Artikelarchiv

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Fortsetzung aus „Galvanotechnik“ 5/2019

Die Oberflächenreinigung stellt eine wichtige Querschnittstechnologie dar – besonders in der metall- und kunststoffverarbeitenden Industrie. Um eine technisch einwandfreie Weiterverarbeitung im Rahmen der Beschichtung und Oberflächenvergütung zu gewährleisten [Hofmann, 2010], müssen hohe Qualitätsziele erreicht werden.

Jeder von uns kennt es seit der Schulzeit, in jedem Chemieraum hing es großformatig an der Wand: Buchstabenkürzel in verschiedenfarbigen Quadraten, nummeriert und
aufgeteilt in 7 Zeilen und 18 Spalten – das Periodensystem
der Elemente (PSE). Vor 150 Jahren entdeckten fast zeit-
gleich und unabhängig voneinander der russische Chemiker
Dmitri Iwanowitsch Mendelejew (1834–1907) und der in
diesem Zusammenhang oft in Vergessenheit geratene deutsche Arzt und Chemiker Julius Lothar Meyer (1830–1895)
einen systematischen Zusammenhang zwischen Atommasse
und chemischen Eigenschaften der damals bekannten Elemente, etwa 60 an der Zahl.

Basierend auf der Beschreibung der stimulierten Emission von Albert Einstein 1916 wurde der erste Laser am 16. Mai 1960 entwickelt und in Betrieb genommen. Inzwischen sind Laser nicht mehr aus dem alltäglichen Leben wegzudenken. Vom Barcodeleser über Blue-Ray Player bis zum Laserpointer und Laserbeamer sind die Einsatzgebiete von Laserdioden weit gestreut. Hochleistungslaser kommen in der Industrie bei der Materialbearbeitung, bei additiven Produktionstechnologien, und weit verbreitet in der Medizintechnik zum Einsatz. Im folgenden Artikel sind drei Beispiele moderner Forschung auf dem Gebiet der Laser in der Medizintechnik beschrieben.

Am bekanntesten ist Albert Einstein für seine allgemeine und spezielle Relativitätstheorie. Die von ihm entwickelten Patente, unter anderem eins für einen gasbetriebenen Kühlschrank, sind weniger bekannt. Ebenso wissen nicht viele, dass er auch die theoretischen Grundlagen für Photodetektoren, Solarzellen und den Laser schuf.
Ohne Berechnungen nach der Relativitätstheorie würde eine
Reihe moderner Technologien nicht funktionieren – GPS beispielsweise wäre wegen fehlerhafter Berechnungen der Zeit
nicht genau genug. Die Entwicklung des Lasers aber ist vermutlich die von Albert Einstein angestoßene Technologie, die heute
im technischen Alltag am meisten Einfluss hat.

Erfahrungsaustausch am Zeulenroder Meer

Die Veranstaltung

Vom 12. bis 14. März 2019 fanden im
Bio-Seehotel Zeulenroda die 14. Thementage Grenz- und Oberflächentechnik (14. ThGOT) statt, gemeinsam mit
dem 6. Optik-Kolloquium. Die Tagung
mit Poster- und Industrieausstellung
wurde von der MEOX Projektmanagement GbR mit Unterstützung der
INNOVENT e.V. und des Fraunhofer
IOF organisiert. 130 Teilnehmer waren
nach Zeulenroda gekommen, um sich
über aktuelle Trends und Entwicklungen zu informieren, Erfahrungen auszutauschen oder um persönliche Kontakte zu vertiefen und neue zu knüpfen. Experten aus Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen referierten im Rahmen der mehrtägigen Konferenz zur Thematik Oberflächentechnik für die Praxis.

Einleitung und Zielsetzung

Das Anodisieren von Aluminiumbauteilen ist ein industriell etabliertes und verbreitetes Verfahren der Oberflächenveredelung, das zum Beispiel zur Erzeugung kratzfester, dekorativer Oberflächen eingesetzt wird. Aus technischen Gesichtspunkten ist im Besonderen das Harteloxieren zu nennen, da mit diesem Verfahren auch bei eher weichen Substraten wie reinem Aluminium mit einer Vickershärte von 21–48HV sowie typischen Legierungen wie AlMg3 (Werkstoff- Nr. 3.3535) mit Vickershärten von 70–90HV, durch das Anodisieren Oberflächenhärten von bis zu 400– 600HV erzielt werden können. Weiterhin bietet die poröse und hygroskopische Aluminiumoxidoberfläche des Harteloxals (HC) einen idealen Haftgrund für die weitere Funktionalisierung der Oberfläche.

Einzelphotonen sind als Quantenbits wichtig für die derzeit entstehende Quanteninformationstechnik. In dieser spielen ultimativ schwache Lichtquellen, die exakt ein Photon liefern können, eine zentrale Rolle. Ein Photon kann als Quantenbit die elementare Quanteninformation transportieren, die für Quantennetzwerke, Quantenverschlüsselung und Quantencomputer benötigt wird, so wie die heutige Digitaltechnik einzelne Bits als Informationsträger verarbeitet.

Am 8. und 9. April 2019 fand in Berlin der nationale Kongress für die Mobilität der Zukunft statt. Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Kommunen tauschten sich über die brennenden Fragen der Mobilitätswende aus. Die stattliche Zahl von 1500 Teilnehmern zeigt, dass das Interesse sehr hoch ist.

