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1 Introduction

Microwave excited plasmas are becoming much more popular for production since the problem of voluminous, homogeneous plasmas up to ambient pressure has been solved by the CYRANNUS plasma sources. Common difficulties of earlier microwave plasma technology are overcome.
This extended plasma technology seems to be very promising as it opens a lot of new applications. Especially the introduction of plasma into rough environment which is no more comparable to lab condition has a high potential. This represents a gateway to mass production and is not any more limited to selected high tech applications.
The new field of technology is not only a further on development of well-known low pressure plasma processes. A lot of new processes have become possible which failed before due to technical constraints.

1 Introduction

Changing the surface properties of a substrate in vacuum systems by using ion-surface interaction techniques are not only scientificaily very challenging but has several well-accepted industrial applications as well. Among them, hardening of metallic substrate surfaces by ion nitriding, hard ceramic layers deposition using ion and plasma assisted Physical Vapour Deposition (PVD) methods, ion implantation and surface modification with high energy particles, reactive gas ion etching for electronic device production and surface polishing with ion beams are few examples.
To achieve the desired surface modification, different types of ion-surface interaction (simultaneous or subsequently) and variety of piasma sources and accelerated particles could be used. Production of TiN coated cutting tools made of High Speed Steel (HSS) substrates is a good example. In the vacuum-coating chamber, the tool is heated by electrons, its surface is than cleaned with ions (gas or metal) and activated and finally, only after adequate surface pre-treatment, the substrate is coated with TiN. Sometimes, to ensure high coating density and hardness, low porosity and low internal stress, low energy ion beam assisted deposition can be carried out. Deposition of multilayer coatings with simultaneous high energy ion beam treatment helps mixing different materials of individual layers and improve the layer coherence.

Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AIF) ist eine von der Wirtschaft getragene Dachorganisation von über 100 branchenorientierten Forschungsvereinigungen. Ihr Ziel ist die Förderung angewandter Forschung zum Nutzen kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU). Seit ihrer Gründung im Jahr 1954 ist sie kompetenter Partner des Bundes und fungiert im Rahmen unterschiedlicher Fördermaßnahmen als Schnittstelle zwischen Wirtschaft und Wissenschaft. Ihre Tätigkeit erfolgt in enger Kooperation mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi). Seit 1978 fungiert die AIF außerdem als Projektträger finnenspezifischer Maß- nahmen des Bundes zur Förderung von Forschung und Entwicklung in KMUs. Von der Arbeit der AiFund ihrer Mitgliedsvereinigungen profitieren die mittelständischen Unternehmen in Deutschland, die allein kaum Möglichkeiten zu eigenen Forschungsaktivitäten besitzen.

Ausgangssituation

Die holzverarbeitende Industrie zählt zu den Branchen mit einem hohen Lackverbrauch. Die sich verschärfenden ökologischen und ökonomischen Zwänge verlangen eine breite Umstellung auf umweltverträgliche Beschichtungsstoffe und wirtschaftlich effektive Applikationstechnologien.
Die in der metallverarbeitenden Industrie bewährte Pulverlackierung konnte sich in der Möbelindustrie bisher nicht durchsetzen. Haupthinderungsgründe sind die sich auf elektrostatische Abscheidung und Filmbildung diametral auswirkenden hygroskopischen Eigenschaften aller Holzwerkstoffe. Trockene Beschichtungsteile haben einen zu hohen elektrischen Widerstand für die elektrostatische Applikation, feuchte Untergrün- de sind zwar ausreichend leitfähig, führen aber in der Filmbildungsphase zu Komplikationen durch austretenden Wasserdampf.

Seit Anfang 1998 ist im BMW-Werk in Dingolfing die Serienlackierung mit Pulver-Klar-Lack aufgenommen worden, und zwar in einem größeren Umfang. Dabei wurde von Anfang an darauf geachtet, ob die Pulver-Klar- lack-Lackierung ein Trend für die Zukunft ist und ob sie vor allem eine echte Alternative zu den bisherigen Lackierverfahren darstellen kann.
Nach Informationen des potenten bayerischen Automobilherstellers werden täglich bis zu 500 Karossen der 5er und 7er Baureihe beschichtet. 1999 sind es bereits 1000 Karossen geworden, die täglich die Lackiererei verlassen. Zwanzig verschiedene Baureihen müssen mit 30 bis 40 Farbtönen die Lackierergebnisse bringen, die eine Pulver-Klarlack- Lackierung auszeichnen soll. Was in erster Linie gefordert wird, darauf wird jeder Käufer von Neufahrzeugen achten, ist die brillante Optik.
Auf Deutschlands Straßen ist die immer größer werdende Zahl von PKW wohl nicht mehr wegzudenken. Auch für das Jahr 2000 wird wieder mit einer Steigerung der PKW- Herstellung gerechnet, obwohl man Anfang des Jahres 1999 gewisse mahnende Wort aus der Fahrzeugindustrie vernehmen konnte.

Die Lackiertechnik auf der weltgrößten Industriemesse

Vom 20. bis 25. März 2000 öffnet die Hannover Messe ihre Pforten. In insgesamt 26 Hallen zeigen die Aussteller in den Bereichen Factory Automation (Halle 9-17 und 23), CEMAT Materialflußtechnik und Logistik (Haile 19-26 und Freigelände), Oberflächentechnik (Halle 5 und 6), Subcon Technologie (Halle 2-5) Energie (Hallen 6-8 und 11) und Forschung + Technologie (Halle 18) die neusten Entwicklungen und Technologien.
Im Bereich der Oberflächentechnik werden Beschichtungen zunehmend zum wichtigen Konstruktionselement und Marketingargument. Alle zwei Jahre zeigen die Aussteller in Hannover das ganze Spektrum funktioneller und dekorativer Oberflächentechnik und wie man optimalen Nutzen aus moderner Verfahrens- und Anlagentechnik ziehen kann.

