IHI Bernex: Vom Beschichtungs­rezept zum Produktions­prozess

Wenn die Forschung für die Produktion arbeiten muss

Boehlerit stellte seine TERAspeed-Beschichtung zunächst auf einer Forschungsanlage her. Als die Nachfrage zunahm, beanspruchte die Produktion diese Anlage immer stärker. Eine neue Bernex-CVD-Anlage sollte deshalb eigene Produktionskapazität schaffen. So beschreibt es ein Hauzer-Gruppenbericht mit Aussagen der Boehlerit-Materialentwicklung. [Q08]

Die Episode macht eine industrielle Entscheidung greifbar: Ein brauchbares Rezept beantwortet noch nicht, auf welcher Anlage, mit welcher Beladung und in welchem Betriebsablauf es zuverlässig hergestellt werden kann. Im berichteten Fall waren reaktive Gase, kurze Abscheidezeiten und stabile Prozessführung für die Auslegung relevant. Forschung und Produktion hatten unterschiedliche Kapazitätsaufgaben. [Q08]

IHI Bernex AG in Olten verbindet Beschichtungsanlagen mit Prozessentwicklung. Das Unternehmen gehört zur Hauzer-Gruppe innerhalb IHI. Seine Rolle ist von der Auftragsbeschichtung bei Ionbond zu unterscheiden: Hier geht es um Anlagen, Entwicklung und deren Betrieb beim Anwender. [Q01] [Q06]

Was die Gasphase am Werkstück verändert

Bei der chemischen Gasphasenabscheidung, CVD, reagieren gasförmig zugeführte Ausgangsstoffe unter festgelegten Bedingungen an der Oberfläche. Es entsteht eine Schicht. Bernex bietet dafür die thermischen BPXpro-Anlagen an, unter anderem für geeignete Werkzeuge, Wendeschneidplatten und Komponenten. Temperatur, Druck und Gasführung gehören zum Rezept; Substrat und Vorbehandlung bestimmen mit, ob es zur Anwendung passt. [Q02]

CVA verfolgt ein anderes Materialziel. Aluminium wird zugeführt und diffundiert in die Randzone geeigneter Hochtemperaturlegierungen. Bernex richtet dieses Anlagenangebot auf entsprechende Heissgaskomponenten aus. Innen- und Aussenflächen, Legierungszustand und erlaubter Wärmezyklus müssen deshalb gemeinsam betrachtet werden. Eine passende Diffusionszone ist etwas anderes als eine beliebige aufgebrachte Deckschicht. [Q03]

Für besonders hohe Prozesstemperaturen führt Bernex separat VHt CVD 400 auf: ein Cold-wall-System mit Graphit-Heisszone für geeignete Hochtemperatur-Carbide und SiC-Anwendungen. Die Produktseite nennt 800–2000 °C und nominal 5–100 mbar. Das sind Herstellerangaben dieser Konfiguration. Die widersprüchliche Arbeitsraumangabe der Tabelle ist hier kein Dimensionierungswert; Material, Reinheit und Beladung brauchen eine konkrete Auslegung. [Q02]

Poröse Struktur oder Faserbündel?

Bei der chemischen Gasphaseninfiltration, CVI, sollen Reaktanten die zugänglichen inneren Oberflächen einer porösen Struktur erreichen und dort Material abscheiden. Bernex bietet dafür Batch-Anlagen an. Der schwierige Schritt liegt im Zusammenspiel von Transport und Reaktion: Porenzugang, Geometrie und Abscheideverteilung bestimmen den Prozess. Das Anlagenangebot ist deshalb keine pauschale Zusage, jede Preform vollständig oder gleich schnell zu verdichten. [Q04]

Der Fibre Coater setzt früher an. Er führt geeignete Faserbündel zwischen Wickelkammern durch eine Reaktionszone, bevor daraus eine Preform entsteht. Eine solche Beschichtung kann die spätere Faser-Matrix-Grenzfläche gestalten. Welche Grenzflächeneigenschaften sinnvoll sind, hängt vom Verbund ab; der Fraunhofer-IKTS-Beitrag zur CVD/ALD-Faserbeschichtung beschreibt unterschiedliche Funktionsziele und eine kontinuierliche Route. [Q05]

