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In der Fertigungstechnik werden meist nur die klassischen Verfahren wie Drehen, Fräsen oder Bohren ausführlich untersucht und die ebenfalls in der Praxis wichtigen Verfahren der Endbearbeitung wie Entgraten oder Finishen werden als nebensächlich abgehandelt. Eines dieser Verfahren, das Gleitschleifen oder Gleitspanen, dient der Bearbeitung von Werkstückoberflächen und zum Entgraten durch den Kontakt zwischen Werkstücken und Schleifkörpern in Anlagen, die durch Drehung oder Vibration eine Relativbewegung herstellen. Grundlegende Zusammenhänge wurden bereits früher untersucht und auf dieser Grundlage wurden neue Versuche mit vier verschiedenen Werkstoffen unternommen, wobei ein linearer Zusammenhang zwischen der Bearbeitungszeit und dem Massenabtrag gefunden wurde. Hinsichtlich der Oberflächenrauheit konnte keine Verbesserung erzielt werden, weil die gefrästen Flächen sehr glatt waren. Die ausführliche Beschreibung des Charakters der Oberflächen erfolgte mit einem digitalen Lichtmikroskop, einem Weißlichtinterferometer, einem Tastschnittgerät und einem Rasterelektronenmikroskop. In einer neuen, eigenen Untersuchung wurde die Abhängigkeit der Schleifwirkung von der Masse der Teile zahlenmäßig erfasst. Das Ergebnis des Abtrags war ebenso linear wie der Unterschied der Massen der Teile selbst. Es ist denkbar, dass für das Verfahren Gleitschleifen unter bestimmten Voraussetzungen mit dieser Methode Tabellen erstellt werden könnten, mit denen der Abtrag prinzipiell vorausberechnet werden kann, wie dies z. B. für die Schnittkraft beim Drehen oder Fräsen möglich ist. Schließlich wurde eine weitere Versuchsreihe mit unterschiedlichen Werkstückformen aufgelegt. Während die scheibenförmig und die stangenförmig gestalteten Teile weniger abgetragen wurden, war es bei den blockig gestalteten deutlich mehr, was auf die Art der Umwälzung zurückgeführt werden konnte. Bisher nicht publizierte Zusammenhänge der Bearbeitungsergebnisse in Abhängigkeit von den Einstellparametern beim Gleitschleifen werden ausführlich dargestellt und sind als wertvolle Hilfe bei der Produktionsplanung gedacht.

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Moderne Aufbereitungsmethoden, wie die Vakuumdestillation, erfüllen die hohen Anforderungen an Spülwasserqualität und Wirtschaftlichkeit. Sie schützen die Umwelt und sparen Anwendern gleichzeitig bares Geld durch die Reduzierung der Entsorgungskosten.

Der Explosionsschutz in Unternehmen mit explosionsfähigen Lösungsmitteln und Stäuben vollzieht sich in der Regel bestenfalls formal. Eigene Erfahrungen mit Explosionen verbleiben zumeist im Dunkeln, vor allem beim Ausbleiben größerer Schäden. Aber selbst die Ursachen großer Explosions-Unglücke gelangen allzu oft nicht an die Öffentlichkeit, zum Schaden der zahlreichen Unternehmen mit späteren analogen Katastrophen.
Aus versicherungstechnischen Gründen und Angst vor juristischen Konsequenzen und Imageschäden verbleiben Explosionsursachen trotz umfangreicher Bemühungen meistens im Verborgenen. Explosionsschutz ist mehr als das Befolgen von gesetzlichen und untergesetzlichen Vorschriften: er umfasst auch das Lernen aus Vorkommnissen, den Austausch entsprechender Erfahrungen sowie umfangreiche Schulungen, vor allem im Bereich des präventiven Explosi- onsschutzes. //

Explosion prevention and -protection in companies, dealing with potential explosive solvents and -dusts, normally is carried out at most in form and content. Own Experiences with explosions mostly are remaining in the dark, especially after the absence of substantial damages. But even the cases of heavy accidents are often not published, a great disadvantage to companies with analog fatalities later.
Caused by insurance technical reasons, fear of juridical consequences and loss of image the reason of the explosions remain in secrecy. Explosion prevention is more than following legal regulations and standards: it incorporates as well the review of other incidents, the exchange of correspondent experiences as considerable education, mainly in the field of preventative explosion protection.

Viele von Ihnen erinnern sich noch. Mitten in der Nacht zum 20. Juli 1969 betrat der amerikanische Astronaut Neil Armstrong als erster Mensch den Mond und sprach dabei die denkwürdigen Worte: „Ein kleiner Schritt für einen Menschen aber ein großer für die Menschheit.“ Diese bejubelte nicht nur die technische Großtat der USA sondern auch die geradezu philosophische Äußerung des Astronauten. Ich selbst war damals 13 Jahre alt, saß schlaftrunken vor dem
Fernseher und dachte, dass mir mal eine solche Formulierung im Schulaufsatz einfallen sollte. Später gab Armstrong zu, dass der Satz nicht von ihm stammte, sondern von der PR-Abteilung der NASA und die Menschheit war enttäuscht. Aber egal, 1969 und mit den folgenden 5 Mondmissionen (eigentlich waren es 6 aber Apollo 13 scheiterte bekanntlich) bis 1972 wurde der Grundstein dafür gelegt, was heute, 50 Jahre später, auf und mit unserem Trabanten geschieht.

