Am Hauptstandort in der Prüssingstraße stellte Dr. Andreas Pfuch, Bereichsleiter Oberflächentechnik, die 1994 gegründete Industrieforschungseinrichtung mit ihren rund 130 Beschäftigten vor. Die Forschungseinrichtung fokussiert derzeit auf Entwicklungsarbeiten in den Kompetenzfeldern Oberflächentechnik, Analytik – Werkstoffe – Verbunde, Biomaterialien, Magnetische und optische Systeme.

Speziell mit Blick auf den Forschungsbereich Oberflächentechnik wurden einige zukunftsorientierte Innovationsfelder mit maßgeschneiderten Lösungen in verschiedenen Technologiebereichen aufgezeigt. So werden Oberflächenfunktionalisierungen wie Dünn- und Dickschichtabscheidungen, elektrochemische Untersuchungen und Oberflächenanalytik durchgeführt. Die plasmabasierten und flammenpyrolytischen Anwendungen eignen sich unter anderem für die Herstellung von dünnen Funktionsschichten, antimikrobiellen sowie biokompatiblen Beschichtungen, die auf Sol-Gel-Basis zusätzlich hydrophil oder hydrophob eingestellt sein können. Die PCO^®-Technik gestattet die Herstellung dicker Funktionsschichten, die lichtabsorbierend, verschleiß- und korrosionsbeständig, biokompatibel und katalytisch sein können. Die Beschichtung erfolgt derzeit ausschließlich auf Leichtmetalllegierungen (Al, Mg, Ti). Das Kaltplasmaspritzen in Kombination mit der Plasmachemischen Oxidation (PCO^®) erweitert allerdings den Anwendungsbereich auch auf andere Substratwerkstoffe, dies ist aktueller Forschungsgegenstand. Durch die chemische Abscheidung von Nickel lassen sich verschleiß- und korrosionsbeständige Schichten herstellen, auch ist die Abscheidung schwarzer chemisch Nickelschichten ist Inhalt laufender Entwicklungsarbeiten. Durch die Einbettung von Partikeln in die aufwachsenden chemisch Nickelschichten sind zudem Dispersionsschichten herstellbar. Mit der Plasmatechnologie sind Klebeverbindungen von PTFE/Stahl und PTFE/ABS und das Verkleben carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) Stand der Technik. An einigen Bespielen wurden diese Schicht- bzw. Materialkombinationen eindrucksvoll diskutiert. Nach dem Ende des Vortrages wurden in einem kurzen Rundgang das Atmosphärendruckplasma-Applikationslabor von INNOVENT e.V. sowie das chemische und oberflächenanalytische Labor einschließlich der Möglichkeiten zur Schichtcharakterisierung vorgestellt. In der anschließenden Diskussion wurden u.a. Fragen zur Abscheidung auf Glas und zur Beherrschung der Beschichtung unterschiedlicher Kunststoffe gestellt.

Am 2. Standort von INNOVENT e.V., ebenfalls in Jena in der Ilmstraße, wurden die Exkursionsteilnehmer von den Kollegen Toni Munteanu, Björn Noske und Felix Düppengießer begrüßt. Anschließend konnte neben der PCO^®- Laboranlage auch die erst kürzlich mit größeren Elektrolytbehältern ausgestattete PCO^®- Produktionsanlage besichtigt werden. 

                        PCO^®- Beschichtungsanlage bei INNOVENT e.V.

In diesen Anlagen kann unter Verwendung speziell angepasster Elektrolyte und durch die Erzeugung von Funkenmikroentladungen an den Bauteiloberflächen das „Einbrennen“ von Elektrolytbestandteilen in die aufwachsende oxidkeramische Schicht erfolgen. Da der PCO^®-Prozess bei etwa 25°C Badtemperatur ablaufen sollte, ist eine aktive Kühlung des Elektrolytbades unbedingt erforderlich. Beschichten lassen sich auf diese Weise Al-, Ti- und Mg-Legierungen. Die Beschichtung kann so gesteuert werden, dass zum Beispiel 0,5 bis 3,5 µm dicke, stark absorbierende, schwarze nichtreflektierende Oberflächen entstehen. Für die Medizin- und Implantattechnik ist unter Verwendung anderer Elektrolyte die Herstellung von bioinerten oder bioaktiven Schichten möglich. Außerdem können in den Anlagen bei INNOVENT e.V. chemisch-Nickel-Beschichtungen, optional auch nach einer entsprechenden Plasmavorbehandlung, erfolgen. So lässt sich beispielweise auch Glas mit Nickel beschichten. Alle diese elektrochemischen Beschichtungsverfahren erfordern eine ständige Elektrolytkontrolle. Deshalb existiert für diese Zwecke ein gut ausgestattetes chemisches Labor unter anderem mit einer Röntgenfluoreszenzanalyse. Nach einem kurzen Blick in das chemische Labor wurden die Besucher zu einem Imbiss eingeladen. Dabei entwickelte sich eine rege Diskussion zu den vorgestellten Anlagen, Geräten und Verfahren. Nach Beantwortung der umfangreichen Fragen dankte DGO Bezirksgruppenleiter Mathias Fritz Dr. Andreas Pfuch für seinen interessanten Vortrag und den Kollegen Toni Munteanu, Björn Noske und Felix Düppengießer für ihre konstruktive Führung durch die Werkhallen. 

Dr. Peter Kutzschbach