1999 hätte ein gutes Jahr werden können, urteilt der Geschäftsführer eines großen deutschen Farbenherstellers. Damit steht er in einer Linie mit vielen Kollegen aus der Branche.
Nur geringe Produktions- und Mengensteigerungen in vielen Bereichen, sowie weitere Rückgänge, vor allem bei lösemittelbasierenden Systemen machten den Unternehmen zu schaffen. Daß bei steigenden Überkapazitäten auch die Preisdisziplin leidet ist zwar verständlich, macht aber die Situation nicht besser. Offensichtlich haben einige Hersteller nicht so genau darauf geschaut, ob es Sinn macht, nur auf das verkaufte Volumen zu schauen, wenn dabei die Rendite in die Knie geht. Besonders die überwiegend im Bereich Bau tätigen Unternehmen haben unter der restriktiven Sparpolitik der öffentlichen Hand, aber auch bei privaten Verbrauchern gelitten. Ein wenig besser dran waren wie schon 1998 die Hersteller von Druckfarben und Industrielacken, insbesondere im Bereich Automobillacke. Doch auch hier sind dem Wachstum Grenzen gesetzt.

Blasen auf galvanisiertem Zinkdruckguß

Frage: In unserer Betriebsgalvanik werden Zinkdruckgußteile vernickelt und verchromt. Es geht um Teile mit sehr unterschiedlicher Konstruktion, die in unserer Spritzgießerei hergestellt werden und zu beträchtlichem Teil für die Automobilindustrie, aber auch für andere Kunden bestimmt sind. Das Problem besteht darin, daß sich auf den Teilen Blasen bilden, die meist direkt nach dem Galvanisieren zu sehen sind, z.T. aber erst nach einiger Zeit auftreten. Sie sind verschieden groß und auf der Oberfläche der Teile sehr unterschiedlich verteilt. Manchmal treten sie nur auf bestimmten Teilen auf, manchmal auf allen und es gibt auch Zeiten, in denen sie ganz ausbleiben. Da die Fehler beim Galvanisieren entstehen, machen wir verständlicherweise die Galvanik verantwortlich; diese verweist wieder auf schlechten bzw. schlecht verarbeiteten Zinkdruckguß und schiebt die Verantwortung den Gießern zu.
Zwischen den Abteilungen spitzt sich die Situation langsam zu, da jeder dem anderen in etwas herein- reden will, wozu er nichts versteht, nur die Blasensituation ändert sich nicht. Wenn Sie uns Literatur zu diesem Thema nennen oder andere Hinweise geben könnten, wären wir Ihnen dankbar.

Ein Beitrag vom Institut Feuerverzinken, Düsseldorf

Eine Investition, die sich rechnen soll, muß alle anfallenden Kosten betrachten und den kompletten Lebenszyklus z.B. eines Gebäudes berücksichtigen. Hierzu zählen die Erst- kosten für die Planung und den Bau eines Gebäudes sowie die anfallenden Folgekosten für die Wartung und die Instandhaltung, wobei zahlreiche Planungsentscheidungen eine direkte Auswirkung auf die Folgekosten haben. Die Wahl eines geeigneten Korrosionsschutzes zählt zu diesen Entscheidungen. Korrosionsschutz ist kein Selbstzweck. Er dient der industriellen Schadensverhütung und der Kostenreduzierung.
Stahl ist der wichtigste metallische Werkstoff. Wie jeder Werkstoff unterliegt Stahl korrosiven Beanspruchungen. Stahl muß geschützt werden. Für den Korrosionsschutz im Bereich Stahlbau und Bauwesen verwendet man zumeist verschiedenartige Beschichtungssysteme, das Feuerverzinken sowie sogenannte Duplexsysteme (Feuerverzinkung + Beschichtung).

Was hat Holographie mit der Galvanotechnik gemeinsam? Diese Frage wird sich wahrscheinlich mancher Leser der Galvanotechnik stellen. Antwort: sehr viel!
Beweis: die Mehrheit der beruftstätigen Menschen aus Europa besitzt eine EC-Karte. Auf jener Karte findet man leicht ein Hologramm, und zwar mit einer dreidimensionalen Darstellung Beethovens. Es handelt sich um ein sog. Stereogramm, wobei eine reale Person Modell gestanden hat (im Falle der EC-Karte natürlich nicht Beethoven selbst, sondern eine ihm ähnliche Person mit Perücke, etc.). Man mag sich als Laie nun berechtigterweise die Frage stellen, wo hier die Galvanotechnik ihre Aufgabe hat. Die Antwort auf diese Frage ist einfach und komplex zugleich: die Galvanotechnik ist in der Holographie prinzipiell zu- ständig für das Abformen diffraktiver Mikrostrukturen. Hierbei spielt sie die Rolle eines wichtigen Prozessschrittes bei der Herstellung von Hologrammen (Näheres dazu weiter unten).

Realisierung einer ganzheitlichen Lösung für die Hartverchromung

Energieversorgungsunternehmen {EVU) unterliegen einer Versorgungspflicht, d.h. sie müssen jederzeit so viel Energie bereitstellen, wie gerade benötigt wird. Vielen Industriekunden ist überhaupt nicht bewußt, was das im einzelnen für Sie bedeutet.
Meist ist ihnen nicht bekannt, daß sich Energie im industriellen Umfeld keinesfalls wirtschaftlich speichern läßt. Die EVUs müssen daher ständig Kraftwerkskapazitäten verhalten, um bei Spitzenlasten dafür Sorge zu tragen, daß die Lichter in der Produktion nicht erlöschen.
Seit der Liberalisierung des Energiemarktes ist dies ein Aspekt, der zukünftig immer mehr an Bedeutung gewinnen wird. Durch einen sich verschärfenden Wettbewerb unter den Energieproduzenten, wird nur der Anbieter mit den günstigsten Preisen und einem möglichst ausgeglichenen und optimalen Energiehaushalt sich längerfristig durchsetzen. Die Bereitstellung von Energie, sei es durch kontinuierlich laufende Kraftwerke, wie Kohle- oder Atomkraftwerke, oder durch Spitzenlastkraftwerke, wie Gasturbinen oder Pumpspeicherkraftwerke, ist zu kostenintensiv.