Die Oberflächentechnik ist ein Bereich mit hoher Wertschöpfung. Sie verändert nur die Oberflächenstruktur der Materialien, erhält jedoch gleichzeitig wertvolle Materialeigenschaften, um die geforderte Leistung eines Werkstücks zu erzielen. So wurden beispielsweise bei Medizinprodukten die Materialeigenschaften wie Festigkeit, Haltbarkeit und Zähigkeit im Laufe der Jahre weiter entwickelt und optimiert und erfüllen weitgehend die geforderten Anforderungen. Die Oberflächeneigenschaften sind jedoch entscheidend für die späteren Anwendungen: Ob Katheter, Knieimplantat, Stent, Medizinpumpe oder Diagnosegerät, es sind die Außenflächen, die mit den Flüssigkeiten und Geweben in Berührung kommen und oft über Funktionstüchtigkeit oder Nutzen des Gerätes entscheiden. Es ist die Oberfläche des Materials, die Entzündungen, Infektionen, Heilung und andere relevante physiologische Prozesse verursacht.//

Surface engineering is a high added-value field which aims at only changing materials surface structure while preserving valuable bulk properties to achieve improved performance. For example, in case of medical devices, bulk material properties such as strength, durability and toughness have been well developed and optimized over the years, and broadly satisfy the needs in the field. However, the surface properties are often these that determine the fate of the device. Whether it is a catheter, a knee implant, a stent, drug delivery or a diagnostic device, it is the outer surfaces that is in contact with biological fluids and tissue and often determines the device’s fate, performance or usefulness. It is the surface of the material that causes inflammation, infection, healing and other relevant physiological processes.

In der Beschichtungstechnologie geht man vermehrt dazu über, selbstorganisierte Strukturierungsmechanismen zu nutzen. In der Atomlagenabscheidung erlaubt das sich selbst begrenzende Schichtwachstum, mit dem Abscheiden von Atomlage für Atomlage, Materialeigenschaften gezielt einzustellen. Ähnlich ist dies möglich bei der chemischen Erzeugung von Polyelektrolytschichten. Ein Substrat wird abwechselnd in positiv und negativ geladene Polyelektrolytlösung getaucht –jeweils dazwischen kommt es in eine Spüllösung. Polyelektrolyte formieren sich je nach Ionenstärke entweder in gestreckter Form oder knäuelartig.

Highlights der PSE 2018

Die Konferenz

Die 16th Conference on Plasma Surface Engineering wurde vom 17.–21. September 2018 im Kongresshaus Garmisch-Partenkirchen abgehalten. Mit fast 800 Besuchern und einer voll ausgebuchten Industrieausstellung (mehr als 70 Aussteller) war sie auch diesmal wieder ein voller Erfolg. Zu ihren Highlights zählten neben den Vorträgen und Posterbeiträgen der öffentliche Abendvortrag, der Industrieworkshop mit Industrieabend, das Konferenzdinner sowie drei Tutorials. Im Rahmen des Konferenzdinners wurden die PSE Preise verliehen und auch das 30-jährige Bestehen der PSE gefeiert. Nachfolgend wird über einige Schwerpunkte der Veranstaltung berichtet, darunter die Diskussionsrunde „Industrie 4.0.“, der Industrieworkshop mit dem Thema „MEMS in our daily life“ sowie ausgewählte Vorträge aus verschiedenen Sitzungen.

Einleitung

Die Zuverlässigkeit neuartiger flexibler optoelektronischer Geräte hängt stark von den mechanischen Eigenschaften einer dünnen keramischen Oxidschicht ab. Derzeit ist eine der gängigsten Kombinationen eine dünne Indiumzinnoxid (ITO)-Schicht auf Polyethylenterephthalat (PET) als Substrat. Die ITO-Schicht liegt in der Regel bei einigen hundert Nanometern Schicht- dicke und ist sehr rissanfällig.
Risse in der Schicht erhöhen den elektrischen Widerstand und machen diese unbrauchbar. Daher ist die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von ITO-Schichten sehr wichtig.
In der Vergangenheit wurden die Eigenschaften der ITO-Schichten, die auf Glas abgeschieden wurden, untersucht. Weil aber die Schicht eine amorphe Struktur aufweist, können deren Eigenschaften abweichen, wenn sie auf Polymersubstrat abgeschieden werden.

Chiralität (Händigkeit) ist die Eigenschaft von Körpern und chemischen Strukturen (z.B. Molekülen), sich mit ihrem Spiegelbild nicht zur Deckung bringen zu lassen. Ein Objekt ist dann chiral (asymmetrisch), wenn es keine Drehspiegelachse besitzt. Gängige Beispiele sind rechte und linke Hand, rechts- bzw. linksgewundene Schneckenhäuser, Korkenzieher oder Spielwürfel. Auch unser Universum soll den heute gängigen Theorien nach nicht vollkommen links-rechts-symmetrisch und damit chiral (asymmetrisch) sein. Wäre die Welt im Urknall symmetrisch entstanden, hätte sich Sekundenbruchteile danach die aus Energie kondensierte Materie und Antimaterie gegenseitig vernichtet und es gäbe weder das Universum noch uns.

