Artikelarchiv

Prof. Dr. A.F. Bogenschütz zum 70. Geburtstag gewidmet

1 Einleitung

Beschleunigte Veränderungen des technischen, ökonomischen und sozialen Umfeldes vieler industrieller Bereiche führen zu einem wachsenden In- novationsdruck, kürzeren Produktlaufzeiten und oft zu einer höheren Komplexität der Fertigungsprozesse. Auch hier gelten die Darwinschen Prinzipien der Evolution, Abwandlung, Wettbewerb und Auslese [1]. Ein eindrucksvolles Beispiel liefert die Elektronik. Sie wird beherrscht vom Trend zur Miniaturisierung, d. h. von der Optimierung des Quotienten aus Funktionseinheiten und Flächeneinheiten. Diese Miniaturisierung betrifft alle für die Elektronik relevanten Fertigungstechnologien und damit natürlich auch die Galvanotechnik. Für den Bereich der Mikroelektronik bedeutet dies, die Galvanik muß sich von hohen Quantitäten an Chemiedurchsatz zu hohen Qualitäten bezüglich der Produkte und Prozesse, sprich hoher Präzision, weiterentwickeln. Präzision bedeutet aber Genauigkeit und Sorgfalt. In den folgenden Bei- spielen wird aufgezeigt, wie die Anforderungen aus den Anwendungen der Mikroelektronik den Weg zur Präzisionsgalvanik vorgeben und nachhaltig beeinflussen.

Unter dem Dach des ZVO (Zentralverband Oberflächentechnik e.V.) starten die Branchen der Galvano- und Oberflächentechnik mit einer neuen und effektiven Struktur ihrer Verbände in das nächste Jahrtausend. Der ZVO sowie die ZVO Service-GmbH wurden am 11. November 1999 in München von den Vorständen des Fachverbandes Galvanotechnik im ZVEI, der Gütegemeinschaft Galvanotechnik (GGG) und der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik (DGO) gegründet. Der Sitz des Verbandes ist Düsseldorf. Der Bundesinnungsverband der Galvaniseure, Graveure und Metallbildner (BIV) hat Antrag auf Vollmitgliedschaft gestellt.
Mit diesem Schritt sind die Weichen für die Neuausrichtung unserer Verbände gestellt. Das neue, gemeinsame Konzept der Branchenvertretungen ermöglicht es uns, dem Strukturwandel unserer Industrie, der Globalisierung und Europäisierung der Märkte sowie dem Konzentrationsprozeß im Zuliefer- und Anwenderbereich unserer Branche erfolgreich zu begegnen.

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Ergebnis der Auswertung hinsichtlich der Königswasser- und Ammoniumnitrat-Extraktion anhand der Datenbank TRANSFER

Die ad-hoc-AG „Schwermetalltransfer Boden- Pflanze“ (AGBP) der Bund/ Länderarbeitsgemeinschaft Bodenschutz {LABO) hat zur Gefahrenbeurteilung schwermetallbelasteter Böden Prüf- und Maßnahmenwerte für den Pfad Boden/Pflanze vorgeschlagen. Durch Vergabe von begleitenden Forschungsvorhaben, den Aufbau einer Datenbank und Mitarbeit in der ad-hoc-AG hat das Umweltbundesamt wesentliche Beiträge geleistet. Die Vorschläge wurden auf der Basis zahlreicher Daten zum Schwermetalltransfer Boden/ Pflanze und von Vorgaben über höchste zulässige Konzentrationen in der Pflanze erarbeitet.
Die relevanten Schutzgüter für die Ableitung schutzgutbezogener Prüf-/ Maßnahmenwerte für Acker- und Grünlandflächen sind
- die Vermarktungsfähigkeit/ Verwertbarkeit von Lebens- bzw. Futtermitteln zum vorsorgenden Schutz der menschlichen Gesundheit - die Gesundheit der Pflanzen.

