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Hohe Resistenz dank hohen Temperaturen

Ein neues Verfahren eignet sich sowohl dazu, Defekte auszubessern, als auch Bauteile resistenter gegen diese zu machen.

Hohe Resistenz dank hohen Temperaturen

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Plasma ist den meisten von uns ein Begriff, doch was ist der Stoff genau und wofür lässt er sich, außer vielleicht in hochauflösenden Displays und Bildschirmen, verwenden? Plasma ist ein Teilchengemisch aus Ionen, freien Elektronen und neutralen Atomen. Dabei können eine Vielzahl von chemischen und physikalischen Prozessen, die in dem Gemisch ablaufen, für die unterschiedlichsten Verfahren, von Leuchtstoffgenerierung, bis hin zur experimentellen Kernfusion, genutzt werden.

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Präzision auf atomarer Ebene

Vor allem in der Oberflächenbearbeitung werden durch Plasma neue Wege erschlossen, denn das Teilchengemisch eignet sich sowohl dafür, Material auf atomarer Ebene abzuscheiden, als auch einzulagern. Anders als bei herkömmlichen Methoden wird das aufgetragene Element nicht nur oberflächlich abgelagert, sondern bis zu einigen Millimetern in das Bauteil hinein diffundiert. Dies verhindert, dass die schützende Schicht abblättern kann, auch Eierschalen-Effekt genannt.

Durch dieses Verfahren ist es möglich mikroskopische Verunreinigungen und Defekte von Wafern (dünne Scheibe aus Halbleitermaterial, auf die integrierte Schaltungen aufgebracht werden) zu korrigieren und somit die Ausbeute in der Chip- und Halbleiterproduktion zu maximieren. Auch lassen sich Bauteile wie Werkzeuge, die starkem Verschleiß ausgesetzt sind, gegen diesen zu einem bisher unerreichten Maß resistent machen.

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Extreme Bedingungen

Damit dieser Prozess jedoch effizient angewendet werden kann, ist ein perfektes Zusammenspiel von Präzision und Leistung nötig. Je nach Material sind zwischen 350 °C und 900 °C sowie ein starker Unterdruck in den Anlagen nötig, um Oberflächen zu härten oder Verunreinigungen und Defekte zu korrigieren. Dennoch ist das Verfahren ressourcensparender und genauer als die herkömmliche Behandlung mit Pulver.

Die Sparte Meteology and Plasma Solutions der PVA Tepla AG hat sich auf die Herstellung von Anlagen zur Plasma-Diffusion (abtragen) und zum Plasma-Nitrierten (auftragen) spezialisiert. Mithilfe ihrer Systeme lassen sich sowohl winzige Oberflächendefekte entfernen, als auch neue Beschichtungen auftragen. Dabei stellt auch die Komplexität des Bauteils kein Hindernis dar, da das Plasma das gesamte Werkstück umschließt.

Die Einsatzmöglichkeiten von Plasma-Diffusionsbehandlung stellt dabei sowohl eine innovative als auch wirtschaftliche Methode zur Ober­flächen­behandlung von unerreichter Präzision und Qualität dar. Ihr Anwendungsbereich ist dabei noch lange nicht ausgeschöpft. So können durch den Prozess komplexe Bauteile mit vergleichsweise geringem Energie- und Gas-Verbrauch genauestens behandelt werden, was ihn unter anderem auch für Luft und Raumfahrt lukrativ macht.

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Autor Alexander PischelAutor Alexander Pischel ist Innovations-Analyst bei den Alpha Star Fonds. Alpha Star verfolgt mit seinen Aktienfonds das Ziel, in innovative Qualitätsunternehmen aus dem Mittelstand zu investieren. Folgen Sie uns auf Linkedin: Alpha Star / Alexander Pischel.

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