Artikelarchiv

Karsten Stamm ist Metallograph und Werkstoffprüfer. Er ist seit 1988 in der Galvanobranche tätig und arbeitet seit 2007 für das Werkstoff- und Korrosionslabor Marienheide (WKLM).

Die Galvaniken haben häufig keinen technisch-qualifizierten Vertrieb. Und auch der OEM oder Tier1-Lieferant hat heute kein eigenes Fachpersonal mehr. Deshalb gibt es zwischen OEM und Beschichter oft Missverständnisse. Dann bestellt der OEM, fährt ein Produkt an und muss kurz vor oder nach dem Produktionsbeginn feststellen, dass dieses gar nicht tragfähig ist. Solche Fälle haben wir regelmäßig und die sind teuer für alle Seiten. Was Galvaniken noch nicht verstehen: Beschichten können viele, billig beschichten können wir hier in Europa nur bedingt. Weil unsere Umweltstandards hoch und Energiepreise, Anlagentechnik und Personal teuer sind.

DIN EN IEC 62282-6-101 (VDE 0130-6-101):2021-07 (Entwurf):
Brennstoffzellentechnologien – Teil 6-101: Mikrobrennstoffzellen-Energiesysteme – Sicherheit – Allgemeine Anforderungen (IEC 105/807/CD:2020); Text Deutsch und Englisch

DIN EN IEC 62282-6-106 (VDE 0130-6-106):2021-07 (Entwurf):
Brennstoffzellentechnologien – Teil 6-106: Mikrobrennstoffzellen-Energiesysteme – Sicherheit – Indirekte (korrosive) Verbindungen der Klasse 8 (IEC 105/808/CD:2020); Text Deutsch und Englisch

DIN EN IEC 62282-6-107 (VDE 0130-6-107):2021-07 (Entwurf):
Brennstoffzellentechnologien – Teil 6-107: Mikrobrennstoffzellen-Energiesysteme – Sicherheit – Indirekte wasserreaktive Verbindungen (Unterklasse 4.3) (IEC 105/809/CD:2020); Text Deutsch und Englisch

• ITSC-Fachkonferenz zum Thermischen Spritzen
• Prozesse dokumentieren und optimieren

• Dr. Ulrich Vieweger feierte 80. Geburtstag
• Runder Geburtstag für Herbert Hauser
• Neuer Director Business Development bei Bodo Möller Chemie

• Kleinster mikroelektronischer Katheter entwickelt
• Unsichtbare Viren-Schutzwände

Entwicklungen in der Mikrofluidik machen neue Diagnostiksysteme sowie an neue Anforderungen angepasste Mikrofluidikchips möglich und könnten zur Kostensenkung bislang teurer Verfahren führen. Bei der Fertigung von Lab-on-chip-Systemen im industriellen Maßstab spielen auch Verfahren der Oberflächentechnik eine wichtige Rolle. Der Artikel ergänzt den in Heft 2/2022 präsentierten Forschungsstand zur Mikrofluidik.
Universität Freiburg: Präzise Stoffwechsel-Überwachung von 3D-Tumorgewebe außerhalb des Körpers: Ein Forschungsteam um Dr. Andreas Weltin, Dr. Jochen Kieninger und Johannes Dornhof vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) an der Universität Freiburg hat ein System entwickelt, das es unter anderem ermöglicht, die Entwicklung von Tumorzellen außerhalb des menschlichen Körpers im dreidimensionalen Verbund zu untersuchen.

Die Klammer zwischen Galvanik und Mikrofluidik ist die Elektrochemie Noch einmal zum Thema Mikrofluidik: Das Universum der mikrometergroßen Kanäle scheint die Welt der Flüssigkeiten auf den Kopf zu stellen. In den Diagnostikfabriken im Taschenformat dominieren laminare Strömungen und Oberflächeneffekte den Flüssigkeitstransport. Flüssigkeiten können in Mikrofluidikchips nebeneinander fließen ohne sich zu vermischen, ein Austausch von Molekülen findet allein durch Diffusion statt. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Wirkstoffe in geringer Dosis im Testsystem verteilen. Forscher der ETH Lausanne konnten so untersuchen, wie sich sogenannte Morphogene auf die Entwicklung pluripotenter Stammzellen in der Frühphase embryonaler Entwicklung auswirken.