Lack- und Beschichtungsmittel-Produktion - ein Bericht über die Firma Mankiewicz

1 Allgemeines


Oberflächentechnik und Umweltschutz sind zwei untrennbar miteinander verbundene Bereiche der modernen Technik. Meist werden sie jedoch einseitig und getrennt betrachtet, insbesondere aus der Sicht des Vorschriften- und Grenzwertwesens, dem der Oberflächentechniker zu entsprechen hat, falls er nicht juristische Schritte der zuständigen Behörden, ggf. sogar Betriebsschließung riskieren will. Andererseits würde unsere moderne Technik zusammenbrechen, wenn nicht dank ober- flächentechnischer Verfahren die Voraussetzungen dafür verfügbar wären.
Der durch Lackierungen und ähnliche Beschichtungen bewirkte Korrosionsschutz verlängert die Haltbarkeit bzw. Nutzungsdauer von Metallbauteilen im Durchschnitt etwa um das 13-fache. Umgekehrt müßte bei Verzicht auf solche Korrosionsschutzmaßnahmen die 13-fache Stahlmenge produziert werden! Neben der Ressourcenschonung wurden viele technische Leistungen, z. B. im Stahlhochbau, Schiffsbau, in der Luft- und Raumfahrt u. V. a. erst durch einen sicheren Korrosionsschutz möglich. Bezahlbar werden derartige Verfahren durch die mit den ökologischen Verbesserungen gleichzeitig erreichten ökonomischen Erfolge.

Informations-Veranstaltung des Fraunhofer Demonstrationszentrums Produktkreisläufe am 6. Juli 1999 in Berlin

Die Ziele des Umweltschutzes haben sich im Laufe der Zeit deutlich gewandelt: Aus der Reparatur-Strategie ist heute eine Konstruktions-Strategie geworden. Da die Produktion technischer wie anderer Güter immer einen Einfluß auf die Umwelt hat, ging es zunächst darum, entstehende Schadstoffe und Abfälle zu beseitigen. Bald entwickelte sich daraus das Ziel der Verwertung durch Stoff-Recycling - Produktions-Kreisläufe. Inzwischen führen insbesondere die immer kürzeren Entwicklungszyklen moderner technischer Produkte zur Einsicht, daß deren mögliche Wiederverwendung einen weiteren sinnvollen Weg bietet, die Umwelt zu entlasten und Kosten zu sparen - Produkt-Kreisläufe.
Die Fraunhofer-Gesellschaft hat sich dieser Thematik angenommen über den Weg des Fraunhofer Demonstrationszentrums Produktkreisläufe und in einem Informations- Workshop der Wirtschaft die vorliegenden Erfahrungen, Ergebnisse und Ideen offeriert, deren Nutzung zu einer rascheren Umsetzung dieser Strategie beitragen kann.

1 Einführung

Am 1. März 1999 ist das Bundesbodenschutzgesetz (künftig BbodSchG) in Kraft getreten. Es regelt bundeseinheitlich den Schutz des Bodens. Vorher hat es nur in wenigen Bundesländern entsprechende Landesgesetze gegeben; sonst war das allgemeine Ordnungsrecht, das Abfallrecht, das Wasserrecht, das Immissionsschutzrecht und das Naturschutzrecht einschlägig.
Auf alle Fälle stellt das Bundesbodenschutzgesetz eine bedeutende Materie nicht nur für Behörden und Gerichte dar, sondern auch für Unternehmen, die Bodenverunreinigungen hervorgerufen haben bzw. künftig nachteilig auf Böden einwirken, weiter für Grundstückseigentümer.
Das Bundesbodenschutzgesetz führt zu mehr Rechtssicherheit, begründet aber auch neue Pflichten zur Altlastenbeherrschung und zu Vorsorge gegen Bodenbelastungen.

Wasser und Abwasser kostet Geld. Diese Erkenntnis hat sich mit der zunehmenden Durchsetzung der EU-Gesetzgebung auch in den Staaten durchgesetzt, die es bislang mit der Einhaltung der international anerkannten Grenzwerte nicht so genau nahmen.
Daraus folgt logischerweise, daß die Abwasservermeidung Geld spart. Dies geschieht durch Wasser- und Wertstoff-Recycling aus Abwasser. Die dazu erforderlichen Anlagen amortisieren sich in kurzer Zeit, im allgemeinen um so schneller, je höher der Wasserverbrauch Ist.

