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Globalisierung und freie Märkte

Der internationale Handel ist genauso alt wie die Menschheit selbst. Schon die Phoeniker und die alten Römer reisten nach England, um dort Zinn zu kaufen. Im Gegenzug boten sie Glaswaren, Keramiken, feine Tücher und dergleichen an. In Deutschland ereignete sich selbiges – es gibt belegte Beweise dafür, dass schon die frühen germanischen Stämme mit den Mittelmeerländern Handel trieben. Schon vor 20 Jahren haben Ökonomen die Vorzüge des weltweit freien Handels gepriesen. Schuhe ka- men aus China, Druckmaschinen aus Deutschland. Mit den Einnahmen aus dem Schuhhandel kauften die Chinesen in Deutschland hergestellte Maschinen, und auf diese Weise reiste das Zahlungsmittel Geld rund um den Globus. Die Deutschen sollten Experten in der Herstellung qualitativ hochwertiger Druckmaschinen werden, während die Chinesen ihre Schuhmacherqualitäten verfeinern sollten. Es scheint wirklich ein guter Gedanke zu sein, und die meisten heutigen Politiker unterstützen diese Idee.

Die Gramm-Edelmetalltechnik EMT – erfolgreicher Geschäftsbereich der Gramm Technik Gruppe, die mit derzeit rund 300 Mitarbeitern an fünf Standorten in Deutschland und darüber hinaus in Polen,USA und Mexiko agiert – stellt sich den Herausforderungen der Zukunft

Die zunehmende Komplexität in den verschiedenen Technologiebereichen der Elektronik, Mikroelektronik, Mikrosystem- und MID-Technik, aber auch zum Beispiel im medizintechnischen Bereich, erfordert umfangreiche und detaillierte Kenntnisse hinsichtlich der Funktionseigenschaften und der Leistungsgrenzen der in Frage kommenden Oberflächenbeschichtungen. Hinzu kommen hohe An- forderungen an die Qualität, Qualitätskonstanz und Wirtschaftlichkeit. Um hier zu optimalen Ergebnissen zu gelangen, ist ein enger Dialog zwischen den jeweils beteiligten Partnern von der Planungsphase des Produkts bis zur Serienfertigung zwingende Voraussetzung.

Bericht zu den ZVO-Oberflächentagen vom 27. bis 29. September in Bonn

Funktionelle Schichten und Oberflächen in der technischen Anwendung

Nach dem Plenarvortrag von Prof. Wielage, der im größten der Veranstaltungsräume stattfand, wurde in diesem Saal eine der drei Parallelsitzungen abgehalten. Diese begann am Donnerstagvormittag mit der Vortragsreihe Funktionelle Schichten und Oberflächen in der technischen Anwendung, und das zunächst mit 25 und weniger Zuhörern, die sich ziemlich verloren in dem großen Raum vorkamen. Die Sitzungsleitung des ersten Teils hatte Prof. Dr. Steinhäuser aus Chemnitz.

Betrachtung von galvanischen Schichten aus wirtschaftlicher Sicht am Beispiel der Kunststoffmetallisierung

Den Fachleuten der Oberflächentechnik ist klar, dass eine galvanische Metallabscheidung bei zahllosen Produkten des täglichen Lebens unverzichtbar ist. Inzwischen haben aber auch Konstrukteure und Designer den Wertzuwachs durch eine Beschichtung mit Metall, allen voran die Verchromung, entdeckt bzw. wiederentdeckt. Dies zeigt sich besonders in der Automobilbranche: So hat in den letzten Jahren der Anteil an verchromten Bauteilen sowohl im Innen- als auch Außenbereich von Fahrzeugen wieder deutlich zugenommen. Dabei sind von den hochglänzenden Bauteilen dekorative Funktionen wie eine gesteigerte Wertigkeit zu erfüllen, aber auch die bessere Sichtbarkeit in der Dunkelheit und damit der Funktions- und Sicherheitsaspekt – glänzende Teile werden zuverlässig und schnell erkannt – spielen eine wesentliche Rolle.

