Applikationszentrum des Kunststoff-Instituts nun mit PVD-Anlage komplett
Im Juni 2010 wurde am Kunststoff-Institut Lüdenscheid im Rahmen des Projekts sience-to-business, ein Wettbewerbsbeitrag aus Chek.NRW, eine neue PVD-Anlage für die Metallisierung von Kunststoffbauteilen installiert. Damit kann das 2003 erstellte Applikationszentrum für Oberflächentechnik als vollständig bezeichnet werden, in dem nun nahezu sämtliche Möglichkeiten der Oberflächenvorbehandlung, -beschichtung und -dekoration von Kunststoffen möglich sind.
Mit der neuen PVD-Anlage, die von der hartec Anlagenbau GmbH geliefert und installiert wurde, können metallische Oberflächen mit unterschiedlichster Optik auf Kunststoffbauteilen appliziert werden. Die Einkammer-Batchanlage mit mehreren Arbeitsstationen verfügt über drei Magnetrons und eine Ionenquelle zur Oberflächenaktivierung und ist für die Bemusterung für Serienbauteile, für neue Farbentwicklungen und zur Verifizierung von Inline-Prozessen konzipiert. Die maximal zu beschichtende Bauteilgröße beträgt etwa 200 mm x 300 mm. Es können sämtliche PVD-Schichten appliziert werden, welche heute bereits im Serieneinsatz sind, wie zum Beispiel metal ceramics, Substitutionsschichten für galvanische Oberflächen und funktionalisierte PVD-Schichten mit optischer Halb- und RF-Transparenz. Zum Schutz der Oberfläche ist dabei ein nachträglicher Lackiervorgang unablässig. Hierzu werden bevorzugt UV-härtende Lacksysteme eingesetzt, die unter Inertgasbedingungen dreidimensional ausgehärtet werden. Auch über eine UV-Inertgaseinheit verfügt das Kunststoff-Institut bereits seit 2004. Im Rahmen des Projektes, soll die PVD-Technik mit Hilfe der neuen Anlage optimiert, weiterentwickelt und Ausschuss reduziert werden. Des Weiteren werden zusammen mit der hartec GmbH neue Designs mit Hilfe von neuen Prozessen und Verfahrenskombinationen realisiert. Es existiert eine Online-Anbindung zum Anlagenhersteller, wodurch jeweils ein Austausch neuester Prozesse gewährleistet ist. Erste Erfolge zeichneten sich bereits durch Vorversuche ab, bei denen eine PVD-Beschichtung als Startschicht einer partiellen Galvanisierung genutzt wurde. Außerdem konnte festgestellt werden, dass durch Nutzung der am Kunststoff-Institut entwickelten Temperiertechnik Indumold auf ein Vorlackieren der Kunststoffbauteile verzichtet werden kann, wodurch die Beschichtung der Bauteile günstiger wird und eine potentielle Ausschussquelle ausgeschlossen wird. Das Projekt, welches im Wettbewerb Chek.NRW zur Förderung vorgeschlagen wurde, erhält eine Zuwendung vom Land Nordhein-Westfalen im Rahmen der Förderrichtlinie Forschung, Innovation und Technologie (FIT) beziehungsweise eine Zuwendung im Rahmen des Ziel 2-Programms Regionale Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigung 2007-2013 (EFRE). Das Applikationszentrum für Oberflächentechnik (AOT) wurde von 2004 bis 2006 im Zuge des Technologie- und Innovationsprogramms NRW (TIP) am Institut eingerichtet. Es wurden Anlagen für verschiedenste Beschichtungstechnologien installiert, die kurzfristige Prototypenherstellungen, seriennahe Bemusterungen und Kleinserien aller gängigen Verfahren ermöglichen sollen. Kernpunkt des Zentrums bilden eine Roboter-Lackieranlage, eine Kunststoff-Galvanik und Anlagen zur Beschichtung mittels Wassertransfer und Digital-Direktdruck. Zusätzlich wurden verschiedene Bedruckungstechniken, Vorbehandlungsverfahren, ein Laser und Strahlanlagen installiert. In 2009/2010 wurde unter anderem im Rahmen des Projekts science-to business die Ausstattung durch eine Reinraumeinhausung der Roboterlackierung und eine Handlackierkabine, eine Fluorierungsanlage, Atmosphärenplasma und eine CO2-Reinigung, einem Beschichtungsautomat und einer Transferpresse sowie