HiPIMS

HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering) ist ein PVD-Beschichtungsverfahren, bei dem das Sputtertarget mit kurzen, sehr leistungsstarken Stromimpulsen betrieben wird. Im Vergleich zum konventionellen Magnetronsputtern entsteht dabei ein deutlich höherer Ionisationsgrad des verdampften Targetmaterials. Dadurch lassen sich besonders dichte, glatte und fest haftende Dünnschichten erzeugen.

Beim HiPIMS-Verfahren dauern die Leistungspulse meist nur wenige Mikrosekunden und werden durch längere Pausen unterbrochen. Während der Pulse entstehen hohe Leistungsdichten, ohne dass das Target thermisch überlastet wird. Ein großer Teil der freigesetzten Metallatome wird ionisiert und kann gezielt auf das Werkstück beschleunigt werden. Dies verbessert die Schichtbildung und ermöglicht eine präzise Beeinflussung der Schichteigenschaften.

HiPIMS-Beschichtungen zeichnen sich durch eine hohe Dichte, geringe Porosität, eine ausgezeichnete Haftfestigkeit und eine gleichmäßige Mikrostruktur aus. Dadurch erhöhen sie unter anderem die Verschleiß-, Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit von Bauteilen. Gleichzeitig lassen sich Defekte wie Tröpfchenbildung oder säulenförmige Strukturen, die bei anderen PVD-Verfahren auftreten können, deutlich reduzieren. D as Verfahren wird unter anderem zur Herstellung von Hartstoffschichten wie Titanaluminiumnitrid (TiAlN), Chromnitrid (CrN) oder Aluminiumchromnitrid (AlCrN) eingesetzt. Typische Anwendungsbereiche sind Zerspanungswerkzeuge, Umformwerkzeuge, Präzisionsbauteile, Komponenten der Medizintechnik sowie Bauteile für die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie.

Gegenüber konventionellen Magnetronsputterverfahren bietet HiPIMS eine höhere Schichtqualität und größere Prozessflexibilität. Dem stehen jedoch eine geringere Abscheiderate sowie höhere Anforderungen an die Stromversorgung und Prozessregelung gegenüber. Durch kontinuierliche Weiterentwicklungen gewinnt das Verfahren zunehmend an Bedeutung für anspruchsvolle funktionale Beschichtungen in der industriellen Oberflächentechnik.