Betrachtungen der Firma Qubus GmbH zu Managementsystemen und deren Umsetzung in der Branche der Oberflächentechnik

Seit mehr als zehn Jahren sieht sich die Firma Qubus GmbH einer ungebrochenen Nachfrage ihrer Dienstleistungen für Unternehmen der Oberflächentechnik gegenüber. Standen 1995 noch die Umweltmanagementsysteme als neue Werkzeuge einer Unternehmensführung und zur Verbesserung des Images im Vordergrund, so geht heute der Trend mehr und mehr zu den komplexen Qualitätsmanagementsystemen, wie sie vor allem aus der Automobilbranche vorgegeben werden. Zu diesem Thema stellte sich die Firma Qubus in Person von Ulrich Mäule und Michael Müller – beide Geschäftsführer der Firma Qubus GmbH – sowie Michael Schack, Bereichsleiter für Managementsysteme, den Fragen der Redaktion.

Seit einigen Jahren geht der Trend im Bereich der Galvano- und Oberflächentechnik immer mehr hin zu Schichten mit gezielt eingestellten Eigenschaften und Multifunktionalitäten. Dabei kommt der Beschichtungstechnik die Aufgabe zu, spezielle Anforderungen von Konstrukteuren und Designern an die Oberflächen in entsprechende Verfahren umzusetzen, aus denen die gewünschten Schichten mit hoher Qualität und Konstanz hergestellt werden können. Daraus erwachsen einerseits hohe Erwartungen an Techniker und Ingenieure in Bezug auf deren Fachwissen und Innovationsvermögen. Andererseits bietet sich aber der gesamten Fachrichtung die Möglichkeit, ihren hohen Stellenwert unter den modernen Produktionstechniken zu demonstrieren und vor allem für die Zukunft zu sichern.

-Fortsetzung aus Heft 10/2006-

Der Kathodenfilm ist mit seinem Aufbau und seiner Funktion das zentrale Element im Mechanismus der Verchromung. Der Film trennt die Kathode mechanisch vom Elektrolyten. Er liegt der Kathode un- mittelbar auf (atomare Abstände), sodass kein flüssiger Elektrolyt an die Kathode gelangen kann. Der Film ist so dünn und liegt so gut an, dass die Strukturierung der Kathodenoberfläche außen am Film noch zu erkennen ist. Zum grundsätzlichen Nachweis des Kathodenfilms und zu den entsprechenden Nachweismethoden ist unter Teil 6, Abschnitt 10.2 [1] nachzulesen.

Die industrielle Bedeutung funktioneller Nickelle- gierungen ist stark im Steigen begriffen. Die Anwendungsgebiete sind dabei mannigfaltig und umfassen so zum Beispiel Anwendungen in der Luftfahrt- industrie, bei der Energiegewinnung und als Korrosionsschutz von Maschinenteilen. Insbesondere wenn Oberflächen mit hohen tribologischen Anforderungen in einem höheren Temperaturbereich oder gar unter oxidativen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden, erweist sich eine Nickellegierung oft als die geeignete Beschichtung. Die technisch wichtigste Nickellegierung für diesen Anwendungsbereich ist Nickel-Kobalt. Durch eine ausgezeichnete Schichthärte und den hohen Korro- sionswiderstand wird dieses Legierungssystem bereits in einigen Fällen als Ersatzsystem von Hartchromschichten eingesetzt.