• Nutzen von Mobilfunkstandard 5G aufzeigen
• Geothermie unverzichtbar für eine Wärmewende
• Erneuerbare Kraftstoffe für Klimaschutz im Verkehr
• Batterieherstellung mit thermischer Prozesstechnologie
• PERC-Solarzellen aus Recycling-Silizium

Ein Run auf den PPA-Markt ist zu beobachten Alle sind sich einig: Die Energiewende muss zwangsläufig konsequenten Anklang in allen Bereichen der Gesellschaft finden, um das von der UN gesetzte Ziel, eine Erderwärmung von 1,5 Grad bis 2023 nicht zu überschreiten, auch letztendlich zu erreichen. Die Preise für den dafür dringend nötigen grünen Strom schießen aktuell allerdings in bisher nie dagewesene Höhen, wodurch die deutschen Unternehmen neue Strategien für den Erwerb günstigerer Tarife erschließen müssen. Als oft kosteneffizientere Lösung entpuppen sich die sogenannten Power Purchase Agreements (PPA) – Direktabnahmeverträge zwischen Stromproduzent und Verbraucher. Meist über Wind- oder Solarenergie getragen, verbreitet sich dieses Modell vermehrt in der Industrielandschaft. „Wir beobachten derzeit in der deutschen Wirtschaft vor allem in energieintensiven Unternehmen einen Run auf den PPA-Markt“, so Ferdinand Eggert, Vertriebsleiter und Prokurist bei der Energie Vertrieb Deutschland EVD GmbH.

Ein Drittel der deutschen Wärme kann erneuerbar gewonnen werden Nachdem die EU-Kommission Atomkraft und Erdgas als nachhaltig eingestuft und für Verwirrung sowie massive Kritik von Wissenschaftlern und Umweltverbänden gesorgt hat, mehren sich die Stimmen zu wirklich klimaneutralen Energieerzeugern. Die gemeinsame Roadmap der Helmholtz-Gemeinschaft und der Fraunhofer Gesellschaft macht auf die sichere und ökologisch nachhaltige Nutzung der ­Geothermie aufmerksam und gibt Handlungsempfehlungen, wie Geothermie als klimafreundliche Schlüsseltechnologie zum Einsatz kommen kann. Im Gebäudesektor wird das Klimaschutzziel, weniger CO₂ auszustoßen, immer noch weit verfehlt. Vom gesamten Energiebedarf werden 56 % für die Bereitstellung von Wärme eingesetzt und nur 15 % der benötigten Wärme wird mit regenerativen Energiequellen gedeckt. Durch bessere Dämmung der Gebäude lässt sich der Bedarf ganz bestimmt weiter senken. In den letzten Jahren wurde der Einbau von Wärmepumpen forciert und finanziell gefördert.

• Schichten aus erneuerbarem Material
• Wer bekommt wie viel Wasser?
• Nachhaltige Behandlung galvanischer Abwässer
• Kälteanlagen nur noch mit natürlichen Medien

Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle für die Energiewende. Die so genannte nationale Wasserstoffstrategie sieht 700 Millionen Euro Zuschüsse des Staates vor, um die Umsetzung voranzutreiben. Diese umfasst die drei Leitprojekte: H₂Giga, H2Mare und TransHyDE. Wir benötigen dringend flexibel einsetzbare, große Elektrolyseure, um den Wasserstoff herzustellen“, mahnt Prof. Bernd Kuhlenkötter, Leiter des Lehrstuhls für Produktionssysteme (LPS) der Ruhr-Universität Bochum, der maßgeblich an H₂Giga mitarbeitet. „Ohne diese Technologie ist die Produktion von grünem Wasserstoff und damit die Energiewende nicht machbar.“ In der Tat ist der Bedarf an Wasserstoff gigantisch. Die Regierung geht mittlerweile von mehreren Hundert Millionen Tonnen pro Jahr aus. Ziel der nationalen Initiative ist es, bis 2030 für Deutschland Elektrolyse-Kapazitäten von immerhin fünf Gigawatt aufzubauen. Dieser Leistung entsprechen in etwa 876 000 Tonnen grüner Wasserstoff pro Jahr.