einen Showroom für Oberflächentechnik erweitert. Auch die Prüf- und Analysetechnik wurde entsprechend aufgerüstet. Im Rahmen des Technologietransfers werden Applikationsmöglichkeiten für innovative Oberflächenbehandlungsverfahren aufgezeigt. Mit praktischen Tests, an entsprechenden technischen Einrichtungen, können die Unternehmen Einsatzmöglichkeiten überprüfen. Sie können so bei Erstbemusterungen und bei der Herstellung von Kleinserien neue Oberflächentechnologien anwenden, ohne selbst im ersten Schritt große Investitionen tätigen zu müssen oder laufende Serienproduktionen zu tangieren. Weiter sind praktische Schadensanalysen und damit die Sicherung von laufenden Prozessen möglich. -dir- Kunststoff-Institut Lüdenscheid, Karolinenstraße 8, D-58507 Lüdenscheid; http://www.kunststoff-institut.de
Carl Zeiss Nano Image Contest erfolgreich gestartet
Carl Zeiss Nano Image Contest erfolgreich gestartet
Ein Herz geformt aus Polymeren, ein Tuberkulose-Bakterium getarnt als exotische Blüte und ein Drache geschaffen aus einer Magnesium-Titan-Verbindung: Vielfach ist schwer zu unterscheiden, ob es sich bei den Einreichungen zum Carl Zeiss Nano Image Contest um kunstvoll gestaltete Gemälde oder um mikroskopische Aufnahmen handelt. Mehr als 70 Forscher aus aller Welt präsentieren momentan ihre faszinierenden Nano-Meisterwerke bei dem Online-Wettbewerb einer breiten Öffentlichkeit. Auch zahlreiche Besucher der Webseite haben bereits die Möglichkeit genutzt, für ihr Lieblingsbild abzustimmen.
Bislang wurden neben den klassischen Schwarz-Weiß-Aufnahmen auch einige eingefärbte Mikroskopiebilder eingereicht. Die meisten Bilder sind dabei in der Kategorie Rasterelektronenmikroskopie (REM) eingegangen, die Kategorien Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), CrossBeam und Heliumionenmikroskopie (HIM) sind dagegen noch spärlicher besetzt. Deshalb sind neue Aufnahmen hier besonders willkommen. Die erste Position im gesamten Wettbewerb hält momentan Peter Nirmalraj vom Trinity College Dublin. Noch bis zum 29. August können alle Anwender von Zeiss Partikelstrahlsystemen ihre schönsten Aufnahmen beim Nano Image Contest einreichen (www.smt.zeiss.com/nanocontest). Danach haben die Besucher der Webseite bis zum 12. September die Möglichkeit, ihre Stimme für ihr Lieblingsbild abzugeben. So erhalten auch die Teilnehmer eine Chance, die erst gegen Ende der Einreichungsfrist Bilder hochladen. Die Sieger der vier Kategorien erhalten jeweils eine cinemizer Plus Videobrille von Carl Zeiss. Basierend auf einem weltweit führenden Know-how in licht-, elektronen- und ionenoptischen Technologien bietet Carl Zeiss SMT seinen Kunden in der Industrie sowie in Forschung und Entwicklung ein breites Portfolio von Produkten, Serviceleistungen und Applikationslösungen an. Einsatz finden die Systeme und Lösungen des Unternehmens in den sich gegenseitig stärkenden Anwendungsfeldern der Nanotechnologie wie der Halbleitertechnik, der Materialforschung und den Life Sciences. Zusammen mit Tochtergesellschaften in Deutschland, England, Frankreich, USA, Israel und Singapur beschäftigt die internationale Unternehmensgruppe knapp 2.500 Mitarbeiter. Im Geschäftsjahr 2008/2009 erwirtschaftete das 100%-ige Tochterunternehmen der Carl Zeiss AG einen Umsatz von rund 400 Millionen Euro. -dir- Carl Zeiss SMT AG; http://www.smt.zeiss.com/de
Dank Nanopartikeln lassen sich moderne Lacksysteme wesentlich einfacher verarbeiten, sind langlebiger und könnten problematische Biozide ersetzen. Diese Chancen heißt es zu nutzen, ohne dabei mögliche Risiken zu vernachlässigen. Am Technologie-Briefing an der Empa, Zürich, ging es um neue Erkenntnisse zum verantwortungsvollen, ökologischen und sicheren Umgang mit Nanomaterialien in Lacken und Farben.