Jens Stockhammer, Jahrgang 1967, und Dennis During, Jahrgang 1968, beide in Erfurt in der ehemaligen DDR geboren, besuchten in Erfurt die POS (Polytechnische Oberschule). Jens Stockhammer erlernte den Beruf des S/WSR-Mechanikers (Betriebs-, Meß-, Steuer-, Regeltechnik-Mechanikers) beim Energiekombinat Magdeburg und Dennis During den des Instandhaltungs-Mechanikers bei der Wasserwirtschaft Erfurt.
Die beiden Jugendfreunde planten im Jahr 1987 die Flucht aus der DDR über die CSSR und Österreich in die Bundesrepublik. Im Anblick des nächtlichen Lichterscheins von Wien wurden sie bei Preßburg kurz vor dem Grenzübertritt nach Österreich auf slowakischem Gebiet von den Grenztruppen der ehe- maligen CSSR verhaftet. Nach wochenlangen Gefängnisaufenthalten in Preßburg, Prag u.a. Lagern wurden sie nach Ost-Berlin überstellt. Hier wurden sie wegen versuchter Republik- flucht zu je 2 1/2 Jahren Gefängnis verurteilt. Auch hier wurden sie ständig in andere Gefängnisse verlegt, nach Bautzen folgten Leipzig, Halle, Erfurt u.a.

Beispiel für eine neue, zukunftsweisende Zusammenarbeit

Ende November des vergangenen Jahres wurde die Firma PRÖPPER Galvanik GmbH vom französischen Automobilkonzern Renault erfolgreich zertifiziert und zum besten Zulieferanten in seiner Größenordnung von Zinkschichten mit Nachbehandlung nach den Werksvorgaben benannt. Die Firma PRÖP- PER hat damit innerhalb kürzester Zeit in enger Zusammenarbeit mit der Chemetall Plating Technologies GmbH (CMPT GmbH) die hohen Anforderungen für die Norm 01-71- 002-FI des französischen Konzerns vorbildlicherfüllt.

Bericht über 75 Jahre erfolgreiches Bestehen der Thoma Metallveredelung in Heimertingen

Eines der traditionsreichen und renommierten Unternehmen der galvanischen Oberflächenbehandlung, die Thoma Metallveredelung GmbH in Heimertingen bei Memmingen, konnte im vergangenen Jahr ihr 75 jähriges Bestehen feiern. Für die Mitarbeiter des Unternehmens übrigens ein einfach zu merkendes Datum, da es mit dem Geburtstag des Seniorchefs Ferdinand Thoma zusammen- fällt, der am 20. November 1924 geboren wurde. Und der Betrieb stellt auch das Lebens- werk des Jubilars dar, der nahezu sein gesamtes Leben mit und in dem Betrieb zugebracht hat. Die innovativen Ideen und moderne Vorgehensweise von Ferdinand Thoma haben das Unternehmen zu dem gemacht, was es heute darstellt: eine Vorzeigegalvanik mit Vorreitercharakter.

Vorträge auf der DGO-Bezirksguppenveranstaltung am 8. Dezember 1999 in Stuttgart und einige Gedanken dazu

Ähnlich wie schon einige vorangegangene Veranstaltungen, befaßte sich auch der Vortragsabend der DGO-Bezirksgruppe Stuttgart im letzten Monat des auslaufenden Jahrhunderts mit Themen, die dem Bereich der Verzinkung zuzuordnen sind. Sicherlich ein Zufall, aber doch irgendwie typisch für die Entwicklungen, die die Galvanotechnik des 20. Jahrhunderts geprägt haben.
Am Übergang vom 19. zum 20. Jahrhundert nutzte man im wesentlichen Gold-, Silber-, Nickel- und Kupferbäder, um Metalloberflächen zu veredeln, d.h. ihr Aussehen zu verschönern. Zink konnte man zwar schon elektrolytisch abscheiden, die mausgrauen und unansehnlichen Überzüge hatten aber für die dekorative Veredelung keinerlei Bedeutung. Die Galvanotechnik des 19. Jahrhunderts war eben die Galvanotechnik der dekorativen Schichten. Zu Ehren kam das Zink aus dieser Sicht erst in den 30er und 40er Jahren, nachdem Elektrolyte zur Glanzverzinkung entwickelt worden waren und auf den Markt kamen.

Mit neuen Technologien ins nächste Jahrtausend

In England und wohl auch in Deutschland gibt es Leute, die beteuern, daß das neue Jahrtausend tatsächlich erst am 1.1. 2001 beginnt. Mathematisch gesehen haben sie recht - aber die meisten von uns können nicht warten und wollen das neue Jahrtausend jetzt beginnen. Das Jahr 2000 war sowohl für diejenigen, die die Zukunft Voraussagen wollen ein Fest, als auch für die Historiker, die die Vergangenheit Revue passieren ließen. An beiden Ansichten ist nichts auszusetzen, wobei die Zukunft vor- herzusehen eine viel gefährlichere Aufgabe ist.
Ich gehöre nicht zu denjenigen, die versuchen die Zukunft vorherzusagen, denn in manchen Bereichen treten die Veränderungen sehr schnell ein.

1 Einleitung

Beim Philips Konzern werden an vielen Stellen galvanische Techniken eingesetzt, mit Hilfe derer Produkte mit einer Metallbeschichtung
versehen werden. Seit vielen Jahren bietet die Abteilung Projects & Consultancy von Philips Galvanotechnick Eindhoven Unterstützung bei diesen Verfahren für verschiedene Entwicklungsabteilungen an. Dabei handelt
es sich um Produkt- und Verfahrensentwicklungen sowie um Unterstützung bei der Lösung von Problemen, sowohl bei der Fertigung als auch bei der Entwicklung.
Einer der Aspekte, auf den sich in den letzten Jahren die Aufmerksamkeit immer stärker richtet, ist der Umweltschutz. In der vorliegenden Arbeit wird ein Projekt beschrieben, bei dem letzterer eine der wichtigsten Gründe war.

1 Einleitung

Lagerungen dienen der Aufnahme und Weiterleitung von Kräften zwischen sich relativ zueinander bewegenden Bauteilen. Beim Kfz-Verbrennungsmotor wird diese Aufgabe von Gleitlagern erfüllt. Dabei müssen
- die Betriebssicherheit während der gesamten Nutzungsdauer gewährleistet sein,
- unzulässige Erwärmung ausgeschlossen und
- unzulässiger Verschleiß vermieden werden.

Da bei den Gleitlagern die Kraftübertragung über den Lagerspalt mit hydrodynamischer Schmierung erfolgt, sind zusätzliche Forderungen
- eine möglichst niedrige Reibungsleistung
- ein geringer Ölverbrauch.

