenhang mit der galvanischen Beschichtung von Prägewerkzeugen ist man sich dort bewusst. Allerdings fehlen Erfahrungswerte zu neuen Verfahren wie der PVD-Beschichtung. Den damit verbundenen Unsicherheiten der staatlichen Unternehmen bezüglich Sicherheit und deren Bedenken aufgrund fehlender Bekanntheit des noch jungen Unternehmens konnten Waidelich und sein Team dennoch begegnen. Als erste Bank weltweit setzt beispielsweise die marokkanische Nationalbank inzwischen auf Anlagen von Inorcoat und beschichtet damit ihre Druckplatten.

Weitere Anwendungsgebiete für PVD statt Verchromung

Mittlerweile sind viele weitere Unternehmen auf Inorcoat aufmerksam geworden und investieren in deren umweltschonende Beschichtungstechnik. „Es gibt unglaublich viele Anwendungsgebiete, in denen sich die konventionelle galvanische Verchromung ablösen lässt", erläutert Waidelich, und zeigt als Beispiel eine Gitarre mit ihren chromglänzenden Mechaniken, Locks und Stegen.

Waidelichs Vision ist es, den PVD-Prozess zu vereinfachen, kommerziell attraktiver und für Kunden verständlicher zu machen. Das war zu Anfang jedoch alles andere als leicht. „Zwei Schlüsselkomponenten sind die Vakuumtechnik einerseits, und die hochpräzise Zudosierung der reaktiven Gase im Plasmaprozess andererseits“, erklärt Waidelich. Die Technik, um diese Teilprozesse zuverlässig zu steuern, ist komplex. Viele der Zulieferer, denen er seine Ideen präsentierte und die er um Unterstützung fragte, winkten ab: zu geringe Stückzahlen, zu aufwendig, teuer.

Zulieferer macht modulare Anlagen einfach

Mehr durch Zufall stieß Waidelich dann auf Bürkert, ein Unterlieferant empfahl ihm Kontakt aufzunehmen.„Ich war überrascht“, sagt Waidelich. Bürkert war sofort interessiert und bot sich an, ein individuelles System zu entwickeln, die Inorcoat viele Vorteile bietet – „trotz der nur überschaubaren Stückzahl, die ich prognostizieren konnte“, erinnert sich der Unternehmensgründer. Bürkert führte zusammen, was er andernorts mühsam selbst hätte zusammenbauen müssen.

Ein entscheidender Vorteil der Inorcoat-Anlagen ist ihre Flexibilität – trotz der kompakten Größe, wie es in der Mitteilung des Ingelfinger Ventilspezialisten heißt. Diese verdanken sie nicht zuletzt der Modularität der Bürkert-Ventilinseln: Jede einzelne umfasst einen Absperrventilblock und einen Massendurchflussmesser, die beliebig auf bis zu 21 Regelstrecken zusammengesteckt werden können. „Das bietet eine enorme Variabilität, falls ein Kunde eine komplexe Beschichtung mit einer großen Anzahl von Gaspunkten realisieren will“, beschreibt Waidelich den Aufbau. Damit hat der Anwender die volle Kontrolle über den Prozess, da er so das Prozessgas je nach metallischem Element sehr präzise und genau da, wo das Plasma reagiert, individuell einstellen kann.

Inorcoat baut seine PVD-Beschichtungssysteme modular auf, angepasst an die Bedürfnisse der einzelnen Anwendung. Wird in einer kleinen Anlage ein einziger Gaspunkt benötigt, wird auch nur eine Ventilinsel verbaut. „Das reduziert die Komplexität und die Kosten“, hält Waidelich fest. „Das Beste aber ist, dass sämtliche Standardanlagen später und ganz nach Bedarf zu individuellen, kundenspezifischen Lösungen ausgebaut werden können.“ Die Kunden von Inorcoat profitieren entsprechend davon.

Zurück