Von der Nanotechnologie verspricht sich auch die Farb- und Lackindustrie einiges. Nanopartikel machen Anstriche beispielsweise korrosionsbeständig, kratzfest und sogar selbstreinigend, erklärte Jörg Güttinger vom Nano-Cluster Bodensee. Weltweit wurden letztes Jahr 4,2 Milliarden US-Dollar für die Nano-Forschung ausgegeben, wovon der größte Teil auf die EU, die USA und Japan entfällt. Am Beispiel von Deutschland zeigte Dietmar Eichenstädt vom Verband der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie (VdL) das Potential auf. So beschäftigten sich bereits vierzig Prozent der rund 230 deutschen Lackhersteller mit Nanotechnologie. Dieser Industriezweig stellt jährlich zwei Millionen Tonnen Lacke und Farben her und erwirtschaftet einen Umsatz von 5,3 Milliarden Euro. Eichenstädt prognostizierte dann auch, dass in fünf Jahren rund 15 Prozent des Umsatzes auf echten nanotechnologischen Anwendungen in Smart Coatings beruhen würden. Ein Unternehmen, das den Vorteil von Nanotechnologien bereits nutzt, ist die Bühler AG aus Uzwil. Mit dem Produkt OxylinkTM produziert das Unternehmen eine wasserbasierte Multikomponenten-Metalloxid-Nano-Dispersion. Laut Detlef Burghard von Bühler kann OxylinkTM die Gebrauchseigenschaften wasserbasierter Lacke deutlich verbessern. Es verleiht unter anderem eine bessere Blockfestigkeit und höhere Feuchtigkeitsbeständigkeit. Außerdem trocknet das Material schneller und hat eine höhere Schmutzabweisung. Mit den erreichten Verbesserungen wird in vielen Fällen die Leistung von lösemittelbasierten Systemen erreicht und so der Wechsel zu wasserbasierten Beschichtungen ermöglicht. Die Bacoat verwendet mit Akacid Plus einen polymeren Elektrolyten als Additiv für Farben, Lacke und Beschichtungen, der Oberflächen einen gewissen Schutz gegen Keimbesiedlung verleiht. Gerade in diesem Bereich gibt es laut Edgar Wittlin von Bacoat großes Potential, weil durch gestiegene Hygieneanforderungen der Anspruch an Produkte und deren Oberflächen zunimmt. Schließlich präsentierte der US-Hersteller Dow Coating Materials zwei Beispiele für gezielte Bindemittelstrukturierung, durch die unter anderem eine Verbesserung von Härte sowie Druck- und Blockbeständigkeit resultiert. Nanomaterialien wirken sich auch in Fassadenbeschichtungen positiv aus. So können sie die Produktalterung, verursacht durch UV-Strahlung, verzögern und werden als Alternativen für problematische Biozide erforscht. Außerdem ermöglichen Nanopartikel, innovative Produkte zur Wärmedämmung und Selbstreinigung herzustellen. Diese werden sich am Markt jedoch nur durchsetzen, wenn die Sicherheit von Mensch und Umwelt gewährleistet ist. Die Empa hat darum mit Partnern aus der Industrie das Projekt Nanohouse gestartet. Ziel des Projekts ist, die Chancen und Risiken von nanotechnologischen Fassadenbeschichtungen im gesamten Lebenszyklus der Produkte zu erforschen. Dazu untersucht das Team unter anderem die mögliche Freisetzung von Nanopartikeln aus den Beschichtungen und das Verhalten der freigesetzten Nanopartikel in der Umwelt. Schlussendlich soll ein Leitfaden entstehen für den richtigen Umgang mit den Nanomaterialien bezüglich Sicherheit, Recycling und Entsorgung. Mit dem Thema Sicherheit hat sich auch Dietmar Eichenstädt vom VdL befasst. In einer Studie wurde die Freisetzung von Nanopartikeln aus der Lackmatrix untersucht. Weil diese keine Anhaltspunkte für Risiken ergeben hätte, hält er einen spezifischen Leitfaden für die Lackverarbeitung für unnötig. Hingegen wurde ein Leitfaden für die Lackproduktion bereits erstellt und in den Nanodialog der deutschen Bundesregierung eingebracht, so Eichenstädt. -dir- Empa – Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Überlandstrasse 129, CH-8600 Dübendorf; http://www.empa.ch
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