Die wichtigsten Lagerstellen im Verbrennungsmotor sind die Lager des Kurbeltriebes (Haupt-, Pleuel- und Kolbenbolzenlager) und die Lager der Nockenwelle. Die Lager des Kurbeltriebes sind die am höchsten belasteten Lager im Verbrennungsmotor. Ihre Belastung er- gibt sich aus den Gas- und Massenkräften. Die nachfolgend ausgeführten Entwicklungsarbeiten dienten der Optimierung von Gleitschichten für Haupt- und Pleuellager unter den Gesichtspunkten Zuverlässigkeit, Verschleiß-, Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungsfestigkeit sowie umweltbezogenen Aspekten bei Einsatz und Entsorgung des Elektrolyten.
Die Durchführung des Projektes wurde in Zusammenarbeit von Federal Mogul Wiesbaden GmbH und Enthone-OMI (Deutschland) GmbH vorgenommen.

Studenten der FH Aalen nutzen dazu einen Mikrowellensensor und demonstrieren die Funktionsfähigkeit ihrer Entwicklung im Rahmen einer Studienarbeit

In galvanischen Bädern muß der Füllstand konstant gehalten werden. Eine automatische Füllstandsregelung baut auf einem zuverlässigen Füllstandssensor auf, der den momentanen Füllstand an einen geeigneten Regler mit einem entsprechendem Stellglied weiter- meldet. So kann eine kontrollierte Baddosierung erreicht werden. Es ist daher auch möglich, eine komplette Galvanikstraße über einen Prozeßrechner bzw. Personalcomputer zu kontrollieren.
Bisher werden vor allem mechanische Schwimmer als Füllstandsmelder eingesetzt. Problematisch ist bei galvanischen Bädern aber die korrosive Belastung für den Sensor. Schwimmer müssen häufig gewartet werden, damit sie funktionsfähig bleiben. Alternativen berührungslosen Sensoren wie beispielsweise Ultraschallsensoren setzen die Umgebungsbedingungen so sehr zu, daß sie trotz berührungsloser Messung unwirtschaftlich bleiben.

Erfahrungsbericht aus der Praxis von Dr. R. Blittersdorf, Berlin

1 Die Anforderungen an das System


Seit der Markteinführung des Nikotec-Systems im Jahr 1995 besteht die Möglichkeit, die Kriterien Glanz, Einebnung, Duktilität, Struktur und Ruhepotential (Korrosionsschutz) bei der Glanzvernicklung mit geringem Arbeitsaufwand und hoher Konstanz zu erreichen.
Das System (Abb. 1) besteht aus einer Säuleneinheit zur adsorptiven Entfernung von organischen Verunreinigungen, dem optionalen Einsatz einer unlöslichen Membrananode zur Stabilisierung des Metallgehalts sowie aus Elektrolyten, die optimal auf die selektive, adsorptive Reinigungswirkung der Adsorberpolymere abgestimmt sind.
Mit dem Nikotect-System ist auch die Rückführung von Spülwässern im Zuge einer ab- wasser- und abfallreduzierten Produktion möglich, so daß auch ökologische Anforderungen an die moderne Prozeßtechnik erfüllt werden [1 - 3].

1 Einleitung

Die Korrosionsbeständigkeit von elektrolytisch abgeschiedenen Schichten in bestimmten Medien ist entscheidend für ihre Amwendung. Die galvanischen Legierungen Nickel- Kobalt wurden daraufhin untersucht [1-3], ob sie als funktionelle Schichten oder als anodische Unterschicht in dekorativen Kupfer-Nickel-Chrom-Mehrschichtsystemen genutzt werden können, wobei im letzten Fall die Nickelunterschicht ersetzt werden sollte [4-6].
Über das Korrosionsverhalten von galvanischen Nickel-Kobalt-Schichten in sauren Medien wurde bereits berichtet [2]. Ein deutliche Einfluß auf die Korrosionsgeschwindigkeit und die anodische Auflösung im aktiven Zu- stand wurde festgestellt und bewiesen. Auch die Änderungen der Kobaltmenge und besonders diese der Phasenzusammensetzung der Legierungen beim Übergang von kubischer (kfz) zu hexagonaler Struktur wurden unter- sucht. Die letzte ist die Ursache für die starke Beschleunigung der Korrosion und der anodischen Auflösung. Es sind auch einige anomale und selektive Erscheinungen festgestellt worden, wie z.B. die Auflösung dieser Legierungen, sowohl bei anodischer, als auch bei kathodischer Polarisation.
Die Untersuchung der elektrochemischen Korrosion und des anodischen Verhaltens der galvanischen Nickel-Kobalt-Mangan- Schwefel-Legierungen ist für ihre komplexe Charakterisierung von bedeutendem Interesse. In diesem Zusammenhang ist es notwendig, die Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung, die entstehenden Tendenzen und die Hauptkorrosionsparameter der Schichten in verschiedenen Korrosionsmedien festzustellen.

1 Chemisch Nickel als Oberfläche

Unter dem Eindruck einer zunehmend kritischen Rohstoff- und Energiesituation sowie dem Zwang zu Kosteneinsparung in den meisten industriellen Bereichen gewinnen alle Maßnahmen zur Bauteiloptimierung, zur Betriebskostensenkung und Lebensdauererhöhung eine wachsende Bedeutung. Besonders wichtig ist hierbei die Oberflächentechnik, denn meist ist ein Bauteil erst durch eine Oberflächenbeschichtung für ein Einsatzgebiet geeignet. Definierte Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsfestigkeit sind hier zuerst zu nennen.
Seit Mitte der 50er Jahre wird das chemische Vernickeln industriell angewandt. Bei diesem Prozeß werden metallische Schichten auf den Werkstücken als Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen einem in der Behandlungslösung vorhandenen Reduktionsmittel sowie einem Nickelsalz erhalten. Da die Metalloberfläche als Katalysator wirkt und keine Stromdichteunterschiede wirksam sind, können grundsätzlich Schichten mit hoher Schichtdicke bei gleichzeitiger Formtreue entstehen. Da immer ein Teil des Reduktionsmittels, meist Hypophosphit, eingebaut wird, werden Nickel-Phosphor-Schichten erhalten, die durch ihre besonderen mechanischtribologischen Eigenschaften sowie ihrer großen Korrosionsbeständigkeit ein breites Anwendungsspektrum haben.