Auf dem dena-Energiewende-Kongress 2018 am 26. und 27. November in Berlin diskutierten Expertinnen und Experten aus allen relevanten Branchen unter dem Motto „Kurs setzen Richtung 2030“ über aktuelle Herausforderungen und Lösungsstrategien. Dieser Kongress ist die wichtigste branchenübergreifende Veranstaltung zur integrierten Energiewende. Über 800 Teilnehmer fanden Inspiration und Wissensaustausch.

Agora Energiewende stellte am 19. November 2018 in Berlin die Studie über eine Neuordnung der Abgaben und Umlagen auf Strom, Wärme und Verkehr vor. Sie schlägt eine aufkommensneutrale Reform der Energiesteuern entlang von CO2-Preisen vor. Klimafreundliche Gebäude und Elektromobilität sollen mit mehreren Milliarden im Jahr gefördert werden, ein Fonds soll Härtefälle abfedern.

Um die Stagnation beim Klimaschutz in Deutschland zu beenden, schlägt Agora Energiewende vor, alle klimaschädlichen Energien mit CO2-Aufschlägen zu belasten. Dazu sollen die Energiesteuern auf die einzelnen Energieträger entsprechend ihrer Klimaschädlichkeit aneinander angeglichen werden. In der Folge würde Strom um 10 bis 25 Prozent günstiger, Benzin, Diesel, Heizöl und Erdgas würden teurer. Die Be- und Entlastungen für Verbraucher und Unternehmen sollen sich so die Waage halten. Ein Teil des Aufkommens soll auch genutzt werden, um Klimaschutzmaßnahmen direkt zu fördern und Härtefälle in der Bevölkerung und bei Unternehmen abzufedern.

Mechanische Beanspruchungen gehören zu den Hauptursachen für Schäden an Beschichtungen von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Der 2. Teil des Beitrages berichtet über Prüfungen von Offshore-Beschichtungssystemen zu Druck- und Schlagbeständigkeit.

Eine Neuordnung der Abgaben und Umlagen für Strom- Benzin-, Diesel-, Heizöl- und Erdgaspreise soll den Erfolg der Bemühungen um Klimaschutz und Energiewende sichern. So wird auch die Diskussion um die Erhebung einer CO2-Steuer immer lauter. Auf den folgenden Seiten können Sie sich über drei Vorschläge der Agora informieren. Es scheint unabwendbar, fossile Energieträger zu besteuern. Dabei soll der Strom preiswerter werden, weil die Umlagen sinken. Die Reform der Energiepreise soll aufkommensneutral sein und alle Einnahmen an die Bürger zurückgegeben werden. Möge die Entscheidung ordentlich kommuniziert werden!

Wenn man den Medien und ihren Machern glaubt, dann werden Daten der Rohstoff der Zukunft sein, wobei nicht immer explizit genug erwähnt wird, dass es sich um Daten von Menschen handelt, die dann als Daten in den Maschinen landen und an andere Maschinen weitergegeben werden. Daten
bleiben bei ihrer Verschiebung und Verarbeitung keine Daten. Sie werden vielmehr erst zu Informationen, die jemand verstehen muss, um zuletzt das zu ergeben, was Wissen heißt und das ist, wonach Menschen streben – von Anfang ihrer Geschichte an. Das heißt, wenn man mit dem Anfang der Geschichte das meint, was in der Genesis zu finden ist, dann beginnt das Wissen mit dem Gegenteil, nämlich einem Verbot.

Elektrolyt- und Schichtkontrolle mit der Hull-Zelle

Frage: Wir scheiden auf Kundenteilen galvanische Schichten ab, deren physikalische und mechanische Eigenschaften in engen Grenzen liegen müssen. Diese Werte schwanken jedoch – wie wir festgestellt haben – vor allem in Abhängigkeit von der Konzentration der organischen Badzusätze (Glanzzusatz, Einebner, Netzmittel) und wahrscheinlich auch deren Abbauprodukte im Elektrolyten. Daraus ergibt sich die Aufgabe, das Vorhandensein und die Konzentration dieser Stoffe während des Betriebs laufend zu kontrollieren, wir kennen aber weder ihre Zusammensetzung noch dazu benötigte analytische Methoden. Selbst wenn dem so wäre, dürfte die Einrichtung der benötigten Laborkapazität und -ausrüstung wahrscheinlich die Möglichkeiten eines mittleren galvanischen Lohnbetriebs überfordern. Gute Erfahrungen haben wir dagegen mit der Badüberwachung mit Hilfe der Hullzelle und überlegen uns, ob wir die erwähnte Aufgabe auf diese Weise lösen könnten. Dazu hätten wir gerne Ihre Meinung und – wenn möglich – auch praktische Hinweise dazu, was bei einer Betriebsüberwachung mit der Hullzelle zu beachten ist.