Artikelarchiv

Der nachstehende Beitrag war Bestandteil des Vortragsprogrammes im Rahmen des EAST-Forums 1999 am 28. Mai 1999 in Schwäbisch Gmünd

1 Introduction

Magnesium is the lightest of all the commonly used metals. For example a magnesium part weighs only 23 % as much as the same part in steel and 64 % than the same part made in aluminium, thus it’s very attractive for applica- tions in transportation (Fig. 1). With the dramatically increased emphasis on weight reduction, magnesium is receiving much attention as a material for use on next-generation automobiles, especially by using a casting approach (rab. 1).
Magnesium is produced from sea water, brines, and magnesium-bearing minerals, which gives it a virtually unlimited supply of more reserves.

1 Einleitung


Die Bedeutung technischer Oberflächen wird in zunehmenden Maße durch die stetige Weiterentwicklung im Stahl- und Maschinenbau geprägt, bei der insbesondere hohe Anforderungen an die chemische und mechanische Beständigkeit eingesetzter Bauteile gestellt werden. Daher besitzt der Einsatz galvanisch abgeschiedener Reinnickelschichten aufgrund der korrosions- und verschleißmindernden Wirkung des Werkstoffs Nickel bei der Veredelung von im allgemeinen preiswerten Basismaterialien eine zunehmende wirtschaftliche Bedeutung. Darüberhinaus finden Dicknickelschichten mit Schichtstärken von 1bis10mmimReparaturwesenVerwendung. Beschädigte oder verschlissene Bauteile werden dabei durch galvanische Verfahren, im allgemeinen unter Einsatz von Nickelsulfamatelektrolyten, mit einer ausreichend dicken Nickelschicht versehen. Solche Dicknickel- schichten können die exakte Kontur der ursprünglichen Oberfläche nicht nachbilden. Deshalb muß im Anschluß an die Beschichtung die geforderte Geometrie durch spanen- de Bearbeitung wiederhergestellt werden.

Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Mitglieder

die Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik DGO veranstaltet in diesem Jahr zusammen mit der Nederlandse und Beigische Vereniging voor Oppervlaktetechnieken van Materialen VOM eine gemeinsame Dreiländertagung. Sie eröffnet über Ländergrenzen hinweg die Möglichkeit zum gegenseitigen Kennenlernen und Erfahrungsaustausch. Gerade im Hinblick auf ein zusammenwachsendes Europa wird dem grenzüberschreitenden Gedankenaustausch eine bedeutsame Rolle zukommen.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Bericht zu den Dechema Jahrestagungen vom 27. bis 29. April 99 in Wiesbaden

Auch die diesjährigen Dechema-Jahrestagungen erhielten sehr viel Zuspruch. Mehr als 2000 Fachbesucher interessierten sich für das umfangreiche Programm. Insgesamt wurden mehr als 500 Beiträge innerhalb der neun Fachtreffen angeboten.
Etwa 90 Vorträge und Poster wurden speziell dem Thema Umweltschutz gewidmet. Aber auch in den übrigen Fachtreffen, z.B. Biotech- nologie, Reaktionstechnik, Membrantechnik, Brennstoffzellen, Sicherheitstechnik, wurden technologische Ansätze für umweltfreundliche Prozesse, Energie- und Ressourceneinsparung vorgestellt.
Im Fachtreffen Umwelttechnik lagen die Schwerpunkte auf integriertem Umweltschutz und Kreislaufwirtschaft, Vermeidung und Zerstörung toxischer Stoffe in Luft, Wasser, Abfällen und Boden. Beispiele erfolgreicher Entwicklungen wurden vorgestellt und die Anforderungen der Praxis, z.B. Verbesserung der Kosten/Nutzen-Relation, Anpassung der Technik an veränderte Abfall- und Stoffströme sowie Anforderungen des Exportmarktes aufgezeigt.
Im Folgenden werden einige interessante Beiträge aus dem Bereich Umweltschutz vorgestellt.

Die thermische Zersetzung von Schadstoffen, die aus Produktionsfaktoren emittiert werden, ist sicher nur die zweitbeste Lösung. Grundsätzlich sollte man, wann immer möglich trockenen, kaltarbeiten- den Verfahren den Vorzug geben. Es gibt allerdings Anwendungen, die für solche Verfahren nicht in Frage kommen und bei welchen die thermische Umsetzung der Schadstoffe sicherlich die bessere Wahl ist. Die hohen Kosten für thermische Nachverbrennungssysteme sind aber dann ein Problem, wenn es sich um kleine oder mittlere Anwendungen handelt. Für solche Fälle wurde nach einer Lösung gesucht, die im Bereich bis 2.000 Norm m^3/h Investitionskosten von weniger als DM100.000,- verursacht. Die Lösung wurde in der Konzeption einer kompakten Baureihe von Nachverbrennungssystemen gefunden. Die Baureihe Clean-Air-Bloc Type Cab/TNV bietet je nach Größe für Investitionskosten zwischen DM 30.000,- bis DM 90.000,- die Möglichkeit, Schadgasströme mit einem Volumen zwischen 200 und 2000 m^3/h zu behandeln.

ln ihrer 3. Sitzung 1998 hat die Kommission Bewertung wassergefährdender Stoffe (KBwS) beim Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BUM) für die in Tab. 1 aufgeführten Stoffe die betr. Wassergefährdungsklassen bestätigt, umgestuft bzw. neueingestuft.

