• Firma: Fraunhofer IST für Schicht- und Oberflächentechnik
  • Autor(en): Tilo Michal
  • Artikel: 049-096-d
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  • Artikel eingestellt am: Montag, 08 September 2014
  • Dr. Lothar Schäfer, Fraunhofer IST, Deutschland

    Dr. Lothar Schäfer, Abteilungsleiter beim Fraunhofer IST für Schicht- und Oberflächentechnik in Braunschweig, ist ein ausgewiesener Fachmann im Bereich der Beschichtung von Präzisionswerkzeugen. Er ist persönlich, wie auch mit dem Institut, sehr etabliert und durch zahlreiche Seminarveranstaltungen und Publikationen in der Branche bekannt.

    DIAMOND BUSINESS: Woran arbeiten Sie gerade?

    Dr. Lothar Schäfer: Nach wie vor arbeite ich mit meinen Kollegen an diamantbeschichteten Werkzeugen. Wir setzen dazu unsere eigene Technologie der Heißdraht-aktivierten chemischen Gasphasenabscheidung (Heißdraht-CVD) ein. Die Arbeiten im Bereich der Diamantabscheidung auf Werkzeugen konzentrieren sich auf verschiedene Themen. Zum einen geht es um die Entwicklung von Zwischenschichten zur Verbesserung der Haftfestigkeit des Systems Diamantschicht-Hartmetall. Zum anderen arbeiten wir daran, raue Diamantschichten für die Präzisionsbearbeitung in die Anwendung zu bringen. Dazu haben wir in Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) eine Reihe von vielversprechenden Ergebnissen zusammen mit den Projektpartnern erzielt.

    Wir sind ferner mit der Weiterentwicklung unseres Werkstoffverbundes diamantbeschichtete Keramik DiaCer beschäftigt. Diesen haben wir zusammen mit unseren Fraunhofer-Kollegen aus dem IKTS, Dresden, dem IPK, Berlin und dem IWM, Freiburg, sowie mit Partnern aus der Industrie wie EagleBurgmann Germany und Condias und mit Unterstützung des BMBF, Projektträger Jülich bis hin zu weltweit vermarkteten Produkten (DiamondFace®) entwickelt. Derzeit arbeiten wir zum Beispiel im Rahmen eines ebenfalls vom BMBF, Projekträger Jülich, geförderten Verbundprojektes an einem neuartigen Materialsystem aus Diamant und Keramik, das eine extreme Korrosionsbeständigkeit aufweisen wird. Darüber hinaus wurde der Beschichtungsprozess für die Gleitringdichtungen DiamondFace in Bezug auf die Schichtdickenhomogenität so weit entwickelt, dass sehr hohe Ebenheiten auch auf Abmessungen über 400 mm erzielt werden. Die diamantbeschichteten Gleitringe werden damit auch für Gasdichtungen eingesetzt. Schließlich sind wir als Forschungs- und Entwicklungspartner unserer Ausgründung Condias nach wie vor in die Weiterentwicklung der leitfähigen Diamantschichten und des zugehörigen Beschichtungsprozesses für Diamantelektroden, die in elektrochemischen Prozessen industriell genutzt werden, involviert.

    Wo sehen Sie in der Beschichtungstechnologie noch Zukunftspotenzial?

    Ich möchte mich hier nur auf die Heißdraht-CVD-Technologie beschränken. Sie zeichnet sich durch eine Reihe technologischer Besonderheiten gegenüber anderen Verfahren der aktivierten Gasphasenabscheidung aus. Dazu zählen eine gute, konturgetreue Beschichtung auch für dreidimensionale Substratgeometrien, die Abwesenheit elektrischer Felder und geladener Teilchen in der Gasphase, sowie die im Vergleich zum Beispiel zu Plasma-basierten Aktivierungen geringeren Anforderungen an die Leistungsversorgung und Leistungssteuerung. Trotz dieser Vorteile wird die Heißdraht-CVD-Technologie bisher nur für vergleichsweise wenige Produkte im Bereich der Werkzeuge und Komponenten eingesetzt. Hier steckt aus meiner Sicht noch ein großes ungenutztes Potenzial, das es zu heben gilt. Aktuell arbeiten wir daran, indem wir die Technologie für die Abscheidung von Silizium-basierten Schichten für elektronische Bauteile und für Barriereanwendungen erforschen.

    Ein weiteres großes Potenzial sehe ich im Bereich der diamantbeschichteten Verschleißkomponenten und Formwerkzeuge. Hier bietet der Werkstoffverbund DiaCer mit seiner extremen Verschleißfestigkeit bei gleichzeitig niedrigen Reibwerten große Chancen für deutlich verbesserte oder auch völlig neue Produkte, wie mit der erfolgreichen Vermarktung der DiamondFace durch EagleBurgmann Germany gezeigt wurde. Gerne würden wir zum Beispiel die sehr guten Ergebnisse für diamantbeschichtete Drahtziehsteine, die wir im Rahmen des bereits erwähnten BMBF-Projektes zur DiaCer-Entwicklung erzielt haben, mit Partnern zu marktfähigen Produkten aus dem Bereich Formwerkzeuge weiterentwickeln. Als Fraunhofer-Institut sind wir natürlich auch offen für weitere Ideen aus dem Bereich extrem verschleißfester Bauteile.

    Wie sieht Ihr Tagesgeschäft aus?

    Derzeit leite ich eine Abteilung mit über 20 Mitarbeitern. Die Abteilung umfasst neben der Heißdraht-CVD-Technologie für die Diamant- und Siliziumschichten auch die Bereiche Großflächenelektronik, Hohlkatodenverfahren und Prozesssimulation. Dadurch befasse ich mich mit vielfältigen wissenschaftlichen und technologischen Fragestellungen, die einerseits von außen an uns herangetragen werden und die sich andererseits, sozusagen intern, aus unserer täglichen Arbeit ergeben und die in die Formulierung und Akquisition von Projekten einfließen.

    Da diese Projekte stets mit Partnern aus der Wissenschaft und der Industrie durchgeführt werden, bin ich auch viel unterwegs. Als Abteilungsleiter trägt man andererseits auch Personal- und Finanzverantwortung und muss sich mit Personalfragen und Controlling auseinandersetzen. Da bleibt natürlich keine Zeit, selbst an den Anlagen zu stehen und Experimente durchzuführen.

    Was ist für Sie (evtl. auch persönlich, wie Sie wollen) die größte Herausforderung der kommenden Monate und Jahre?

    Wie Sie sicherlich gemerkt haben, halte ich sehr viel von der Heißdraht-CVD-Technologie. Diese Haltung basiert darauf, dass ich mit meinen Kollegen an der erfolgreichen Umsetzung der Technologie zu vermarkteten Produkten maßgeblich mitarbeiten durfte. Allerdings finde ich, dass in der Technologie noch viel mehr steckt. Daher möchte ich zusammen mit meinen Kollegen daran arbeiten, diese Beschichtungstechnologie in deutlich größerer Breite zu etablieren. Der erfolgreiche Technologietransfer ist für mich eine ganz besondere Motivation.

    Welche aktuelle Technologie (unabhängig von den immer ausgefeilteren Beschichtungen) fasziniert Sie am meisten?

    Die Informations- und Kommunikationstechnologien entwickeln sich mit atemberaubender Geschwindigkeit. Faszinierend ist dabei, wie sie die Globalisierung auf allen Ebenen, nicht nur in der Wirtschaft, enorm beschleunigen und die Welt zu einem Dorf werden lassen. Trotz der überwiegend positiven Effekte bleibt aber ein gewisses Unbehagen vor einem möglichen Missbrauch der Technologien.