Nahezu jeder, der sich mit der Oberflächentechnik eingehender befaßt, kennt das Problem, daß eine Beschichtung mehr oder weniger in ihren Eigenschaften differiert in Abhängigkeit davon, wer sie hergestellt hat. Hier spielt es auch keine Rolle, daß jeder
der in Frage kommenden Beschichter behauptet, nach dem selben oder zumindest seiner Meinung nach korrekten Verfahrensablauf vorgegangen zu sein. Dieses Problem ist besonders gravierend bei der Produktion von Massenware und macht sich beim Endabnehmer unter Umständen deutlich in der Qualität der fertiggestellten Produkte bemerkbar. Zum Nachteil der Oberflächentechnik wird heute zunehmend ganz auf die als mangelhaft erkannte Oberflächenbehandlung verzichtet und nach gänzlich neuen Verfahren gesucht.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

ln der internen Abwasserbehandlungsanlage der Fa. Argor Heraeus AG in CH-Mendrisio, Raffinerie und Veredelung von Metallen, fallen durch Entwässerung mittels Kammerfilterpresse pro Tag ca. 700 kg Hydroxidschlamm-Filterkuchen mit 35 Trockensubstanzanteil an. Die Entsorgung ist sehr teuer. Ein angefragter Entsorger würde den Hydroxid- schlamm getrocknet, zerkleinert und in Big-Bag- Säcke abgepackt für ca. 1/3 der momentanen Entsorgungskosten abnehmen.

EU-Deponierichtlinie wurde durch den Rat beschlossen

Der Rat der Europäischen Union hat am 26. April 1999 die Deponierichtlinie beschlossen. Die Richtlinie tritt mit ihrer Veröffentlichung in Kraft. Nach Inkrafttreten haben die Mitgliedstaaten zwei Jahre Zeit zur Umsetzung.
In den der Beschlußfassung vorangegangenen Verhandlungen hatte Deutschland versucht, die Anforderungen der Richtlinie auf einem so hohen Niveau festzulegen, daß eine nachsorgefreie Deponie zukünftig gewährleistet werden kann. Der deutsche Ansatz, wie er in der TA Abfall und der TA Siedlungsabfall u.a. über Anforderungen an die Beschaffenheit der abzulagernden Abfälle (Minimierung des organischen Anteils) oder hochwertige Dichtungssysteme festgeschrieben ist, konnte zwar nicht in allen Details bei den anderen Mitgliedstaaten durchgesetzt werden. Gleich- wohl wird die Richtlinie bei der Mehrzahl der Mitgliedstaaten zum Teil deutliche Verbesserungen bei den Umweltstandards bewirken.

Der Transport von Gefahrgütern in Deutschland, zu denen 1997 ca. 8 % aller beförderten Güter rechneten, hat laut Angaben des Statistischen Bundesamtes seinen Schwerpunkt im Straßenverkehr (Abb. 1). Die Daten weisen weiterhin aus, daß, bezogen auf den Gesamt-Straßentransport, dennoch der Gefahrgutanteil mit ca. 5 % relativ gering ist. Die Daten dokumentieren jedoch auch, daß im Vergleich zu den übrigen Transportmitteln der Straßentransport weitaus dominierend ist und der Wunsch einer Verlagerung auf die Schiene weit von der Realisierung entfernt ist.

Produktionsanlage der WRC in Wurzen in Betrieb genommen

Allgemeines

Ende der 80er Jahre häuften sich in Deutschland die Sonderabfall-Probleme, zu denen auch die Galvanikschlämme zählten. Wurden diese Anfang der 70er Jahre noch - für eine spätere Verwertung unwiederbringlich - möglichst homogen mit dem Hausmüll vermischt auf Deponien abgelagert, so bestimmten nun neue, streng gefaßte gesetzliche Vorgaben die Beseitigung dieser Produktionsreste. Die Kosten stiegen auf z.T. über 3.000,- DM/t, um die Schlämme auf zugelassenen Sonderabfalldeponien unterzubringen. Potentielle Recyclerorientierten sich offenbaren den hohen Deponiepreisen und trachteten nach doppeltem Geschäft: Sie ließen sich die z.T. weit höher als die natürlichen Erze mit wert- vollen Metallen angereicherten „Rohstoffe“ in Höhe der Deponiepreise bezahlen und hatten den Vorteil kostenloser Rohstoffe.

Bestätigungen, Um- und Neueinstufungen von Stoffen

Die nachfolgend aufgeführten Stoffe wurden anläßlich der 2. Sitzung 1999 durch die „Kommission Bewertung wassergefährdender Stoffe (KBwS)" beim Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (SMU) in der Zuordnung zu den Wassergefährdungsklassen {WGK) bestätigt, umgestuft, neueingestuft bzw. erfolgte eine Änderung der Stoffbezeichnung:

Die Fa. ERM/Lahmeyer International hat im Auftrag des Umweltbundesamtes eine Studie mit dem Titel Aufkommen und Entsorgung produktionsspezifischer Abfälle erstellt. Ziel der Studie war eine Bilanzierung des Aufkommens und der Entsorgungswege für bestimmte produktionsspezifische Abfälle vor dem Hintergrund des neuen Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes. Die unterschiedlichen Informationen aus Erzeuger- und Entsorgerkreisen gaben Grund zu der Vermutung, daß das gesetzliche Primat der Abfallverwertung vor der Beseitigung nicht immer im gewünschten und technisch möglichen Maße umgesetzt wird.

Trotz allgemeiner Rückläufigkeit, regional steigende Tendenz

Während sich seit einiger Zeit eine allgemein zu beobachtende Umweltmüdigkeit auszubreiten scheint, zeigte die 10. regionale Um- welttechnik-Messe Rostock vom 26. bis 28. August 1999 erfreulich expandierenden Charakter. Von der ursprünglich mit viel Aufwand herausgestellten UTECH in Berlin hört man nichts mehr, die Aussteller- und Besucher- zahlen großer Umwelt-Fachmessen stagnieren oder sind sogar rückläufig, und in den USA hat der Umweltmarkt einen deutlichen Einbruch erlitten. Die regional für den Norden Deutschlands interessante Fachmesse Umwelttechnik in Rostock weist dagegen deutlich steigende Aussteller- wie auch Besucher- zahlen auf und zeigt, daß das Interesse an Umweltfragen durchaus nicht überall rückläufig ist.