Schnelligkeit ist in. Moderne Elektronik macht's möglich. Die Galvanobranche liefert die Basis dafür. Auch die Elektrotechnik erobert neue Dimensionen, der Transrapid wird - dank grüner Politikvielleicht nicht bei den Deutschen - weitere Bereiche erobern. Auch daran hat die Oberflächentechnik ihren Anteil. Die Bahn löst nicht nur das Auto, sondern inländisch z. T. bereits das Flugzeug ab und wirbt um den Unternehmer mit neuen Möglichkeiten, die auch sein Geschäft beflügeln sollen - „wozu noch das umweltbelastende Automobil?“, so gleich die Folgerung der grünen Seite. Und da Schnelligkeit Gewinn bedeutet, sucht man durch die Vielfalt elektronisch möglicher Kalkulatorik den höchsten Pro- fit zu erwirtschaften. Der Bürger wie die Sekretärin buchen die Verbindungen vom bequemen heimischen oder Schreibtisch-Sessel per Internet online - theoretisch.

Informationen zu Mikrofabrikationstechniken; von G. Ernst, Dresden

1 Allgemeines

Die gegenwärtig zu verzeichnende schleppende Überführung von Forschungsergebnissen in industriell gefertigte und am Markt erfolgreiche Produkte der Mikrosystemtechnik hat ihre Ursache in fehlenden Fertigungseinrichtungen, Um diesem Tempoverlust entgegenzuwirken, ist eine schnellstmögliche Abstimmung zu einheitlichen mechanischen und informationstechnischen Schnittstellen der Ausrüstungen erforderlich. Dadurch wird die Entwicklung von untereinander kompatiblen Fertigungsgeräten auf breiter Front möglich. Außerdem gestattet eine abgestimmte Fertigungsumgebung kleinen und mittleren Unternehmen eine uneingeschränkte Fertigungskooperation und damit eine schnellere und einfachere Einführung neuer
Produkte.

Informationen zu Mikrofabrikationstechniken; von G. Ernst, Dresden

1 Allgemeines

Die gegenwärtig zu verzeichnende schleppende Überführung von Forschungsergebnissen in industriell gefertigte und am Markt erfolgreiche Produkte der Mikrosystemtechnik hat ihre Ursache in fehlenden Fertigungseinrichtungen, Um diesem Tempoverlust entgegenzuwirken, ist eine schnellstmögliche Abstimmung zu einheitlichen mechanischen und informationstechnischen Schnittstellen der Ausrüstungen erforderlich. Dadurch wird die Entwicklung von untereinander kompatiblen Fertigungsgeräten auf breiter Front möglich. Außerdem gestattet eine abgestimmte Fertigungsumgebung kleinen und mittleren Unternehmen eine uneingeschränkte Fertigungskooperation und damit eine schnellere und einfachere Einführung neuer Produkte.

1 Einleitung

Bei der Realisierung von Mikrosystemen spielt die Nutzung von spezifischen Materialeigenschaften vielfach noch eine untergeordnete Rolle. Da die Mikrostrukturierung einen hohen Aufwand erfordert, werden zumeist Werkstoffe eingesetzt, bei denen bereits ein umfangreiches Know-how existiert (z.B. Strukturierung von Silizium) oder deren Formgebungsverhalten die Verwendung bzw. Anpassung konventioneller Formgebungsverfahren erlaubt (z.B. Spritzguß von Kunststoffen). Die Palette der eingesetzten Werkstoffe umfaßt daher im wesentlichen die Materialklasse Kunststoff sowie einige ausgewählte Metalle. Die Schlüsselrolle, die Werkstoffe bei der Realisierung von innovativen Produkten im makroskopischen Bereich einnehmen, sollte aber auch bei den Mikrosystemen gegeben sein, da in der Mikrosystemtechnik unterschiedlichste Elemente der Mikromechanik, Mikrooptik, Mikrofluidik, Mikroelektronik usw. zu einem kompakten Gesamtsystem zu integrieren sind [1]. Die Mannigfaltigkeit der dabei zu kombinierenden Funktions- einheiten läßt erwarten, daß sie sich nur ein- geschränkt mit einem einzigen Werkstoff ver- wirklichen läßt. Vielmehr sollte das Potential einer solchen Integration erst dann voll ausgeschöpft werden können, wenn durch die hybride Kombination von Werkstoffen auch die Materialeigenschaften den individuellen Erfordernissen angepaßt werden.

