Oberflächenbeschichtung
PVD, CVD und ALD sind drei unterschiedliche Verfahren, die dieselbe Grundlogik teilen: eine hauchdünne Materialschicht auf eine feste Oberfläche aufzubringen, ohne chemisches Tauchbad und ohne traditionelle Galvanik. Der Unterschied zwischen ihnen ist nicht ästhetisch, sondern physikalisch, und es lohnt sich, ihn klar zu verstehen, weil sich Haltbarkeit und Farbergebnisse wesentlich unterscheiden.
PVD, Physical Vapor Deposition, arbeitet unter starkem Vakuum: Das Beschichtungsmaterial wird physikalisch verdampft, durch Sputtern oder Verdampfung, und kondensiert auf der Oberfläche des Werkstücks. Es wird verwendet, um Gehäuse, Lünetten, Böden, Zeiger und Indizes zu beschichten. Die häufigsten Farben sind Schwarz (Titannitrid oder Zirkoniumnitrid), Anthrazit, Dunkelgrau und Goldtöne. Die Schicht ist hart und abriebfest, aber nicht unzerstörbar: Ein Stoß gegen eine Kante kann sie absplittern lassen, weil das darunterliegende Metall vor der Beschichtung nachgibt. Wer eine schwarze PVD-Uhr trägt und gegen einen Türgriff stößt, weiß das bereits.
CVD, Chemical Vapor Deposition, lagert Material durch eine chemische Reaktion in der Dampfphase ab: Die gasförmigen Vorläufer reagieren auf der erhitzten Oberfläche und bilden die gewünschte Schicht. Im Vergleich zum PVD folgt es komplexen Geometrien besser und kann besondere optische Effekte erzeugen, wie die grün-blaue Irisierung, die man auf manchen modernen Zifferblättern sieht, oder das historische Grau-Blau, das auf Neuauflagen von Sport-Chronographen der sechziger Jahre repliziert wird. CVD ist auch das Verfahren, mit dem Kohlenstoff-Nanoröhren für bestimmte Komponenten der Haute Horlogerie gezüchtet werden: Die TH-Carbonspring-Spirale von TAG Heuer beispielsweise entsteht direkt während des CVD-Wachstums, samt Endkurve, wodurch ein kritischer Montageschritt entfällt.
ALD, Atomic Layer Deposition, ist das präziseste der drei Verfahren. Es lagert das Material Atomschicht für Atomschicht ab, mit kontrollierten Schichtdicken im Nanometerbereich. Das Ergebnis ist ein absolut homogener Film auch auf unregelmäßigen Oberflächen. In der Uhrmacherei findet man es bei Zifferblättern, Brücken, Platinen und Zeigern: Das ALD-Blau bestimmter Zifferblätter von Urwerk oder Breguet hat eine Farbtiefe, die kein Standard-PVD nachbilden kann, weil die Schichtdicke mit einer Präzision kontrolliert wird, die die optischen Eigenschaften der Schicht verändert. Es ist eine noch teure und wenig verbreitete Behandlung, aber im Wachstum begriffen.
Vom Werkbank aus: PVD altert sichtbar, besonders an den Gehäusekanten. CVD auf Zifferblättern ist im Allgemeinen stabiler, weil das Werkstück die mechanischen Stöße des Gehäuses nicht abbekommt. ALD bleibt den Kunden am wenigsten bekannt, aber wer es live sieht, erkennt es meist sofort an der Qualität der Farbe.
Domande frequenti
Was ist der praktische Unterschied zwischen PVD und CVD bei einer Uhr?
PVD lagert das Material physikalisch ab, durch Verdampfung im Vakuum: Es wird vor allem bei Gehäusen und Metallkomponenten verwendet. CVD nutzt eine chemische Reaktion in der Dampfphase und eignet sich besser für komplexe Geometrien und Zifferblätter, wo es optische Effekte erzeugt, die mit PVD schwer zu erreichen sind. Die Haltbarkeit von CVD auf Zifferblättern ist im Allgemeinen hoch, weil das Werkstück keinen direkten Stößen ausgesetzt ist.
Kann eine PVD-Beschichtung repariert oder entfernt werden?
Sie wird nicht repariert: Wenn sie an einer Kante absplittert, bleibt es so. Sie kann chemisch oder mechanisch entfernt werden, aber der Vorgang verändert oft die ursprüngliche Oberflächenbeschaffenheit des darunterliegenden Metalls. Bei polierten Gehäusen ist das Ergebnis selten zufriedenstellend. Besser vorbeugen durch sorgfältigen Umgang und Vermeidung von Stößen gegen harte Oberflächen.