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Bericht vom Fachseminar Galvano- und Oberflächentechnik in Stuttgart am 17. Mai 2000

Aufgabe des alljährlich vom Informationszentrum für Umweltschutz (IBU) bei der Landesgewerbeanstalt Baden-Württemberg gemeinsam mit der DGO-Bezirksgruppe Stuttgart veranstalteten Seminars ist es, Teilnehmer aus Betrieben der Galvano- und Oberflächentechnik über aktuelle Entwicklungen im Unweltschutz und in der Umwelttechnik zu informieren, die diese Betriebe betreffen, und gleichzeitig Kontakte zwischen Anwendern und Herstellern zu vermitteln. Dazu wurde in einem allgemeinen Teil über Probleme in der Gesetzeslage und danach in drei Praxisforen über technische Neuheiten berichtet. Die Praxisforen waren von kleinen Ausstellungen begleitet, so dass die Hersteller anhand ihrer Produkte nicht nur konkret und ausführlich informieren konnten, sondern auch die Möglichkeit einer unmittelbaren Kontaktnahme mit den Kunden und ihren Problemen bestand. Das bereits zum fünften Mal veranstaltete Seminar genießt wegen seiner gründlichen Vorbereitung einen guten Ruf, so dass der Stellvertretende Präsident der LGA BW, Dr. Friedrich Bullinger, in seiner Einführung neben Teilnehmern aus Baden-Württemberg auch solche aus anderen Bundesländern begrüßen konnte.

Anwendungsbeispiel: Einsatz als Schlusstauscher zur Entfernung von Nickel

Einleitung

Mittels Fällung/Flockung lässt sich der Grenzwert von 0,5 mg/l für Nickel nicht in jedem Fall einhalten. Eine mögliche Ursache hierfür kann die Anwesenheit von Komplexbildnern sein. Zudem ist der notwendige pH-Wert für die weitestgehende Entfernung von Nickel mit über 8,5 relativ hoch. Eine zuverlässige Entfernung von Restgehalten zur Einhaltung des Grenzwertes konnte bislang durch Zugabe zusätzlicher Chemikalien oder durch den Einsatz eines Selektivionentauschers erreicht werden. Die erste Möglichkeit ist aus ökonomischen Gründen bedenklich, die zweite Option ist mit nicht unerheblichen Investitionskosten verbunden. Eine kostengünstige und wirkungsvolle Alternative stellt die Verwendung von mineralischen Sorptionsmitteln dar.

Oberflächentechnik und Umweltschutz sind feste Bestandteile chemischer Verfahrenstechnik

Über Kongresse und Messen wie ACHEMA oder auch Hannover Messe im Einzelnen zu berichten, ist im Rahmen eines relativ kurzen Reports kaum möglich. Doch zeigen derartige internationale Veranstaltungen deutliche Trends, die - ggf. an einzelnen Beispielen veranschaulicht - dem Leser eine Information nicht nur über den aktuellen Stand, sondern auch über sich abzeichnende Entwicklungen vermitteln. In diesem Sinne soll der nachstehende Bericht verstanden werden.

Viele Wort-Neuschöpfungen begegnen uns in unserem Alltag, in Ausnahmefällen einmal nicht aus dem amerikanischen Sprachgebrauch übernommen. Globalisierung und Mischung der Nationen in den technisch modernen Staaten schaffen eine multikulturelle Atmosphäre mit all ihren oft gewöhnungsbedürftigen Nach- aber auch Vorteilen.

Prof. Hohe hat seinen Artikel zur Verfügung gestellt. Er ist in gekürzter Form wiedergegeben.

1 Introduction


In case of a conventional surface mount system for millimeter sized electronic devices of AV/OA aids, cellar phone/PHS, etc., its dimensions are in the meter range, for example, the dimensions of the pick-and-place mechanism part are about 400 mm(W)-400 mm (D)-620 mm(H). In this paper, a new type of surface mount system with parallel arranged miniature size manipulators is proposed as shown in Figure 1, in order to downsize a system. The miniature manipulator consists of a molded pantograph mechanism, which is composed of large deflective hinges and iinks from the same materials. First, the durability of the pantograph mechanism is confirmed by a fatigue test. Next, the input and output dis- piacement characteristics of the pantograph mechanism is experimentaliy proven. Consequently, the propriety of the proposed system is confirmed from the point of total working time compared to a conventional surface mount system.