Damit sind Batch-CVI und kontinuierliche Faserbeschichtung keine austauschbaren Namen für dieselbe Aufgabe. Die erste Entscheidung lautet, an welcher Fertigungsstufe welche Materialfunktion benötigt wird. Beim Fibre Coater müssen Bündel, Rezept, Handling und Verweilzeit zusammenpassen; die spätere Matrixinfiltration bleibt eine eigene Aufgabe. [Q04] [Q05]

Zwei Anlagen, zwei Rezeptaufgaben

Der Boehlerit-Bericht beschreibt neben der neuen Produktionsanlage auch die Modernisierung einer älteren Bernex-Anlage von 2006. Hardware, Software und Sicherheitsfunktionen wurden erneuert. Eine entscheidende Einschränkung bleibt im Kundenstatement stehen: Die ältere Anlage kann TERAspeed weiterhin nicht herstellen, bearbeitet aber das übrige Beschichtungsportfolio. [Q08]

Für einen solchen Übergang bietet Bernex in Olten Beschichtungsentwicklung und Übertragung auf industrielle Anlagen an. LabTube dient als kleine Anlage für Forschung und Entwicklung; sein Musterresultat ersetzt die Prüfung der Produktionscharge nicht. Produktmodule betreffen unter anderem Vakuumtechnik, Reaktandenzufuhr, Reinigung und Temperaturregelung. Wartung, Training und Prozessunterstützung ergänzen das Angebot. Welche Kombination verfügbar und kompatibel ist, gehört in das konkrete Projekt. [Q06] [Q07]

Die öffentlich bereitgestellten SQS/IQNET-Dokumente nennen ISO 9001:2015 und ISO 14001:2015 für IHI Bernex AG in Olten, mit Laufzeit bis 17.06.2028. Ihr Scope umfasst Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Produkten und Dienstleistungen der Oberflächentechnik. Das ist ein Managementnachweis; die anwendungsspezifische Schicht- oder Bauteilabnahme bleibt davon getrennt. [Q09]

Die Alternative beginnt bei derselben Aufgabe

Für ein Werkzeug ist zunächst zu prüfen, ob die bestehende qualifizierte Beschichtung das Ziel bereits erfüllt oder eine passende PVD-Route genügt. Boehlerit führt selbst CVD-, PVD- und kundenspezifische Beschichtungssysteme auf. Diese Verfahrensauswahl allein entscheidet noch nicht über den geeigneten Liefer- und Betriebsweg. [Q10]

Bei CVA und CVI gelten entsprechend andere Vergleichsaufgaben: qualifizierte Diffusionsbehandlung des konkreten Bauteils beziehungsweise das Materialziel der porösen Struktur. Faserbeschichtung vor der Preform ersetzt keine beliebige spätere Verdichtung. Eine pauschale Rangfolge über diese Aufgaben hinweg wäre irreführend. [Q03] [Q04] [Q05]

Für Betriebe mit einer klaren Materialaufgabe

Das Angebot wird relevant, wenn eine passende chemische Abscheidung, Diffusionsbehandlung oder Infiltration zur eigenen Fertigungsaufgabe gehört. Technologie und Anwendung definieren Material und Ziel; Produktion plant Charge und Kapazität; Qualität legt die Freigabe fest. Bei Verbundwerkstoffen kommt die Position der Beschichtung im Herstellungsablauf hinzu. [Q02] [Q03] [Q04] [Q05]

Der Standort Olten bietet einen konkreten Schweizer Bezug für Anlagen und Entwicklung. Daraus folgt kein pauschaler Kosten- oder Reaktionszeitvorteil. Medien-/Abgasinfrastruktur, Materialverträglichkeit, Prüfressourcen und R&D-/Produktionsplanung gehören in die Auslegung; bei Retrofit zusätzlich Kompatibilität, Stillstand, Teile und vereinbarte Serviceleistungen. Verbindliche Preise, Termine und Supportzusagen sind im konkreten Angebot zu klären. [Q01] [Q06] [Q07]