Zum Herstellen von Se- rienprodukten sind Formen und Werkzeuge erforderlich, die entsprechend des zu verarbeitenden Materials und des Verfahrens ausgeführt werden. Die Maßpalette reicht vom kleinen Präzisionswerkzeug bis zum tonnenschweren Umformwerkzeug für Automobilteile. Weit verbreitet sind dabei mechanische Formwerkzeuge sowie Gusswerkzeuge. Nach DIN 8580 werden Urform- und Umformverfahren unterschieden. Urformverfahren bilden aus einem formlosen Stoff einen festen Körper. Die dazu benötigten Werkzeuge, zum Beispiel Gusswerkzeuge, nehmen das Material des Werkstücks in geschmolzener Form auf. Bei dem Material kann es sich sowohl um geschmolzene Metalle wie Zink, Magnesium oder Aluminium handeln oder um Kunststoffe wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polypropen (PP). Bei der Auswahl der Werkzeugmaterialien für Gusswerkzeuge spielt die Temperatur des Schmelzguts sowie die Wärmeabfuhr eine entscheidende Rolle. Diese Werkzeuge werden häufig aus besonderen Stählen hergestellt (Abb. 1).

Am 6. November fand in Ilmenau die Gründungsfeier des neuen fachübergreifenden Instituts für Chemie, Elektrochemie und Galvanotechnik statt (Beitrag auf den Seiten 2951 bis 2954). Damit hat Deutschland wieder einen Fachbereich an einer Hochschule, der im Namen den Begriff der Galvanotechnik publik macht. Damit wird endlich einem seit vielen Jahren beobachteten Trend entgegengewirkt, nachdem alles galvanotechnische nach Möglichkeit unerwähnt blieb – dies galt sowohl für die Industrie als auch die Forschung und Ausbildung in staatlichen Einrichtungen. Erst seit die kleine Vorsilbe Nano zum Treiber in der Forschung, Entwicklung und Anwendungstechnik geworden ist, hat auch die Oberflächentechnik wieder den Mut zur öffentlichen Darstellung gefasst. Jetzt wird verstärkt darauf hingewiesen, dass Effekte aus der Nanotechnik in der Galvano- und Oberflächentechnik eigentlich immer eine nicht zu vernachlässigende Rolle gespielt haben.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Die generelle Entsorgungssituation in Deutschland hat sich mit dem vollständigen Inkrafttreten der TA Siedlungsabfall [1] bzw. der Abfallablagerungsverordnung [2] unter Einbeziehung der für die Organika relevanten Abfallparameter zum 1. Juni 2005 dra- matisch gewandelt. Ab diesem Datum kann nur noch Abfall auf Deponien verbracht werden, der vorher entweder in Verbrennungs- oder mechanisch/biologischen Behandlungsanlagen vorbehandelt wurde. Zum gleichen Zeitpunkt erfolgte die Schließung einer großen Anzahl von Altdeponien, die bisher ohne Deponiebasisabdichtungen betrieben wurden. Obwohl der Zeitpunkt dieser Maßnahmen bereits seit längerer Zeit bekannt war, die TA Siedlungsabfall stammt aus dem Jahr 1993, haben diese Maßnahmen partiell zu einem Entsorgungsnotstand geführt. Das betrifft einerseits einen Großteil der anfallenden hausmüllähnlichen Gewerbeabfälle sowie der Baumischabfälle, für die mit dem Wegfall der direkten Deponierungsmöglichkeiten preisgünstige Entsorgungswege entfallen sind. Die alternativ zur Verfügung stehenden Hausmüllverbrennungs- bzw. me- chanisch/biologischen Behandlungsanlagen können kapazitätsseitig häufig die anfallenden Abfallmengen nicht bewältigen, was zu teils dramatischen Preiserhöhungen geführt hat. Auf der anderen Seite produzieren die mechanisch/biologischen Behandlungsanlagen im Output eine größere Menge so genannter mittel- und heizwertreicher Abfallfrak- tionen, deren Verbrennung bzw. Mitverbrennung in Zement- oder Verbrennungsanlagen ebenfalls kapazitätsseitig nicht gewährleistet werden kann. Das hat wiederum zu erheblichen Preiserhöhungen, die bis in den Bereich der Sonderabfallverbrennung durchgeschlagen sind, geführt.