Internationaler Methodenvergleich

Luftverunreinigungen wie Schwefel- und Stickstoffverbindungen sowie Schwermetalle werden durch trockene und nasse Deposition aus der Atmosphäre ausgeschieden. Deposition nennt man sowohl das Auswaschen der Luftverunreinigungen aus der Atmosphäre durch den Niederschlag (nasse Deposition) als auch die Abscheidung oder Reaktion auf bzw. mit Oberflächen (Wasser, Boden, Vegetation). Die deponierten Stoffe können dabei unterschiedliche Wirkungen hervorrufen. Während z.B. Schwefel- und Stickstoffkomponenten zur Versauerung bzw. Eutrophierung der betroffenen Umweltmedien beitragen können, steht bei den Schwermetallen die Bioakkumulation im Vordergrund. Als chemische Elemente können Schwermetalle nicht abgebaut werden, sondern reichern sich in verschiedenen Umweltbereichen an, können dort direkte schädigende Effekte hervorrufen bzw. in die Nahrungskette gelangen.

Bericht des Bundesumweltministeriums über die Notwenigkeit der Festlegung zusätzlicher Regelungen

Die erstmalige Festlegung von Grenzwerten
für organische Schadstoffe (Dioxine/Furane,
polychlorierte Biphenyle sowie Summe der
halogen-organischen Verbindungen) im Klärschlamm war ein Schwerpunkt der Neufassung der Klärschlammverordnung {AbfKlärV) vom 15. April 1992. Dieser Verordnungsnovelle der Bundesregierung, die die Klärschlammverordnung vom 25. Juni 1982 ablöste, hatte der Bundesrat nach Maßgabe von Änderungen am 29. November 1991 zugestimmt.
Angesichts der seinerzeit noch vergleichsweise geringen Kenntnisse über die Relevanz
organischer Schadstoffe im Klärschlamm
hat der Bundesrat neben seiner Zustimmung
zur Neufassung der Klärschlammverordnung
durch die folgende Entschließung das Bundesumweltministerium um ergänzende Prüfungen hinsichtlich der Festlegung von Vorgaben für organische Schadstoffe in Klärschlämmen und Aufbringungsflächen gebeten. 


An einem Beispiel aus der Praxis wird die Umsetzung der Forderungen des Umweltschutzes, der Technologie und der Zeitwirtschaft in Bezug auf die Reinigung von Metallteilen auf- gezeigt. Überwiegend unbeeinflußbare Arbeitsabläufe bei
komplexen Produktionssystemen - hier gibt die Maschine den Takt an - sollten auch für eine leistungsgerechte Entgeltfindung kein Hindernis darstellen.
Die Umstellung auf wäßrige Medien bei der Teilereinigung bedeutet - für das in diesem Artikel beschriebene metallverarbeitende Werk - höhere Reinigungsqualität und mehr Umweltschutz bei gleichzeitig höherer Leistung.

In der industrialisierten Welt wird soviel Abwasser und Abfall produziert, daß die Entsorgung uns vor immer größere Probleme stellt. Die steigenden Kosten für Frischwasser so- wie der Anstieg der Abwasserabgaben veranlaßt deshalb immer mehr Betriebe, ihre Produktionsweise in der Art umzustellen und
dafür zu sorgen, daß weniger Abwasser entsteht sowie auch bei den Verfahren der Abwasserbehandlung darauf zu achten, daß hier die Rückgewinnung der Wässer Vorrang hat. Das combiFix-Verfahren bietet hier gute Möglichkeiten, die natürlichen Ressourcen zu schonen und die Wässer wiederzuverwenden sowie gleichzeitig Betriebskosten zu senken.

Umweltbewußtsein ist in den reichen Nationen inzwischen tief verwurzelt. Milliardenausgaben wurden aufgrund politischer Vorgaben und Beschlüsse wie z. B. in Rio veranlaßt. Die Wirtschaft hat den Aufwand größtenteils verkraftet, daraus z. T.
neue Geschäftsfelder entwickelt. Wenn man den Statistiken Glauben schenken darf, so wurden tatsächlich die natürlichen Ressourcen weniger belastet und unsere Luft wie die Gewässer sauberer. Kostendruck und Anforderungen steigerten die Innovation zur Entwicklung saubererer Systeme.

