Artikelarchiv

Zum wiederholten Male war die Tissot-Arena vor den Toren Biels Schauplatz der jährlich stattfindenden Fachtagung der Schweizerischen Gesellschaft für Oberflächentechnik (SGO). Die „Galvanotechnik“ war vor Ort und berichtet.
Die Vortragsreihe startete, nach Anmeldung und Morgenkaffee, mit dem Referat von Prof. Bojan Podgornik vom IMT Ljubljana in Slowenien, der über die Eigenschaften und Vorteile der Kombination von chemischen, elektrochemischen und physikalischen Abscheideverfahren berichtete. Konstrukteure und Ingenieure moderner Maschinen und Komponenten stehen unter höchstem Druck, die gesetzlichen Anforderungen an umweltfreundliche Leichtbaulösungen zu erfüllen, die kosteneffizient und sicher sind und alle Kundenanforderungen erfüllen. Dies zeigt sich am deutlichsten in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.

Das Z.O.G. (Zentrum für Galvano- und Oberflächentechnik Schwäbisch Gmünd) hat zur Mitglieder-Versammlung nach Böbingen an der Rems eingeladen und 35 Mitglieder + Begleitpersonen sind dieser Einladung gefolgt. Die Firma Probas Plating stellte hierfür Räumlichkeiten zur Verfügung. Das Z.O.G. sorgte für das leibliche Wohl und im Laufe des Nachmittags präsentierte Daniel Proba, Geschäftsführer und Inhaber der Probas Plating GmbH, sein Unternehmen.

Geschäftsführer Erich Arnet begrüßte die Gäste und den Oberbürgermeister der Stadt Böbingen, Jürgen Stempfle, und dankte Herrn Proba für den freundlichen Empfang in seinem Hause. Stemp e begrüßte ebenfalls die Gäste und nutzte die Gelegenheit die wirtschaftliche Situation des Standorts zu erläutern. Industriell nutzbare Flächen sind durch die geographische Lage und den nahegelegenen Flugplatz be- grenzt. Somit begrüßt er es, dass familiengeführte Unternehmen, wie die 2015 gegründete Probas Plating GmbH, Böbingen als Standort für das Werk wählten (Abb. 1).

Für die Kalibrierung taktiler Schichtdickenmesssysteme werden in der praktischen Anwendung meist Referenzfolien verwendet. Deren Messunsicherheit sollte ausreichend klein sein, da sie zur Gesamtunsicherheit bei der Schichtdickenmessung wesentlich beitragen können. Im Folgenden soll ein automatisiertes Verfahren zur Kalibrierung der Schicht- dicke von Folien vorgestellt werden, das geeignet ist, Referenznormale in gleichbleibender hoher Qualität, mit ausreichend kleiner Unsicherheit und hoher Stückzahl zu produzieren. Schwerpunktmäßig wird dabei auf wirksame Einflussfaktoren im Messprozess und deren systematische Reduzierung eingegangen, um die Messunsicherheit der Schichtdicken- angabe zu minimieren, d. h. die Qualität der Folien zu verbessern. //
Foils are often used as reference standards for the calibration of thickness measurement instruments in practical applications. The measurement uncertainty of these foils should be as small as necessary, because this uncertainty can be an essential part of the entire thickness measurement uncertainty. In the following a fully automated system is introduced which is capable to produce reference foils with a constant high quality, sufficiently small uncertainty and high quantity. The crucial point to minimize the uncer- tainty of such reference foils is the reduction of different influence factors. These factors and the respective measures for their reduction are described in detail.

