Plasmaspritzen

Wie Plasmaspritzen als keramisches Beschichtungsverfahren funktioniert

Ausgangsbasis sind fein aufbereitete keramische Spritzpulver und ein Trägerbauteil mit definierter Oberflächenvorbereitung. Im Plasma werden die Partikel thermisch aktiviert und auf das Werkstück beschleunigt, wo sie beim Auftreffen eine Schicht aus vielen übereinanderliegenden Lamellen bilden. Die resultierende Beschichtung ist eine aufgebrachte Funktionsschicht und keine Umwandlung des Grundwerkstoffs. Haftung, Schichtaufbau und Oberflächenqualität hängen unter anderem von Substratvorbereitung, Prozessführung und Werkstoffkombination ab.

Typische Einsatzbereiche in der Kunststoffbranche

Plasmaspritzen wird dort eingesetzt, wo Bauteile in der Kunststoffverarbeitung hohen mechanischen, thermischen oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind. Dazu gehören je nach Anlage beispielsweise Formen- und Werkzeugkomponenten, verschleissbeanspruchte Maschinenteile oder Oberflächen mit Kontakt zu gefüllten und abrasiven Kunststoffen. Auch in Peripheriesystemen kann eine keramische Schicht sinnvoll sein, wenn Reibung, Anhaftung oder Oberflächenverschleiss gezielt beeinflusst werden sollen. Ob ein konkretes Bauteil geeignet ist, richtet sich nach Geometrie, Grundwerkstoff und Einsatztemperatur.

Werkstoffwahl, Schichtaufbau und Nachbearbeitung

Beim Plasmaspritzen kommen unterschiedliche keramische Werkstoffe in Betracht, etwa Oxidkeramiken oder andere spritzfähige Keramiksysteme. Je nach Anforderung kann der Schichtaufbau aus einer direkten Keramiklage oder aus einer Kombination mit Haft- oder Zwischenschicht bestehen. Relevante Parameter sind unter anderem Schichtdicke, Porosität, Härte, elektrische Eigenschaften sowie die spätere Oberflächenrauheit. Für masshaltige oder tribologisch definierte Funktionsflächen folgt nach dem Spritzen oft eine Nachbearbeitung, beispielsweise durch Schleifen oder Läppen.

Einordnung unter keramische Beschichtungen und Abgrenzung

In der Hierarchie gehört Plasmaspritzen zur Leistung "mit Keramik" innerhalb des Bereichs Beschichten. Es ist damit ein konkretes Verfahren zur Erzeugung keramischer Oberflächen und nicht mit der allgemeinen Werkstoffgruppe oder mit anderen Beschichtungsmethoden gleichzusetzen. Im Unterschied zu dünnschichtigen Verfahren entstehen hier typischerweise aufgespritzte Funktionsschichten mit eigenem Schichtgefüge. Gegenüber Bearbeitungs- oder Verarbeitungsverfahren an Kunststoffen selbst richtet sich Plasmaspritzen in der Regel auf technische Bauteile und Werkzeugoberflächen in der Produktion.