Nachdruck aus FZK-Nachrichten 32, Heft 1-2 (2000), S. 70 bis 76 mit freundlicher Genehmigung der Forschungszentrum Karlsruhe GmbH

1 Einleitung

Für viele minimal-invasive chirurgische Eingriffe in den Bereichen der endoskopischen Neurochirurgie, der Urologie, der interventionellen Kardiologie und der Gynäkologie wer- den in absehbarer Zeit extrem miniaturisierte Operationsinstrumentarien benötigt, welche mit den derzeit verfügbaren feinwerktechnischen Methoden nicht mehr gefertigt werden können. Immer häufiger muss heutzutage ein chirurgischer Eingriff in schwer erreichbaren Bereichen bzw. in sehr engen oder raumlosen Lumina des menschlichen Körpers vorgenommen werden. Wünschenswert sind daher Instrumente mit geringen Außenabmessungen, die dennoch sicher zum Operationssitus vor- geführt und vor Ort sicher bedient werden können. Kleinste Greif- und Schneidinstrumente können auf der Basis von superelastischen Nickel-Titan-Legierungen (NiTi) realisiert werden [1]. Am IMT wurde ein Fertigungsverfahren entwickelt und optimiert, mit dem die Herstellung von NiTi-Mikroinstrumenten möglich ist. Dazu werden mit der
gEDM-Technik (Mikroerodiertechnik) die benötigten Mikrostrukturen der Instrumente in dünne NiTi-Drähte, -Röhrchen und -Plättchen hineingearbeitet. Die ursprünglich im Rahmen des SWSF-Verbundprojektes MINOP (Mikrosystemtechnik zum Einsatz in der minimal- invasiven neurochirurgischen Operationstechnik; Förderkennzeichen 13 MV0323) entwickelten Mikroinstrumente [2,3] wurden zwischenzeitlich gemeinsam mit medizinischen Partnern für neue Einsatzgebiete weiterentwickelt, da in den oben genannten Fachdisziplinen verschiedene Formen von starren oder flexiblen miniaturisierten Instrumenten zum Greifen, Schneiden, Saugen/Spülen sowie zum Führen von Hilfs- und Zusatzinstrumenten benötigt werden. Der vorliegende Bericht gibt den Stand der beendeten FuE-Arbeiten wieder und stellt rückblickend die Fertigung und mögliche medizinische Einsatzgebiete für miniaturisierte Instrumente vor.

Die LIGA-Gruppe aus Karlsruhe hat selbst mit dem vielleicht et- was unglücklichen Ausdruck Poor men’s LIGA schon vor 10 Jahren zum Ausdruck gebracht, dass sie über Alternativen nach- dachte, die nicht gerade Techniken für arme Leute wären, mit denen man aber mit gewissen Einschränkungen Strukturen mit Mikrometer-Abmessungen und mit einem bestimmten Aspektverhältnis auch ohne die Verwendung einer Synchrotron- strahlenquelle und der entsprechend aufwendigen und teuren Maskentechnik (Elektronenstrahlschreiber, teure Reinräume usw.) billiger erreichen können sollte.

Bericht überein internationales Symposium in Dresden

Neue Möglichkeiten bei der Oberflächenveredelung von metallischen Bändern und Blechen wurden während eines internationalen Symposiums am 11. Mai 2000 in Dresden diskutiert. Das Symposium stand unter dem Motto Emergent Opportunities of PVD- coated Metal Strips and Sheets. Daran nahmen etwa 70 Vertreter aus Industrie und Forschung, insbesondere der europäischen Stahlindustrie, der Vakuumtechnologie-Branche und der Automobilindustrie teil.