Forschungsprojekt soll Massenproduktion ermöglichen und Kosten senken Grüner Wasserstoff bezeichnet mit Elektrolyseuren durch Wasserspaltung gewonnenen Wasserstoff, bei dem die für die Elektrolyse nötige Energie vollständig durch erneuerbare Energien wie z. B. Windenergie oder Sonnenenergie gedeckt wurde. Diese Methode gilt als die einzige umweltfreundliche, klimaneutrale Möglichkeit der Wasserstoffgewinnung. Perspektivisch soll damit zumindest ein Teil des heutigen Verbrauchs von fossiler Energie ersetzt werden. Im Gegensatz zu Strom wird mit Wasserstoff speicherbare Sekundärenergie gewonnen. Auf diese Weise kann eine zeitliche und örtliche Entkopplung zwischen Erzeugung und Verbrauch erreicht werden. Wasserstoff ist von Natur aus ein farbloses durchsichtiges Gas, die Herstellungsmethoden werden mit verschiedenen Farben charakterisiert. Wasserstoff gilt als ein Treibstoff der Zukunft im Rahmen einer möglichen Wasserstoffwirtschaft.

• Längeres Leben für Rydberg-Atome
• Experiment gewährt Einblick in Heizmechanismus der Sonnenkorona
• Laser Zentrum Hannover: Smarte Photonik im Fokus
• Kernfusion durch künstliche Blitze
• Mini-Stromgenerator aus Quantenpunkten
• FestBatt: Der nächste Schritt bei der Feststoffbatterie
• Forschungskonsortium aus Österreich und China druckt Wärmeleiter aus Graphen
• Beschichtungszentrum in Japan auf Wachstumskurs
• Die Taktgeber der Sonne
• SALD für drei Märkte
• Effizientes Dotieren der Halbleiter von morgen
• Veranstaltungen

Moderne plasmaunterstützte PVD-Technologien im Maschinen- und Komponentenbau: Moderne PVD- und CVD- Technologien eignen sich hervorragend zur Herstellung von Dünnschichtsystemen zur Funktionalisierung von Bauteiloberflächen im Anwendungsbereich Maschinen- und Komponentenbau. Diese, typischerweise Plasma- und/oder Ionen-unterstützten Vakuumbeschichtungsprozesse sind überzeugende Technologien zur Realisierung wirtschaftlicher und zuverlässiger Tribosysteme, speziell für den Anwendungsbereich Maschinenbau, Werkzeug- und Komponentenbeschichtung, indem sie sich in hoher Qualität reproduzieren lassen und für die Serienfertigung skalierbar und automatisierbar sind. Funktionelle Verschleißschutzschichten schaffen konstruktive Freiräume und neue Möglichkeiten im Bauteildesign. Dabei sorgt der Grundwerkstoff für die notwendige Festigkeit und Zähigkeit des Bauteils, während die Beschichtung gegen Verschleiß und Korrosion schützt sowie die Reibung reduziert.

Rücksichtslose Vorteilnahme durch hoch entwickelte Technik: Epimetheus wurde in der griechischen Mythologie von Gottvater Zeus die aus Lehm geformte Pandora zur Frau gegeben. Diese brachte eine Büchse mit, in der die olympischen Götter alle ihre schlechten Eigenschaften deponiert hatten. Sie sollte niemals geöffnet werden, um die darin enthaltenen Plagen nicht freizusetzen. Pandora öffnete die Büchse aus nicht genau bekannten Gründen aber doch und alle Plagen entwichen. Eine einzige positive Gabe, die Hoffnung, verblieb in der Büchse. Und so sollen Übel und Laster über die Menschheit gekommen sein und auch Krankheiten, gegen die es viele Jahrhunderte lang praktisch keine Hilfe gab. Unabhängig von diesen von oben verordneten Plagen, denen der Mensch der Vorzeit praktisch nichts entgegenzusetzen hatte, gibt es natürlich in unserer heutigen Zeit einige, an denen er selbst die Schuld trägt.

