PVD Beschichten

Simulationssystem SimCoat: Optimierung von Beschichtungen in Vakuumanlagen
Als dominierendes Verfahren zur industriellen Abscheidung tribologischer, harter Schutzschichten hat sich die Vakuumbogenbeschichtung durchgesetzt. Die in der Praxis verwendeten Beschichtungsanlagen ermöglichen eine Vielzahl von Parametern und Betriebsbedingungen. Um einerseits den experimentellen Aufwand und somit die Kosten möglichst gering zu halten und andererseits die Beschichtungsbedingungen zu optimieren, kann mit Hilfe der im LOT entwickelten Prozesssimulation der Beschichtungsprozess in einer virtuellen Anlage möglichst realistisch nachgebildet werden.

Bei der Beschichtung treffen Teilchen (z.B. Kohlenstoff) des hochionisierten Beschichtungsplasmas mit hoher Energie auf das Bauteil. Das daraus resultierende lagenweise Wachstum und die Schichteigenschaften hängen im Wesentlichen von den Bedingungen in der Beschichtungskammer ab.

 Daraus resultieren folgende bereits umgesetzte Anforderungen an das Simulationssystem:

• Abbildung der geometrischen und kinematischen Gegebenheiten der jeweiligen Beschichtungsanlage
• Virtuelle Bestückung durch Import von komplizierten Bauteilen aus CAD Daten
• Simulation des Beschichtungsvorganges
• Berücksichtigung von Abschattungs- und Hinterschneidungseffekten
• Auswertung anhand verschiedener physikalischer Berechnungsmodelle 
  

Durch Auswertung der Simulationsergebnisse mit Hilfe des programminternen Postprocessors lassen sich folgende Problemstellungen beantworten:

• Schichtdickenverteilung an der Bauteiloberfläche
• Multischichtstruktur an ausgewählten Stellen
• Plasmaquelleneintrag zum Schichtaufbau
• Temperaturfeldberechnung
• Morphologie der Schichtstruktur
  

Die Simulation ergibt neben der Kostenreduktion z.B. ein Erkenntnisgewinn bezüglich:

• Gewählter Bestückung
• Qualität der Schicht
• Auswahl und Platzierung von Plasmaquellen
• Prozessgrenzen (z.B. Temperatur)
• Betriebsparameter

Kontakt:
Daniel Römer
Tel.: +49 (0) 351 463 31993