Verkehrsminister für Technologieoffenheit

Andreas Scheuer, Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur, will die Mobilität verkehrswegeübergreifend und technologieoffen betrachten. Er ist auch für den Einsatz synthetischer Kraftstoffe. Denn nur auf die Elektromobilität zu setzen, davon hält der Minister nichts. Neue Mobilitätskonzepte müssen her. Drohnen sollen für Logistikaufgaben eingesetzt werden dürfen.

Im 2. Teil des Beitrages informieren wir Sie über die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Anlagen und geben Tipps für die Installation.

Wie ist die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage?

Eine PV-Anlage erreicht je nach Anlagengröße, Standort, Ausrichtung und Nutzung Stromgestehungskosten zwischen 7 und 12ct/kWh. Sobald Ihr Strompreis darüber liegt, wird eine PV-Anlage für den Eigenverbrauch eine wirtschaftlich lohnende Investition. Um eine erste, überschlägige Wirtschaftlichkeit zu berechnen, können Sie die in Tabelle 2 dargestellte Vorlage nutzen.

Auf Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist das Thema des Wissenschaftsjahres 2019 die Künstliche Intelligenz, also Computersysteme, die selbstständig lernen können. Durch Künstliche Intelligenz werden schon heute viele Prozesse und Technologien einfacher, zum Beispiel über- nehmen Industrieroboter schwere und eintönige Arbeiten. Die Künstliche Intelligenz kann in kurzer Zeit riesige Datenmengen auswerten und wird deswegen gerne für automatisierte Entscheidungen oder für Personenkontrollen mit Hilfe von Gesichts- und Stimmanalysen genutzt. Selbstfahrende Autos werden künstlich intelligent navigiert.

Als im Jahre 1922 Soziologen der in New York angesiedelten Columbia Universität sich über ökonomische Daten beugten, die in den USA in den fünfzig Jahren davor erhoben worden waren, da wollten sie mit ihrer Aufstellung eigentlich den Nachweis führen, dass in den Jahren, in denen die Wirtschaft stagnierte, mehr Todesfälle zu registrieren waren als in den Jahren, in denen die Ökonomie boomte. Tatsächlich zeigten die gesammelten Informationen das Gegenteil.

Stromlos abgeschiedenes Kupfer verfärbt sich

Frage: Wir verkupfern stromlos Schleifmittel für galvanisch gebundene Werkzeuge. Nach der Verkupferung werden die Teile gespült und im warmen Luftstrom getrocknet. Dabei oxidiert das Kupfer sehr schnell, verfärbt sich und nimmt einen bräunlichen Ton an. Wir verkupfern in einem Elektrolyten mit Formaldehyd als Reduktionsmittel, gespült wird durch Schwenken in Wasser. Wie ließe sich die Verfärbung vermeiden?

Indien 2019 – 2024

Für diejenigen von uns, die in einer Demokratie leben, ist es selbstverständlich, dass wir alle paar Jahre unsere Abgeordneten und unsere Regierung wählen. Wenn wir in einem nicht demokratischen Land gelebt haben oder dort Menschen kennen, wissen wir, wie hoch dieses Privileg zu schätzen ist.
Die Bundestagswahl zum indischen Parlament wurde ab dem 11.4.2019 über 6 Wochen lang in sieben Phasen abgehalten. Trotz des sehr sommerlichen Wetters haben die Wähler dieses Mal einen Rekord gesetzt. Von den 900 Mio. Wahlberechtigten haben 67,11% (oder etwa 604 Mio. indische Bürger) von ihrem Wahlrecht Gebrauch gemacht. Zum ersten Mal haben in Indien mehr Frauen als Männer gewählt.

Der Autorisierungsprozess dauert mehrere Jahre: Ein Experte für Galvanotechnik vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA empfiehlt Beschichtern und Anwendern von Hartchromschichten, sich bereits jetzt um eine unternehmensspezifische REACh-Zulassung zu bemühen. Von Autorisierungsanträgen in großen Konsortien rät er ab.

Eigentlich ist es eine gute Sache: Die EU-Verordnung „Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals“ (REACh) regelt den Umgang mit gefährlichen Stoffen und soll den Schutz von Umwelt und Mitarbeitern gewährleisten. Für die Galvanotechnik führt dies dazu, dass seit dem 21. September 2017 die wichtigen sechswertigen Chromverbindungen als Produktionsmittel der Autorisierungspflicht unterliegen. Seither darf Chrom(VI) nur noch einsetzen, wer selbst einen Autorisierungsantrag bei der European Chemicals Agency (ECHA) in Helsinki eingereicht hat oder diese Stoffe von einem Lieferanten bezieht, der einen solchen Antrag eingereicht hat.

Dispersionsschichten heute und morgen

In Memoriam der von mir stets sehr geschätzten Frau Prof. Christine Jakob möchte ich diese Kolumne der Dispersionsabscheidung und deren industrieller Möglichkeiten widmen. Unter Dispersionsschichten versteht man den Einbau (inerter) Partikel in eine wachsende Metallschicht während der galvanischen Abscheidung. Der Einbau von Partikeln in eine galvanische Schicht erlaubt es, Oberflächeneigenschaften gezielt zu verändern. Besonders prominent ist hierbei die Mitabscheidung harter Partikel zur Herstellung sehr verschleißfester Oberflächen. Die Einbaurate der Partikel in die wachsende galvanische Schicht hängt von mehreren Parametern ab.