Mikroverfahrenstechnische Apparate befinden sich am Übergang zum industriellen Einsatz. Oft sind sie aus dünnen, mikrostrukturierten Blechen aufgebaut. Zum Fügen eignen sich Diffusions- und Laserschweißen. Nur mittels Diffusionsschweißen können innere Querschnitte verbunden werden. Es entstehen Apparate, die Prozessdrücke von über 1000 bar ertragen. Hauptfügeparameter sind Temperatur, Fügedauer und Flächenpressung. Nachteilig ist, dass sie für jede Legierung optimiert werden müssen und stark nicht- lineare Abhängigkeiten bezüglich der Verformung auftreten. Eine gewisse Verformung ist unvermeidbar und hängt von zusätzlichen Einflussgrößen ab. Dies erschwert die Prozessbeherrschung bei Prototypen und Kleinserien. Dichtheit beim Helium-Lecktest ist ein notwendiges aber kein hinreichendes Kriterium. Kornwachstum über die Fügeebenen ist unerlässlich. Thermisch stabile Passivschichten sind hinderlich. Polymorphie begünstigt eine stoffschlüssige Verbindung. Korrosionseigenschaften können sich beim Diffusionsschweißen verschlechtern. //
Micro-process engineering devices are at the point of transition to large-scale industrial application. They are often made of thin, microstructured metal sheets. The suitable joining methods are diffusion and laser welding. Inner cross sections can only be joined by means of diffusion welding. Devices withstanding process pressures of 1000 bar are being developed. The main joining parameters are temperature, joining period and surface pressure. A disadvantage is the fact that they have to be optimized for each alloy, and strong non-linear dependencies regarding defor- mation occur. A certain degree of deformation is in- evitable and depends on additional influencing vari- ables. This complicates process control of prototypes and small series. Tightness in helium leak testing is a necessary but no sufficient condition. Grain growth across the joint plane is indispensable. Thermally stable passive layers are an obstacle. Polymorphism promotes a substance-to-substance bond. Corrosion properties can be adversely affected by diffusion welding.

Der Grundgedanke hinter der hybriden Bauteilfertigung ist die Verknüpfung der Produktionsverfahren der Umformtechnik und der additiven Fertigung. Dies ermöglicht eine effiziente und damit ressourcen- schonende Produktion bei höchster Bauteilqualität. Bei dieser Kombination werden die Vorteile beider Verfahren in den jeweiligen Geometrieelementen komplementär miteinander verbunden. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten und Vorteile. //
The basic idea behind hybrid component production is to combine the production processes of forming technology and additive manufacturing. This enables efficient and thus resource-saving production with the highest component quality. With this combination, the advantages of both processes are combined com- plementarily in the respective geometric elements. This opens up new possibilities and advantages.

Die Verfahrenstechnik der Schüttgutgalvanik wird zum besseren Verständnis in folgende Modelle zerlegt: Modell Schüttgut, Modell Schüttgutbewegung, Modell Hydrodynamik, elektrochemisches Modell, Verteilungsmodell und Kristallisationsmodell. Da- bei kann man feststellen, dass der Wissensstand der einzelnen Teilgebiete sehr unterschiedlich ist. Die Wissenslücken sind umso schwieriger auszugleichen, weil an einem optimalen Prozess viele unterschiedliche Fachleute beteiligt sind. Maßnahmen zur Prozessoptimierung der Schüttgutgalvanik sind aber schon gegeben. //
Process engineering of barrel plating for a better understanding is broken down in several models: model bulk goods, model movement of bulk goods, model hydrodynamics, electrochemical model, model of distribution and model of electrocrystallisation. The level of education for the several models is very dif- ferent. Process optimization is difficult because many experts are involved. The fundamental possibilities for process optimization are given.

Im Rahmen der industrienahen Dienstleistungen des Instituts für Strategische Technologie und Edelmetalle (STI) nehmen die Charakterisierung und Lebensdaueruntersuchungen an ultradünnen Edelmetall-Funktionsschichten einen immer breiteren Raum ein, da die (selektive) Präzisionsveredelung von Kleinst- bzw. Mikrobauteilen in anspruchsvollen Branchen wie beispielsweise der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- oder Medizintechnik hohe Anforderungen an die Schichtqualität, -haftung und -aufbau über den gesamten Lebenszyklus des Bauteils stellt und gleichzeitig aus Kostengründen die Verwendung möglichst geringer Edelmetallanteile wünschenswert ist, sei es durch selektive Auftragung oder die Aufbringung von ultradünnen Schichten. Im vorliegenden Beitrag werden die am STI zur Verfügung stehenden Möglichkeiten zur Charakterisierung und Lebensdaueruntersuchung am Beispiel von ultradünnen Schichten vor- gestellt und diskutiert. //
Within the scope of the industry-related services of the Institute for Strategic Technology and Precious Metals (STI), the characterization and lifetime investigations of ultra-thin functional layers of precious metals are becoming more and more important, as the (selective) precision refinement of very small and very small metal layers is becoming more and more im- portant. Microcomponents in demanding industries such as automotive, aerospace or medical technology place high demands on layer quality, adhesion and structure over the entire life cycle of the component and at the same time, for cost reasons, the use of the lowest possible precious metal content is desirable, either by selective application or the application of ultra-thin layers. This paper presents and discusses the possibilities available at the STI for characterization and lifetime analysis using the example of ultrathin layers.