Jung und dynamisch ist gefragt, nachhaltig, flexibel, preisgünstig ! Alt und teuer wird seit zwei Jahrzehnten in unserem Land wegpensioniert. Aus Erfahrungen gewachsene Vorurteile der Alten bremsen den Fortschritt. Zeit zur Weitervermittlung von
Erfahrungen von Generation zu Generation ist zu teuer - Time is money! Jemand formulierte allerdings kürzlich auch warnend, daß mit jeder Pensionierung eine ganze Bibliothek an Wissen begraben wird.

Oberflächentechnische Werkstätten - Lackierereien und insbesondere Galvaniken - erfordern verfahrensbedingt den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen. Hierzuzählen Antransport, Umfüllung, Handhabung bei Badansätzen und Wartung der Prozeßmedien, Abwasserbehandlung und schließlich auch die Entsorgung oder der Abtransport zur Verwertung. Hierin liegt ein unvermeidliches Gefährdungspotential, das in den Vorschriften zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen weitgehend berücksichtigt ist. Dennoch lassen sich Havarien nicht grundsätzlich ausschließen, da sie häufig auch durch menschliches Versagen oder Zusammentreffen unvorhersehbarer Ereignisse eintreten.

Die Einsetzbarkeit von Behandlungsverfahren wird auch im Umweltbereich zunehmend durch ihre Wirtschaftlichkeit limitiert. Anders ausgedrückt: Gelingt es, den Energieverbrauch zu reduzieren, werden effektive Verfahren auch für neue Anwendungsbereiche interessant. Im folgenden Beitrag wird der Einsatz von Überdruckverdampfern, bekannt aus der Reinstwasserherstellung, für Aufgaben in der Abwasserbehandlung und beim Abwasserrecycling speziell auch für die Anwendung im Galvanikbereich vorgestellt.
Für industrielle Abwasserbehandlung und der Recyclingführung im Galvanikbereich sind Vakuum-Verdampferanlagen Stand der Technik. Überdruckverdampfer wurden bis- her nur selten in Betracht gezogen, da vor allem der Energieverbrauch dieses Verdampfertyps als zu hoch eingestuft wurde. Mit der Einführung einer Anlagentechnik, die ursprünglich aus der Reinstwassererzeugung kommt, wird unter der Bezeichnung Zyclodest® (System Dr. Hoiß) ein neues patentiertes Verdampfersystem auf den Markt gebracht, das mit einem spezifischen Energieverbrauch von ca. 30 bis 50 Wh pro Liter Destillat neue Anwendungen im Abwasser- und Recyclingbereich eröffnet (Abb. 1).

1 Einführung

Die elektrolytische Wasserreinigung und - desinfektion, meist unter dem Namen Anodische Oxidation vermarktet [1], erlebt gegenwärtig durch die Einführung neuer mit leitfähigen Diamantfilmen beschichteter Elektroden eine starke Erweiterung ihres Einsatzpotentials. Es wird mit Hilfe dieser Elektroden erstmals möglich, den CSB-Wert vieler leicht bis mittelstark belasteter Brauchwässer mit Stromausbeuten von oft deutlich über 90 % abzubauen. Des weiteren können direkt aus Trink- und Brauchwässern chlorfreie Oxidationsmittel wie beispielsweise Ozon oder Peroxodisulfat in nennenswertem Umfang erzeugt werden.

Teil 2: Prüfungen durch Umweltsimulation

1 Einleitung

Die Technischen Komitees 50 (Umweltprüfverfahren) und 75 (Klassifizierung der Umweltbedingungen) sind zum TC 104 vereinigt worden. Damit sind gute Voraussetzungen entstanden, den Normungskomplex lEC 60721-4-0 Leitfaden für die Korrelation und Umsetzung der Klassen von Umweltbedingungen nach lEC 60721-3 in Umweltprüfungen nach lEC 60068 weiter zu entwickeln.
Die unter Umweltsimulation einzuordnen- den Prüfverfahren führen Feldbedingungen auf einfache, im Labor beherrschbare Modelle zurück (Beschränkung auf eine oder wenige Umweltgrößen innerhalb eines Verfahrens). Sie müssen, wie Prüfverfahren generell, Reproduzierbarkeit der Prüfbedingungen und Vergleichbarkeit von Prüfergebnissen gewährleisten. Durch Verschärfung von Beanspruchungsparametern gegen- über Feldbedingungen (Einsatz, Transport, Lagerung) sollen Schadensverläufe zeitlich gerafft werden. Diese Verschärfung muß jedoch so begrenzt sein, daß der Schädigungsmechanismus unter Laborbedingungen derselbe bleibt wie unter den Feldbedingungen.

-Fortsetzung aus Heft 3/1999-

8 Gefährdungsbeurteilung
und deren Dokumentation nach dem Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG)

8.1 Einführung

Aus gutem Grund folgt der letzte Teil der Veröffentlichungsreihe zum Thema Prävention in der Galvanotechnik nach einer längeren Pause: erst jetzt erhält man einen Überblick über Arbeitshilfen, die im Laufe der Jahre 1998 und 1999 von verschiedenen Institutionen zum aktuellen Thema „Gefährdungsbeurteilung und deren Dokumentation“ veröffentlicht worden sind.
In den bisher veröffentlichen sieben Teilen wurde bereits auf die Bestimmung des Arbeitsschutzgesetzes zur Erstellung einer Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung nach §§ 5 und 6 Arb SchG hingewiesen (siehe z.B. Heft 5/1998, S. 1495, insbesondere aber Heft 8/1998, S. 2539-2540). Dokumentationspflicht besteht übrigens für Betriebe mit mehr als 10 Beschäftigten.