Nach einer Studie, die in diesem Jahr vom baden-württembergischen Wirtschaftsministerium vorgelegt wurde, ist in der Mikrosystemtechnik in Deutschland zwar kein rasantes, aber ein kontinuierliches Wachstum zu erwarten. Soweit nicht die Techniken der Halbleiterindustrie bzw. der Siliziumtechnik eingesetzt werden, ist der Forschungs- und Entwicklungsanteil auch bei den Unternehmen, die heute schon mikrosystemtechnische Produkte am Markt haben, noch vielfach hoch und die Zu- bzw. Mitarbeit von Gruppen aus Universitäten oder Forschungseinrichtungen ist erforderlich.

1 Dünne Hartstoffschichten in der Tribologie heute

Dünne Schichten werden mit sogenannten Teilchenbeschichtungsverfahren auf die jeweiligen Substrate aufgebracht. Dabei haben diese atomar oder submikroskopisch arbeitetenden Methoden gegenüber anderen Beschichtungsverfahren für funktionelle Oberflächen im Maschinenbau stets relativ kleine Abscheideraten, die in vertretbarer Zeit nur geringe Schichtdicken ermöglichen. Dem steht gegenüber, daß sich auf diese Weise Schichteigenschaften mit sehr hoher Verschleißresistenz erzeugen lassen. Daneben sind diese Schichten jedoch immer dadurch gekennzeichnet, daß ihre Eigenschaften keine konstanten Größen sind, sondern durch das Beschichtungsverfahren, die Geometrie von Anlage und Bauteil, die Prozeßführung und die erzeugte Schichtdicke in weiten Grenzen variiert werden. Es ist also eine Entwicklungstätigkeitnotwendig, um ein funktionelles Schichtsystem für einen bestimmten Einsatzfall abzustimmen.

Curriculum vitae von
Prof. Dr. Heinz Dimigen

Curriculum vitae von Dr. Günter Brauer

Am 22. September 1999 verabschiedete das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST seinen langjährigen Leiter und Mitbegründer Prof. Dr. Heinz Dimigen. Sein Nachfolger, Dr. Günther Bräuer, zuvor Entwicklungsleiter bei Leybold Systems, ist bereits seit dem 1. Juli im Amt.

Auch die Lackiertechnik kann aus der Anwendung numerischer Berechnungsprogramme zur Simulation von Strömungsvorgängen großen Nutzen ziehen. Weiterentwicklungen in Bezug auf neue physikalische Modelle, effizientere Rechenalgorithmen und nicht zuletzt die ständige Verbesserung der Rechnerleistungen erlauben es mittlerweile, auch praxisrelevante Strömungen mit ausreichender Genauigkeit und in angemessener Zeit auf PCs zu berechnen.

Im Interesse einer emissionsarmen Lackierung gewinnen wäßrige Beschichtungsstoffe sowie Pulverlacke zunehmend an Bedeutung, sowohl durch die stark bis vollständig reduzierten Anteile an Lösemitteln als auch durch die verbesserte Applikationstechnik.
Bei der Umstellung von konventionellen Lacksystemen hin zu emissionsarmen Beschichtungsstoffen werden in erster Linie Maßnahmen direkt in der Applikation und in der Lack- zu- und -rückführung vorgenommen. Dabei sind die Anlagen für die Trocknung sowie Vernetzung der neuentwickelten Systeme meist nicht den geänderten Prozeßbedingungen angepaßt. Der Trocknungsprozeß ist dann aber oft das langsamste Glied in der Prozeßkette.