Rückblick auf die Leistungen der Oberflächentechnik für den Umweltschutz

-Fortsetzung aus Heft 10/2006-

Ausblick

Die vorangegangenen Ausführungen haben nur einen groben Überblick geben können über die Entwicklung der Oberflächentechnik und ihre vielfältigen Anwendungsgebiete insbesondere bezüglich ihrer Bedeutung für den Umweltschutz. Fragen des Um- weltschutzes sind nicht neu. Bereits vor mehreren hundert Jahren entstanden an bestimmten Wirtschafts- und Handelszentren Umweltbelastungen von zum Teil außerordentlichem Ausmaß, denen man sich zunächst scheinbar hilflos ausgeliefert sah.

Der Mensch hat zwar den biblisch-göttlichen Auftrag, die Schöpfung zu bewahren und zu verwalten, er maßt sich aber zunehmend an, die Schöpfung vermeintlich zu verbessern. Viele gut gemeinte, diesbezügliche Maßnahmen entpuppen sich daher in der Folge als Rückschläge, weil wir die aus unzähligen Faktoren zusammengesetzte Welt mit unserem begrenzten Hirn gar nicht voll erfassen können. – Mit unserer Technik sind wir von deren Vorzügen für unsere Bequemlichkeit zunächst begeistert, stellen dann aber zunehmend die Schattenseiten fest und versuchen dann – meist mit pekuniärem Druck und Steuergewinn für das Staatssäckel – die Entwicklung zu korrigieren. Eine solche Entwicklung ist auch der sparsame Dieselmotor. In jüngerer Zeit stellte man fest, dass die mit dieser Technik verbundenen Emissionen nicht nur den Auspuff schwärzen, sondern mit den emittierten Kleinpartikeln auch die Atemluft beeinträchtigen. Man lernt immer noch dazu. Was also tun? 

Bericht über die zweite 4M-Konferenz in Grenoble

Die Anzahl von Konferenzen, die sich mit den Begriffen Mikro, bzw. in den letzten Jahren Mikro-Nano schmücken, ist recht zahlreich. Als Schlüsseltechnologie mit großem Potenzial für viele Zukunftsanwendungen gibt es enorme Forschungsaktivitäten und dement­sprechend auch Bedarf an Konferenzen, um die neuesten Ergebnisse im Expertenkreis vorstellen zu können. Anwendungen, wie Sensoren oder Aktoren, haben schon lange ihre Plattform und Themen wie die Mikrofluidik und die Mikrooptik füllen große Veranstaltungssäle. Allerdings werden die meisten dieser Tagungen von siliziumbasierten Bauteilen dominiert. Die Arbeiten, die sich mit Materialien wie Metall, Polymer oder gar Keramik befassen, fristen in diesen Konferenzen meist ein Schattendasein. Da bei der Auswahl der Veranstaltung die Anwen

Bericht über die MST-Sitzung bei der ZVO-Tagung 2006 in Bonn

Der Vortragsblock über die Mikrosystemtechnik fand ganz am Ende einer der drei Parallelsitzungen des fachlichen Teils der ZVO-Jahrestagung 2006, am Freitagnachmittag nach 15 Uhr statt. Vor den Konferenzräumen war die Ausstellung schon fast abgebaut und die Reihen der Tagungsteilnehmer hatten sich deutlich gelichtet. Immerhin saßen zu Beginn der Vorträge noch mehr als 25 Zuhörer im großen Saal, um die Mikrosystemtechnik-Sitzung zu erleben. Allerdings dünnte sich die Zuhörerschaft im Lauf der Vorträge deutlich aus und am Ende saß dann nur noch ein harter Kern ziemlich verloren in einem Riesenraum, der wohl 300 Sitzplätze hatte. Die Sitzungsleitung für diesen Teil hatte Prof. Dr. Christine Jakob von der TU Ilmenau und der ge- meinsame Nenner der letzten drei Vorträge war die LIG(A)-Technik.