1 Allgemeines

In den letzten Jahren haben die analytischen Anforderungen an Betriebe der Galvanikindustrie allgemein zugenommen. Neben einer regelmäßigen Kontrolle des Abwassers auf Schwermetalle, adsobierbare organisch gebundene Halogene (AOX) usw. bekommt die Analytik galvanischer Prozeßbäder eine immer größere Bedeutung [1,3].
Eine gute Qualität der Überzüge setzt eine entsprechende Badpflege voraus. Um die galvanischen Bäder optimal zu pflegen, bedarfeseinerschnellen und sicheren Analytik. Dabei werden die Elektrolyte Chrom, Nickel und Kupfer als Hauptbestandteile bestimmt, um sie entsprechend der geforderten Elektrolytzusammensetzung gegebenenfalls nachzudosieren. Außerdem sollen Verschleppungen in die nachfolgenden Bäder nachvollzogen werden. Bislang werden meist naßchemische Verfahren zur Badanalytik eingesetzt. Diese erfordern mehrere Handlingschritte, zudem müssen die eingesetzten Reagenzien zunächst angesetzt und später entsorgt werden. Die Dr. Lange Küvetten-Tests* stellen hier eine wesentliche Vereinfachung dar.

Salzkonzentrationen und Zusammensetzungen von Bädern lassen sich in praktischer Weise über den Brechungsindex kontrollieren. Die Brechungsindizes der Komponenten addieren sich anteilmäßig zu einem Gesamtindex, wenn sie sich nicht untereinander beeinflussen oder Reaktionen miteinander eingehen. Diese Voraussetzungen ermöglichen eine Reihe leicht handhabbarer Betriebsanalysen:
Über die Aufsättigung einer Komponente sind sogar die Konzentrationen von Zweistofflösungen zugängig.
Ähnlich der Leitfähigkeits-Titration ist auch eine Titration über die Anzeige des Brechungsindexes möglich, wenn die Stoffdaten deutliche Unterschiede aufweisen, wie es bei der Titration von Bariumchlorid mit Natriumsulfat gegeben ist.
Hydratsalze haben, analog zu den Dichten, niedrigere Brechungsindizes als die wasser- freien Substanzen. In einigen Fällen verläuft die Hydrat-Konzentration annähernd proportional zur Lichtbrechung. Aus diesen linearen Beziehungen lassen sich auch unbekannte Daten inter- oder extrapolieren. Beispiele dafür sind die hydratbildenden Verbindungen Natriumcarbonat, Natriumsulfat und Mangansulfat. Brechungsindizes von Alaunen dagegen sind nur in den seltensten Fällen über eine aliquote Addition der Komponenten-Anteile M(l)- und M(lll)-Sulfat und 12 Wasser ermittelbar. Lineare Beziehungen zwischen Brechungsindex und Dichte sind bei den Alaunen nur in grober Näherung erfüllt.

Was zeichnet Landesmeister aus ?

Vor 10 Jahren sprach jeder, wenn es um „nationale Meister” ging von Boris Becker. Heute hat sich die Bedeutung dieses Wortes jedoch geändert - man versteht darunter ein Unter- nehmen, das in einem bestimmten Bereich weltführend und eindeutig einem Staat zu- gehörig ist. Deutschland hat viele Landesmeister - Siemens, Volkswagen, Daimler-Chrysler.... Durch den fortlaufenden Trend der Globalisierung blieben viele kleinere Unternehmen auf der Strecke, nicht zuletzt auch in der Oberflächentechnik-Industrie. Nachdem Cannings übernommen wurde, gibt es in Großbritannien nur noch einen bedeutenden Lieferanten - Lea Manufacturing (nicht mit LeaRonal verwandt). Nun wurde auch dieser Lieferant vom amerikanischen MacDermid übernommen, der bereits Cannings vor einem Jahr gekauft hat. In einem viel größeren Umfang verfechten die Telekommunikationsunter- nehmen ihre Sache. Auch die Mannesmann- Vodafone-Schlacht ist noch nicht entschieden. Wie in fast allen Ländern verschwindet ein Landesmeister nach dem anderen von der Bildfläche und wir fragen uns, ob dies ins Gewicht fällt. In den meisten Fällen verschwindet ein Landesmeister wegen einer Übernahme, die manchmal nur kurz als Fusionierung er- wähnt wird. Solche Übernahmen sind nur möglich, weil die Aktionäre in Versuchung geführt werden ihre Anteile für einen Preis, den sie für gut halten, zu verkaufen. Der angebotene Preis für die Anteile ist immer gut. Die An- teile wurden gekauft und an der Börse für z.B. 240 DM verkauft - und plötzlich taxiert das Übernahmeangebot die Anteile auf 310 DM.

Reinigungsverfahren der Linde AG in verschiedenen Anwendungsbeispielen

In der Industrie kristallisieren sich immer deutlicher differenzierte Qualitätsstandards heraus. Neben den bekannten DIN EN ISO 9000ff- Zertifikaten, die als Wettbewerbsindikatoren eines Produktionsbetriebs schon fast zur Selbstverständlichkeit geworden sind, streben die Unternehmen mancher Branchen zusätzliche Zertifizierungen an. So hat sich beispielsweise das Qualitätssiegel der GTS - ein Zusammenschluß von Anwendern und Förderern des Thermischen Spritzens - eine unverwechselbare Position verschafft.
Um den steigenden Qualitätsanforderungen im Bereich der Oberflächenbehandlung gerecht zu werden, ist es notwendig, die Aufmerksamkeit zunächst einmal auf die erste Stufe zu richten: die Reinigung. Wenn Materialien vor einer Weiterverarbeitung von Ölen und Fetten befreit werden müssen, wenn es gilt, wachsartige Substanzen oder Rostschutzanstriche bzw. Druckfarben zu entfernen sowie Klebstoffe, Harze und Produktionsreste aller Art zu beseitigen, bietet die Strahlreinigung mit Cryoclean, die anhand des
nachfolgenden Anwendungsbeispiels aus dem Schiffbau näher erläutert wird, außergewöhnlich gute Ergebnisse.