Laserstrahlen lassen sich auf kleinstem Raum fokussieren und in kleinsten Zeitintervallen pulsen. Diese hervorragende Eigenschaften machen den Laser zum universalen Werkzeug von der Produktion bis zur Medizin - stark genug, um Stahl zu durchbohren und sanft genug, um Augen zu operieren. Diodenlaser - die kleinsten und jüngsten Varianten der Laserfamilie - liefern Leistungen im Milliwattbrreich, die zwar für Anwendungen in der Unterhaltungsindustrie ausreichen, nicht aber in der Materialbearbeitung. So entstanden Hochleistungsdiodenlasen. Diese haben den konventionellen Ges- und Festkörperlasern viel voraus: Sie erzielen einen bis zu 10 mal höheren Wirkungsgrad, sind 100 mal kleiner, erheblich kostengünstiger, sehr zuverlässig und langlebig. Diese Vorteile bieten faszinierende Perspektiven: Solche kompakten Laser können als Universalwerkzeug optimal in die Fertigungstechnikintegriert werden - bisher scheiterte das allein an der Größe der Laseranlagen. Der Übergang von konventionellen Lasersystemen zu Diodenlasern stellt nach Ansicht von Prof. Reinhart Poprawe, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen, eine Revolution in der Lasertechnik dar, vergleichbar mit dem Sprung von der Radioröhre zum Transistor in der Unterhaltungselektronik.

Die Oberflächentechnik war in der Vergangenheit und ist auch in der Zukunft ein ständiger Begleiter in der Telekommunikation. Ob wir hierbei an die vielen versilberten, verzinnten, verbleizinnten und verkupferten Massenteile aus der alten Relais-Technik zurückdenken oder an die bisher gefertigten Millionen von Quadratmetern an Leiterplatten für die moderne Telekommunikation mit all den damit verbundenen Oberflächentechniken wie:
• Chemische Durchkontaktierung;
• Leiterbahnaufbau in Kupfertechnik;
• Löt- und Umschmelzschichten in Zinn und Blei-Zinn;
• Nickel-Gold- bzw. Palladiumschichten für SMD-Technik.

1 Einleitung

Der Fertigung und dem Einsatz von Produkten der Mikrosystemtechnik (MST) wird für das nächste Jahrhundert eine ähnlich weitreichende Bedeutung in Industrie und privatem Umfeld vorausgesagt wie man sie heute von der Mikroelektronik her kennt. Aktuelle Marktanalysen prognostizieren für Produkte mit bereits entwickelten Mikrokomponenten eine Verdreifachung des weitweiten Marktvolumen in den nächsten fünf Jahren auf über 70 Mrd. DM [1]. Zusätzlich wird eine in- direkte Wirkung der Miniaturisierung auf verwandte Technologiebereiche aufgrund des branchenübergreifenden Einsatzes der MST erwartet. Der Erfolg der MST wird mit der optimalen Kombination ökonomischer und ökologischer Vorteile, nämlich mit sowohl niedrigen Stückkosten, Multifunktionalität, Sicherheit und Erschließung neuer Märkte als auch mit kleinen Abmessungen und Gewicht sowie niedrigem Material- und Energieverbrauch begründet.

Am 16. Juli ging durch die Presse die Mitteilung über die Fusion zwischen Hoechst AG und Rhöne-Poulenc zum neuen Unternehmen Aventis, womit der größte Anbieter der Welt auf dem Gebiet der Life Sciences entstehen wird. Life Science, das heißt unter anderem Pharmaforschung, Agrarforschung, Genforschung und Gentechnik, also Forschung
und Entwicklung, die sich direkt oder indirekt mit der menschlichen Gesundheit beschäftigt. Und da wir alle immer älter und damit auch häufiger behandlungsbedürftig werden, stehen diese Fragen zurecht im Blickpunkt des Interesses.

Neue Werkstückstoffe und anspruchsvolle Fertigungstechnologien stellen höchste Anforderungen an Werkzeuge und Schneidstoffe. Mit den Schichten Alox und CC Aluspeed stellt der Aachener Beschichtungsspezialist CemeCon-Schichten bereit, die besonders im Bereich der Aluminiumzerspanung deutliche Standzeitvorteile gegenüber anders beschichteten Zerspanwerkzeugen aufweisen. Die Ansprüche an moderne Werkzeugbeschichtungen
wachsen ständig. Zum einen sollen sie wirtschaftlich und leistungsfähig sein, zum anderen in hervor- ragender, gleichbleibender Schichtqualität modernen Bearbeitungsmethoden angepaßt sein. Der Einsatz der beiden neu entwickelten CemeCon- Schichten führt zu deutlichen Erfolgen in der Hochleistungszerspanung wie etwa längere Standzeiten der eingesetzten Zerspanwerkzeuge, höhere Produktivität durch höhere Schnittgeschwindigkeiten oder Reduktion der Fertigungs- und Entsorgungskosten durch minimierten Einsatz oder gänzlichen Verzicht auf Kühlschmiermittel sowie - Umwelt- und Ressourcenschonung.

Keramische Wärmedämmschichten (WDS) finden zunehmend Verwendung im Triebwerksbau. Sie dienen vor allem zur Senkung der Grundmaterialtemperaturen /-gradienten von gekühlten Leit- und Laufschaufeln der Hochdruckturbine. ZrO2-7Y2O3 ist derzeit das gängigste Material. Es wird durch Plasmaspritzen an Atmosphäre (APS) oder Verdampfen mittels Elektronenstrahl (EB-PVD) in Schichtdicken von 100 bis 300 pm aufgebracht.