Neue Thermische Spritzschichten von der Firma Voith Sulzer Service Laakirchen Ges. mbH

Höchste Produktivität auf dem neuesten Stand der Technik - das ist Voraussetzung für dauerhaften Erfolg im internationalen Wettbewerb. In allen Industriebereichen drängen verbesserte Maschinen auf den Markt. Eine entscheidende Rolle spielt dabei oft die Leistungsfähigkeit von Walzen, die sich im Inneren der Anlagen mit zunehmend höheren Geschwindigkeiten drehen, um eine noch rationellere und effektivere Arbeitsweise zu gewährleisten. Thermische Spritzschichten helfen Walzen jeder Größe und Form, bei verschiedensten Anwendungen den wachsen- den Belastungen standzuhalten.
Für die steigende Produktionsgeschwindigkeit hat die Voith Suizer Service Laakirchen Ges. mbH früher Scapa Rolls Laakirchen GmbH, neue Spritzschichten entwickelt, die perfekt auf die hohen Anforderungen in modernen Papiermaschinen abgestimmt sind. Dieses Know-how setzt das Unternehmen jetzt auch in anderen Branchen wie der Textil-, Druck- und Folienindustrie ein.

-Fortsetzung aus Heft 6/2000-

4 Ergebnisse

4.1 Schichtstruktur

Es gelingt, Schichten unterschiedlicher Struktur, chemischer Zusammensetzung und Morphologie zu synthetisieren. In Abbildung 4 ist die Bruchfläche einer Schicht, die aus dem Precursor Trimethylchlorsilan hergestellt wurde, dargestellt. Bel den verwendeten Prozessparametern befindet sich die Substratoberfläche unmittelbar Im Übergangsbereich zwischen Plasma und Heißgasstrahl. Die Schicht weist eine blumenkohlartige Morphologie auf {Abb. 4). Diese entsteht durch die Nukleation von Partikeln im Plasma, die sich an der Substratoberfläche anlagern, koagulieren und sich durch Sintern miteinander verbinden.
Die Cluster, aus denen die Schicht aufgebaut ist, weisen eine von den Prozessparametern abhängige Größe auf, die in jedem Fall weniger als 500 nm beträgt. Bei geringerem Abstand s zwischen Substrat und Brenner und gleicher Substratoberflächentemperatur werden Cluster geringerer Größe erhalten
(50 bis 100 nm für s = 100 mm; 200 bis 300 nm für s = 160 mm). Somit hat der Abstand zwischen Substrat und Brenner einen wesentlichen Einfluss auf die Größe der Cluster, aus denen die Schichten bestehen.

Die Wertung, ob etwas groß oder klein ist, wird aus der Sicht des Menschen immer nur subjektiv möglich sein. Der Durchmesser eines menschlichen Haares erscheint unseren Augen als sehr klein. Ein Blick durch ein Mikroskop lässt ihn jedoch zu einer enormen Breite anwachsen. Und wer das Bild einer durch ein Mikroskop vergrößerten Hausstaubmilbe gesehen hat, wird sich bis an sein Lebensende auch im dunkelsten Wald vor nichts mehr fürchten. Es gibt aber auch sehr große Gebilde wie die Sonne. Diese erscheint uns, wie wir seit der Wiedereinführung des heliozentrischen Weltbildes wissen, nur so klein, weil sie sehr weit weg ist. Unsere Sinne lassen sich bei der Abschätzung von Größenordnungen eben leicht betrügen. In Horizontnähe kommen uns Sonne und Mond übrigens auch größer vor, als wenn sie hoch am Himmel stehen. Auch dies ist, wie die Wissenschaftler herausgefunden haben, eine optische Täuschung, verursacht durch eine Fehleinschätzung unseres Gehirns.

Bericht von einem Lehrgang der Technischen Akademie Esslingen am 18. und 19. Mai 2000

Kunststoffe werden zwar auch zum Zwecke des Oberflächenschutzes (Witterungseinflüsse, Benzin und Öl, Verkratzung), in letzter Zeit jedoch vorwiegend aus dekorativen Gründen, lackiert, um Farbe und Glanz zu erzielen und Fehler abzudecken. In vielen Fällen dürfen sich lackierte Kunststoffe visuell nicht von lackierten Metallteilen unterscheiden, mit denen sie Werkstoffverbunde bilden. Dies ist jedoch nicht einfach dadurch zu erreichen, dass sie ebenso lackiert werden wie die Metalloberflächen. Wegen ihrer Zusammensetzung, Eigenschaften und ihres Verhaltens müssen spezielle Verfahren der Vorbehandlung, geeignete Lacksysteme und Lackierverfahren angewendet werden.