Neues aus der Fachwelt
Aus den Unternehmen
Wichtiges in Kürze
Tagungen, Ausbildungen, Fachmessen

Auf der Seite 1788 dieses Heftes finden Sie eine Grafik,
die den stets größer und dichter werdenden Club der Unicorns darstellt. Als der Begriff auf dem diesjährigen Ulmer
Gespräch (ab Seite 1788) fiel, kannte ich ihn nicht und
zuhause musste ich googeln. Falls Sie es auch nicht wissen:
Unternehmen, die schon vor ihrem Börsengang mit einer
Milliarde US-Dollars und mehr bewertet sind, nennt man
so. Gradmesser ist nicht der Aktienkurs sondern der Verlauf von Verkaufsrunden, sprich wie viel Risikokapitalgeber bereit sind, für Anteile des Start-ups zu bezahlen.


Im hochindustrialisierten Bereich Europas, den Staaten der EG und der EFTA, leben ins- gesamt 350 Millionen Menschen. Das ist sicherlich der größte Wirtschaftsblock und der größte, in Zukunft hoffentlich geschlossene Markt verbunden mit wachsendem politischem Gewicht. 1987 wurde die „Einheitliche Europäische Akte“ (EEA) beschlossen, die Grundlage für den einheitlichen europäischen Markt (1992) ohne interne Grenzen, d.h. freie Bewegungen für Güter, Personen, Dienstleistungen und Geld zwischen den beteiligten Staaten. Im Artikel 100 dieser Akte ist
festgelegt, daß eine Angleichung von Rechtsbestimmungen und Regularien erreicht wer- den soll. Als Vorteile dieses einheitlichen Marktes sollen 175-255 Millionen ECU durch ökonomische Vorteile eingespart werden können, zwei bis fünf Millionen neue Arbeits- plätze entstehen, das Bruttosozialprodukt um fünf Prozent ansteigen und Einsparungen von bis zu 40 Milliarden in den öffentlichen Haushalten möglich sein.

Anliegen dieses Artikels ist es zu zeigen, daß bei speziellen Anforderungen hinsichtlich Qualität und Durchsatzleistung sowie Abwasserproblematik in der Produktionspraxis eine technologische Grundlagenuntersuchung des Einsatzes von Hochleistungselektrolyten erforderlich ist. Sie ist die Voraussetzung für eine sichere Beherrschung der galvanischen Abscheidung und erbringt gleichzeitig einen Gewinn an praktischen Erfahrungen.
Die Untersuchung erstreckt sich auf eine Reihe von Parametern, die bei der Entwicklung und dem Aufbau einer Messing-Strecke in der Münze Berlin erprobt wurden. So sind unter anderen die Wirkungen des pH-Wertes, der Einfluß von Natriumcyanid, Kalium-Natriumtartrat und Ammoniak ermittelt worden. Zusätzlich wurden katalytisch wirkende Substanzen eingesetzt. Zur Schichtverbesserung sind auch Kornverfeinerungsmittel und Glanzzusätze in die Untersuchungen einbezogen worden.
Die gemachten Erfahrungen werden in den folgenden Punkten beschrieben.

1 Einleitung


Die Oberflächeneigenschaften eines Dekor- teils lassen sich unabhängig von den Volumeneigenschaften einstellen, wenn auf das Teil eine entsprechende Beschichtung auf- gebracht wird. Mit einer solchen Funktionsaufteilung können einerseits preiswerte, leicht zu bearbeitende Werkstoffe Verwendung finden, andererseits ist es möglich, hohe Ansprüche z. B. an die Korrosionsbeständigkeit oder den Verschleißschutz zu stellen. Daher stehen Beschichtungen aus Hartstoffen im Mittelpunkt des Interesses, die sich mittels plasmagestützter Verfahren im Vakuum mit vielfältigen Farbgebungen auf Dekorteilen abscheiden lassen. Nachfolgend wird anhand von Beispielen dieses Beschichtungsverfahren beschrieben. Besonderen Raum nimmt dabei die Darstellung der Korrosion von PVD-beschichteten Teilen ein.

