Lichtbogenspritzen

Wie Lichtbogenspritzen technisch funktioniert

Zwischen zwei elektrisch leitfähigen Drähten entsteht ein Lichtbogen, der die Drahtspitzen aufschmilzt. Ein Gasstrom zerstäubt das flüssige Metall und beschleunigt die Partikel auf das Werkstück. Die Schicht bildet sich durch das schichtweise Anhaften und Verfestigen dieser Partikel auf der aufgerauten oder anderweitig vorbereiteten Oberfläche. Das Verfahren ist auf drahtförmige, elektrisch leitfähige Beschichtungswerkstoffe ausgelegt.

Einsatz bei metallisierten Kunststoffoberflächen

Lichtbogenspritzen wird eingesetzt, wenn Kunststoffbauteile eine metallische Oberfläche mit technischer Funktion erhalten sollen, etwa für elektrischen Kontakt, Abschirmung, Verschleissschutz oder eine definierte Oberflächenleitfähigkeit. Die Eignung hängt stark von Geometrie, Wärmeempfindlichkeit und Oberflächenvorbehandlung des Kunststoffs ab. Besonders relevant ist das Verfahren bei Bauteilen, bei denen eine vergleichsweise dicke Metallschicht benötigt wird und das Grundmaterial die thermische und mechanische Beanspruchung des Prozesses aufnehmen kann.

Werkstoffe, Schichteigenschaften und Vorbehandlung

Als Spritzzusätze kommen Metalle und Legierungen in Drahtform in Frage, sofern sie elektrisch leitfähig sind. Die resultierenden Schichten sind typischerweise lamellar aufgebaut und können je nach Verfahren, Werkstoff und Parametrierung eine gewisse Porosität aufweisen. Für Kunststoffsubstrate ist die Vorbehandlung besonders kritisch, da die Haftung meist nicht allein über chemische Bindung entsteht, sondern über mechanische Verankerung und den abgestimmten Schichtaufbau. Je nach Bauteil können Haftvermittler, Zwischenschichten oder eine gezielte Oberflächenaktivierung erforderlich sein.

Abgrenzung zu Flammspritzen und Plasmaspritzen

Innerhalb der metallischen Beschichtungsverfahren unterscheidet sich Lichtbogenspritzen vor allem durch die Wärmequelle und das Ausgangsmaterial. Im Gegensatz zum Flammspritzen wird die Aufschmelzung nicht durch eine Brenngasflamme, sondern elektrisch über einen Lichtbogen erzeugt. Gegenüber dem Plasmaspritzen ist das Verfahren stärker auf Drahtwerkstoffe ausgerichtet, während Plasmaspritzen breiter für pulverförmige Werkstoffe und sehr hochschmelzende Materialien eingesetzt wird. Für die Auswahl zwischen diesen Verfahren sind Substratverträglichkeit, gewünschte Schichteigenschaften, Werkstoffform und thermische Belastung des Bauteils massgebend.