Das Stichwort Nano-Mikro-Integration beschreibt die Integration von Nanostrukturen in Mikrosysteme mit dem Ziel, eine bessere Funktionalität des Gesamtsystems zu erreichen. Meistens bedeutet es in der Praxis jedoch (nur), dass man Mikrosysteme teilweise unter Verwendung von Nanomaterialien herstellt. Man kann Nano/Mikrosysteme als intelligente miniaturisierte Systeme beschreiben, die Sensor- bzw. Aktoreigenschaften mit Informationsverarbeitung verbinden. Meistens sind es multifunktionale Systeme, die zwei oder mehr elektrische, mechanische, optische usw. Eigenschaften verbinden. Es ist mittlerweile zur Genüge bekannt, dass die Gesetze in der Nanowelt von denen der Makro- und häufig auch der Mikrowelt total verschieden sind. Gesetzmäßigkeiten aus unserer Makrowelt lassen sich kaum in die Nanowelt übertragen und umgekehrt. Aber gerade diese Unvereinbarkeit bietet die Chance, Nano- strukturen in Mikrosysteme zu integrieren und von den neuartigen physikalischen oder chemischen Eigenschaften der nanostrukturierten Materialien zu profitieren. In den meisten Fällen, in denen Nanostrukturen in Mikrosysteme integriert sind, handelt es sich um ultradünne Schichten bzw. Schichten oder Verbundschichten aus Nanoteilchen. Auf diese Weise sind Techniken und teilweise Anwendungen möglich geworden wie gassensitive Schichten, GMR-Sensoren (für Festplatten-Leseköpfe mit höherer Integrationsdichte, die heute schon auf dem Markt sind und für höchstempfindliche Linear- oder rotierende Encoder, die man ebenfalls schon kaufen kann), oder höchstauflösende mechanische Detektion mit AFM-Techniken.

Beitrag zum sicheren Umgang mit Prozessgasen

Technische Gase gehören in vielen Bereichen zum Industriealltag. Für alle, die damit richtig umzugehen wissen, bedeuten sie keine Gefahr. Durch technische oder verhaltensbedingte Fehler jedoch können Unfälle oder Schadensfälle verursacht werden, die unter Umständen auch rechtliche Konsequenzen beinhalten. Derzeit befinden sich die entsprechenden Sicherheitsvorschriften im Umbruch. Diese sehen im Bereich Arbeitsschutz eine erweiterte Eigenverantwortung für den Arbeitgeber vor. Die Sorge um Sicherheit und Gesundheitsschutz der Beschäftigten ist eine wesentliche Führungsaufgabe – gleichzusetzen mit der Verantwortung für Produktion, Qualität, Kosten und Wirtschaftlichkeit. Sie schließt die Verpflichtung ein, stets alle für den Schutz der Beschäftigten erforderlichen Maßnahmen durchzuführen. Oft mangelt es aber an der Zeit beziehungsweise an Mitarbeitern, die in der Lage sind, diese Aufgaben vollständig zu erfüllen.

Gegenstand der hier vorgestellten Forschungsarbeiten ist die Herstellung und Charakterisierung feinkörniger hartmetallähnlicher Schichten durch Laser- und Plasma-Pulver-Auftragschweißen. Als Schichtwerkstoff dient TiC-Verbundpulver mit Kern-Hülle-Struktur, das zur besseren schweißtechnischen Verarbeitung mechanisch mit Metallpulver auf Nickel- oder Kobaltbasis gemischt wurde. Es entstehen Schichten mit homogen verteilten feinkörnigen Hartstoffpartikeln und metallurgischer Bindung zum Substrat. Die Härtewerte der Schichten liegen zwischen 550 und 820 HV0,3. Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen dienen der Charakterisierung der Auflösungs- und Ausscheidungsvorgänge.