Abgeschlossen im November 1991

Die vorliegende Zusammenstellung der Normen für das Gebiet der Oberflächentechnik ist erstmalig 1980 hier an dieser Stelle er- schienen. Sie wurde dann jeweils in etwa zweijährigem Abstand auf den neuesten Stand gebracht. Die letzte Ausgabe [1] liegt dagegen bereits vier Jahre zurück. Der Grund hierfür ist im wesentlichen darin zu sehen, daß der bisherige Verfasser vorzeitig in den Ruhestand getreten ist und die vorhandenen Unterlagen neu gesichtet und aktualisiert werden mußten. Für die Möglichkeit, die Unterlagen übernehmen zu können, bin ich sehr dankbar und das nicht nur wegen der dadurch gegebenen Kontinuität gegenüber den bisherigen Ausgaben.

1 Definition und Abgrenzung des Begriffes Ätzen

Es ist anzunehmen, daß man schon in vorgeschichtlicher Zeit mit Essig oder mit sauren Pflanzensäften aus Blüten oder Früchten (Wein-, Oxal-, Äpfel- und Gerbsäuren) ätzte [1]. Um 250 bis 100 v.Chr. finden sich Ätzungen auf eisernen Waffen, wie Lanzen und Schwertscheiden, sowohl im Norden als auch im Elsaß und der Schweiz.
Unter Ätzen verstand man ursprünglich das Abtragen eines Werkstoffs durch Einwirkung einer reaktiven Flüssigkeit auf nichtmechanischem Wege und ohne äußere Stromquelle. In Abb. 1 sind die charakteristischen Merk- male dieses Fertigungsverfahrens herausgearbeitet.

1 Einleitung

Galvanisch abgeschiedene Schichten aus Chrom und Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen dienen der Oberflächenveredelung von Werkstücken und Materialien. Während bei der Verchromung oft nur dekorative Zwecke verfolgt werden, sollen die Eisen-Chrom-Nickel-Legierungsschichten vornehmlich die Korrosionsbeständigkeit der Werkstücke er- höhen.
Verchromungsbäder auf Cr(VI)-Basis werden bereits seit etwa 1922 kommerziell genutzt. Allerdings weisen diese Bäder eine Reihe von Nachteilen, wie hohe Toxizität, niedrige Stromausbeute und schlechte Streu- und Deckfähigkeit auf. Versuche, Chrom und Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen aus Cr(lll)- haltigen Bädern abzuscheiden, werden schon seit längerer Zeit unternommen. Die Laboruntersuchungen dazu wurden in verschiedenen Übersichtsartikeln beschrieben [1,2,3,4], bisher wurden jedoch nur wenige technisch nutzbare Bäder entwickelt.


1 Einleitung

Zu den Edelmetallen werden die Elemente Gold (Au), Silber (Ag), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Osmium (Os), Iridium (Ir) und Platin (Pt) gezählt.
Die Edelmetalle tragen die Bezeichnung „edel“ aufgrund ihrer besonderen chemischen Eigenschaften: Sie sind je nach chemischer Umgebung relativ reaktionsträge, woraus ihre chemische Beständigkeit resultiert. Dennoch kann jedes Edelmetall unter geeigneten Bedingungen recht leicht chemisch angegriffen werden. So geht z. B. das so edle Gold in Königswasser in Lösung, das Osmium - als Extremum - verflüchtigt sich bereits unter Einwirkung des Luftsauerstoffes bei Raumtemperatur als Osmiumtetroxid.
Die Edelmetalle werden nicht nur wegen ihrer chemischen Resistenz geschätzt, sondern auch aufgrund ihrer besonderen physikalischen Eigenschaften, wie Farbe, hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie niedriger Kontaktwiderstand, so daß sie für dekorative und technische Anwendungen ihren besonderen Stellenwert haben.

Chancen und Prosperität eines jeden Unternehmens hängen davon ab, ob sein Angebot gefragt ist. Damit dem so ist, reicht es nicht aus, daß Produkte oder Dienstleistungen geeignet sind, ein Marktbedürfnis zu befriedigen. Sie müssen auch in geeigneter Form dort angeboten werden, wo man sie benötigt.

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