Pflanzenöle und ihre Fettsäureester können als Ersatz für organische Lösemittel bei industriellen Reinigungsprozessen verwendet werden. Die Ester basieren auf Pflanzenölen wie Sojaöl, Rapsöl und Kokosöl. Sie besitzen physikalische und chemische Eigenschaften, die sie als Reinigungsmittel verwendbar machen. VOFA steht für Vegetable Oils and their Fatty Acid Esters.
VOFA-Pro hat die Eigenschaften und das Reinigungsvermögen von Fettsäureestern im Hinblick auf eine Reihe von industriellen Anwendungen untersucht. VOFA-Pro steht für ein Projekt, Reinigungsmittel auf Basis von Pflanzenölen für industrielle Anwendungen zu testen. Das Projekt arbeitet als Forschungsverbund mit Partnern in Dänemark, Irland, den Niederlanden und Deutschland.

Bericht über eine Veranstaltung des Vincentz Verlages in Würzburg

Fortsetzung aus Heft 4/2000

Wettbewerbsvorteile durch Kostenbetrachtung

In der dritten Sitzung Applikationstechnik zeigte U. Hoffmann vom/PA Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart wichtige Daten, wie man Lohn-Lackierkosten senken kann. Dies ist nur mit systematischer Optimierungsarbeit möglich, um Wettbewerbsvorteile zu sichern.

Die Forschungstätigkeiten der Mitgliedsstaaten und der Europäischen Union müssen besser integriert und aufeinander abgestimmt werden, um sie möglichst effizient und innovativ zu gestalten und um zu gewährleisten, dass Europa attraktive Perspektiven für seine fähigsten Köpfe bieten kann, so der Europäische Rat, Mitte März 2000, bei seinem neuen Ansatz hin zu einem europäischen Forschungsraum.
Wie Forschungskommissar Philippe Bisquin in einem Interview kürzlich erklärte, werden- Wirtschaftswachstum und sozialer Fortschritt durch wissenschaftliche und technologische Entwicklung vorangetrieben. Europas Forschungskapazität kann sich zwar an den Wettbewerbern messen, jedoch zeigen einige Indikatoren, dass die Dynamik der Entwicklung zu schwach ist. So sind die europäischen Forschungsausgaben auf ca. 1,8% des BIP gesunken gegenüber knapp 3 % in den USA und Japan.

Rauhe Zinkschichten nach dem Chromatieren

Frage: Gestellteile werden in einem schwachsauren Elektrolyten verzinkt und danach in einer Olivchromatierung chromatiert. Die chromatierten Teile fassen sich rauh an. Obwohl der Salzsprühtest die vorgeschriebenen Werte bringt und der Kunde die Teile daher abnimmt, meint er, die Rauhigkeit würde auf längere Sicht die Korrosionsbeständigkeit vermindern und wir sollten sie daher beseitigen. Stimmt das und was lässt sich tun 7 Wir filtrieren die Chromatierungslösung laufend und spülen die ein- gefahrenen Teile sehr intensiv, um Rauhigkeitsbildung durch mechanische Badverunreinigungen auszuschließen, konnten die rauhe Oberfläche bisher aber nicht beseitigen

Bericht über ein Seminaren der EMPA in Dübendorf

Am 18. Mai 2000 fand an der EMPA (Eidgenössische Material- und Prüfungsanstalt, CH-8600 Dübendorf) ein Seminar über innovative Schichtsysteme statt. Hierbei standen neuartige plasmagestütze Beschichtungen, deren Eigenschaften, Verhalten, Anwendungen und Nutzen im Vordergrund. Geleitet wurde das Seminar durch Herrn Dr. Roland Mauert (EMPA), Herrn Dr. Jörg Patscheider (EMPA) und Herr Prof. Dr. Alex Dommann (Neu-Technikum Buchs). Es wurden einzelne Referate von namhaften Spezialisten vorgetragen. Das Seminar richtete sich an alle Interessierte Fachleute aus dem Bereich der Technik - insbesondere der Oberflächentechnik.