Dr. Felix ZaBka Geschäftsführer des Pulverbeschichters und Eloxierers ConceptColor zur berührungslosen Schichtdickenmessung

Herr Dr. Zabka, Ihr Unternehmen kommt ins Spiel, wenn Bauteile eloxiert oder pulverbeschichtet werden sollen.
Ja, wir veredeln Werkstücke aus Aluminium, indem wir je nach Kundenwunsch nicht nur Pulverlack auftragen, sondern durch das vorherige Aneloxieren eine ausgesprochen korrosionsbeständige Oberfläche schaffen, also eine Kombination aus Voranodisation und Pulverbeschichtung. Wir können z. B. hochwetterfeste oder Anti-Graffiti-Oberflächen realisieren. Es geht nicht nur um die große Farbvielfalt in der Pulverbeschichtung, sondern ganz gezielt um Leistungen, die Oberflächen resistenter machen.

Wie stellen Sie Ihre hohe Qualität im Beschichtungsprozess sicher?
Wir haben in den Beschichtungsprozess eine Vielzahl von Prüfinstanzen integriert. Die Qualitätsprüfung startet schon in der Warenannahme mit einer Sichtkontrolle. Beim Pulvern treten negativ geladene Pulverteilchen aus der Pistole und treffen auf das entgegengesetzt geladene Material, um einen möglichst gleichmäßigen Überzug in der gewünschten Schichtdicke zu erzielen. Unmittelbar nach der elektrostatischen Oberflächenbeschichtung wird die Schichtdicke geprüft.

Feuervergoldung in Nepal: Die Technik der Feuervergoldung ist in vielen Zivilisationen seit langem bekannt. In Nepal scheiden Handwerker Goldschichten auf Metall (z.B. Kupfer) ab, indem die auf die Metalloberfläche aufgetragene Goldamalgam-Paste erhitzt wird. Mit Hilfe von modernen analytischen Methoden wurde an der Tribhuvan Universität bei der Feuervergoldung mit einem Gold-Quecksilber Amalgam (1:4 bis 1:5 Gewichtsverhältnis) festgestellt, dass eine polykristalline Goldschicht gebildet wird. Die Porosität lag im
Submikronbereich. Die Auswirkungen der doppelten Beschichtung von Goldamalgamschichten, des Polierprozesses und der Eisenoxidbehandlung auf die Goldschicht wurden auch untersucht. Es wurde festgestellt, dass der optische Reflexionsgrad mit zunehmender Oberflächenglätte durch die doppelte Beschichtung und das Glätten zunimmt.

Zwei Stämme? In England gibt es heute, und vielleicht ist es in Deutschland genauso, zwei verschiedene Stämme. Den einen werde ich den „blauen Stamm“ nennen, den anderen den „grünen Stamm“. Beide Stämme glauben an die globale Erwärmung und an die Notwendigkeit, die CO₂-Emissionen zu reduzieren. Der „blaue“ Stamm“ besteht jedoch darauf, dass der Energiesicherheit Vorrang eingeräumt werden muss, während der „grüne“ Stamm die Reduzierung der CO₂-Emissionen als Priorität fordert. In England haben die Grünen einige Siege errungen. England verfügt über beträchtliche Erdgasreserven, die in Gesteinsschichten eingeschlossen sind und die durch sogenanntes „Fracking“ gewonnen werden könnten. Den Grünen ist es zu verdanken, dass in England kein Fracking mehr durchgeführt wird.

Welche gesellschaftlichen und ökologischen Folgen hat die E-Mobilität? Wie gehen Unternehmen mit REACh um? Wie schaffen wir die Pestizid-freie Landwirtschaft? Antworten auf solche – und ähnliche – Fragen versucht das Öko-Institut zu beantworten. Die Öffentlichkeit schiebt Phänomene wie die etwas unscharf so bezeichnete Umweltverschmutzung gerne der ebenso unscharf bezeichneten Industrie in die Schuhe und unterstellt ihr böse Absicht. So kategorisch möchte Prof. Dr. Dirk Bunke vom Freiburger Öko-Institut das nicht stehen lassen: „Die meisten Unternehmen sind guten Willens, was beispielsweise die Substitution von kritischen Stoffen anbelangt. Das Problem ist nur, die Unternehmen müssen wissen, welcher Stoff sich schädlich auswirkt und wie man es besser machen kann. An dieser Stelle kommen wir ins Spiel.“