Die Firma Flex-Elektrowerkzeuge in Steinheim/Murr gehört zu den Markennamen im Bereich der hoch- wertigen Elektrowerkzeuge für den Fachmann. Moderne Produktions- und Montagetechniken erlauben es den härtesten und ständig steigenden Profianforderungen gerecht zu werden. In Zuge der ständigen Modernisierung sollte 1994 eine alte CKW-Waschanlage ersetzt werden. Zu reinigen galt es mit Spänen und Emulsionen verunreinigte Gehäuse, die für den anschließenden Lackierprozeß eine späne- und fleckenfreie Oberfläche auf- weisen müssen. Weiter sollten Antriebselemente für Winkelschleifer vor der Montage gereinigt wer- den. Auch hier ist für eine einwandfreie Funktion eine absolute Sauberkeit erforderlich. Um dies zu erreichen, war auch aufgrund der Tatsache, daß die Antriebselemente in Stiften übereinander liegen, sich flächig berühren und schöpfend sind, ein komplexes Verfahren erforderlich.

Bericht von einer Veranstaltung der TA Esslingen am 22. und 23. November 1999

Informationen über Entwicklungen in der Oberflächentechnik, die Konstrukteuren, Ingenieuren und Technikern aus dem Maschinen- und Fahrzeugbau sowie der Anlagentechnik üblicherweise zur Verfügung stehen, entsprechen meist bei weitem nicht der Bedeutung, welche die Oberflächentechnik in diesen Branchen hat. Einmal als Veredelung der Oberflächen , durch die zahlreiche Produkte einen beträchtlichen Wertzuwachs erfahren oder ihre Funktion überhaupt erst erfüllen können. Und zum Zweiten als Fertigungstechnik, die für die Produktion gleichermaßen wichtig ist, wie alle anderen Fertigungstechniken auch.

Bericht über die 100. Konferenz der „Japanese Surface Finishing Society“ (JSFS) in Nagoya

Anfang Oktober 1999 feierte die Japanese Surface Finishing Society (JSFS) mit ihrer 100. Konferenz, einer zweimal jährlich stattfinden- den Veranstaltungsfolge, das 50jährige Bestehen. Die Konferenz bot vor etwa 300 Teilnehmern mit fast 200 Vorträgen und einer begleitenden Ausstellung einen sehr guten Überblick über die Arbeitsfelder auf dem Gebiet der Oberflächentechnik in Japan. Sie wurde veranstaltet im Municipal Nagoya Industrial Research Institute (NMIRf), einer Institution, die in der sehr industrieintensiven Präfektur Aichi vorwiegend die kleineren und mittleren Zulieferbetriebe und Institute für die Automobilindustrie, wie etwa die dort hauptsächlich ansässige Firma Toyota, beliefert. So waren auch weite Themenbereiche sowie eine Podiumsdiskussion den Problemen im modernen Automobilbau gewidmet. Im folgenden sollen, wenn auch fragmentarisch, wenigstens einige der wichtigsten Themen genannt werden.

Maßgeschneiderte Oberflächen für Aluminiumbauteile

Aluminiumwerkstoffe zeichnen sich durch hervorragende Eigenschaften aus. Um bestimmte Anforderungen erfüllen zu können, ist in vielen Fällen jedoch eine Modifikation der Werkstückoberfläche nötig. Diese Aufgabe übernehmen für den Einsatz zweckoptimierte Oberflächenschichten, die zum Teil auch neue Anwendungen erlauben.
Zur Funktionserfüllung eines Bauteils sind oft weniger die Merkmale der Grundwerkstoffe als die Oberflächeneigenschaften relevant, die durchaus von denen des Grundwerkstoffes abweichen können. In erster Linie bestimmen Topographie, chemische Zusammensetzung sowie physikalische und chemische Merkmale der Oberfläche deren funktionelle oder dekorative Eigenschaften. Die jeweiligen Anforderungen an den Korrosions- und Verschleißschutz, das tribologische Verhalten, die Oxidationsbeständigkeit, thermische oder elektrische Leitfähigkeit und optische Eigenschaften kann der Grundwerkstoff in vielen Fällen erst mit einer beschichteten oder anderweitig modifizierten Oberfläche erfüllen. Dies gilt in gleicher Weise auch für Aluminiumwerkstoffe, wobei optimal auf den Ein- satzzweck abgestimmte Oberflächenschichten sogar völlig neue Anwendungen ermöglichen.

Bericht von einer Veranstaltung DGO-Bezirksgruppe Stuttgart am 28. Oktober 1999

Themen, die etwas mit der Verzinkung und Zinküberzügen zu tun haben, stoßen - zumindest in der Bezirksgruppe Stuttgart - immer auf reges Interesse. So konnte der Bezirks-gruppenleiter, Herr Schulz, auch diesmal eine Teilnehmerschaft begrüßen, die größer war als der in Stuttgart übliche - gute - Durchschnitt.

Im dekorativen Bereich ist Silber wegen seiner hellen Farbe und seiner hohen Lichtreflektion sehr beliebt. Bei den elektronischen Anwendungen steht der geringe elektrische Widerstand (und auch Übergangswiderstand) im Vordergrund. Elektrolytisch abgeschiedene Silberschichten müssen die entsprechenden physikalischen Eigenschaften selbstverständlich auch aufweisen. Aufgrund dieser Anforderungen wurden spezielle Elektrolyte für die verschiedenen Funktionsbereiche entwickelt.
Die elektrochemische Abscheidung von Silber wird überwiegend aus cyanidischen Prozessen durchgeführt. Es sind Rezepturen bekannt, die cyanidfrei arbeiten, doch leider sind diese Prozesse noch schwer steuerbar und für die Praxis meist wenig geeignet.

ln der Möbelbranche gewinnt der Einsatz von Aluminium zunehmend an Bedeutung. Das Leichtmetall unterstützt dabei den flexiblen Aufbau der Möbelsysteme, ist optisch sehr ansprechend und bietet durch seine guten Recycling-Eigenschaften auch ökoiogische Vorteile.
Insgesamt verarbeitete die deutsche Möbelindustrie 1996 über 45.000 Tonnen Aluminium im Jahr. Zwei Drittel davon wurden für die Herstellung von Türgriffen, Möbelknöpfen und -beschlägen verwendet, der Rest für Stangpreßprodukte. Insgesamt wurden für den gesamten Bausektor 1996 etwa 300.000 Tonnen Alumium eingesetzt, das sind rund 16 Prozent des gesamten deutschen Aluminiumverbrauchs (2,1 Millionen Tonnen).