Artikelarchiv

Die Galvanotechnik als ein Spezialgebiet der Chemie erfordert ein gutes Verständnis und Vorstellungsvermögen der ablaufenden Vorgänge. Hinzu ist in steigendem Maße Wissen aus dem Bereich der Metall- und Werkstoffkunde notwendig, um die immer höheren Anforderungen an die Oberfläche realisieren zu können. Ein guter Techniker wird somit die meisten Probleme und Wünsche an die Galvanotechnik erfüllen können. Betrachtet man die Galvanotechnik als Unternehmen, so erweitern sich die Anforderungen an eine verantwortliche Person zum einen durch den wesentlich stärker zu bewertenden Faktor Umweltschutz, der heute in unserem Fachgebiet sicherlich von außenstehenden überbewertet wird. Trotzdem muß er in entsprechendem Maße berücksichtigt werden und erfordert wohl in erster Linie die Kenntnis und das Verstehen der gesetzlichen Vorgaben - dies allein stellt für Techniker oft schon ein fast nicht zu bewältigendes Hindernis dar.

Einführung

Das Kaltband aus unlegierten Stählen als Grundmaterial zur Herstellung von Teilen mit einer elektrolytischen Oberflächenveredelung soll mit seinen Festigkeits- und Verformbarkeitseigenschaften bestimmte Kriterien bei der Verarbeitung und Funktion der hergestellten Teile erfüllen und außerdem den Bedingungen für eine wirtschaftlich durchführbare dekorative und gegen Korrosion schützende Oberflächenveredelung entsprechen. Für die weiteren Ausführungen wird vorausgesetzt, daß der Einsatz von Kaltband aus unlegierten Stählen als Grundwerkstoff sinnvoll gegeben ist, sodaß die nachfolgenden Ausführungen sich nur mit den Auswirkungen dieser Wahl auf den Veredelungsprozeß beschäftigen.

Einführung


Die Miniaturisierung von Geräten bzw. Baugruppen bei gleichzeitiger Kostensenkung und Leistungs- sowie Qualitätssteigerung ist heute ein Muß für jeden Elektronikgerätehersteller. Nur mit modernster Technik (beispielsweise mit hochintegrierten Bauelementen, Mehrlagenleiterplatten mit Feinleiterstrukturen und einer weitgehend automatisierten Baugruppenfertigung) lassen sich derartige Produkte realisieren. Dies gilt vor allem für Produkte des Hochtechnologiebereichs, wozu beispielsweise die Computer-, die Nachrichten- und die Meßtechnik zählen. Die SMT (Oberflächenmontagetechnik) ist eine (Hochtechnologie-)Technik, die nicht nur den genannten Anforderungen gerecht wird, sondern weitere Vorteile bietet (beispielsweise günstigere HF-Eigenschaften). Sie gewinnt deshalb zunehmend an Bedeutung. Der SMD-Marktanteil in Europa wird sich bis 1990 voraussichtlich auf etwa 50 % erhöhen [1].

In vielen Fällen hat die wässerige Reinigung sich gegenüber der Lösemrttelreinigung durchgesetzt. Die Gründe sind vielfältig. In der Galvanik, wo naß-in-naß gearbeitet wird, bietet es sich einfach an, auf diese Technik zu setzen. Bei der Metallreinigung als Endbehandlung oder vor einer Lackierung haben die Lösemittelreiniger in vielen Fällen aber immer noch Vorteile. Um eine wässerige Reinigung effektiv, kostengünstig aber dennoch mit den geringstmöglichen Umweltbelastungen führen zu können, müssen
sehr enge Bedingungen eingehalten werden. Die wässerige Reinigung ist ein sehr sensibles Zusammenspiel zwischen dem Betreiber, dem Reiniger, der Anlage und der Verschmutzung. So kann der Reiniger nicht für sich alleine betrachtet werden, sondern es müssen Forderungen an alle vier Einflußfaktoren gestellt werden (Abb. 1).

Bericht über den 11. Wörlitzer Workshop

1 Einleitung

Die meisten der technischen Erzeugnisse werden durch Verschleiß geschädigt. Derartige Schädigungen führen zu Werkstoffverlusten und zum Teil aufwendigen Instandsetzungen. Sie beeinträchtigen außerdem die Erzeugnisqualität und -Zuverlässigkeit. Bauteilverschleiß muß deshalb so weit wie nötig eingeschränkt werden.

as Kraftfahrzeug hat sich in seiner 100jährigen Geschichte in den letzten 10 Jahren am schnellsten verändert. Für diesen Innovations- schub waren Umwelt, Sicherheit und Komfort die vordergründigsten Innitiatoren. Ein bedeutender Anteil an diesem Erfolg hatten die Elektronik und die Mechatronik. So hat sich die Integration der Mikroelektronik, die seit 20 Jahren unser Leben mitbestimmt, auch im Fahrzeug durchgesetzt. Bestimmt durch die Abgasgesetzgebung wurden abgasgeregelte Motoren entwickelt, die zunehmend den Fahrspaß zu berücksichtigen hatten. Sicherheitssysteme wie ABS, ESP, Airbag oder Parkpilot machen das Leben der Fahrzeuginsassen und Fußgänger sicherer. Entertainment wie CD, Mobiltelefone oder Internet haben den Fahrzeuginnenraum verändert. Auch in Zukunft warten neue Systeme auf die Integration ins Kraftfahrzeug (Abb. 1).

Aufgrund des zunehmenden Einsatzes von hoch- und höchstfesten Blechwerkstoffen in der Automobilindustrie sind die Anforderungen an Werkzeugwerkstoffe und deren Verschleißbeständigkeit in den letzten Jahren zunehmend gestiegen. Höchstfeste Blechwerkstoffe mit Zugfestigkeiten teilweise über 600 N/mm² werden im Pkw-Bau hauptsächlich bei Strukturteilen und sicherheitsrelevanten Bauteilen eingesetzt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Seitenaufprallträger, die in Türen integriert sind, um Schweller, Druckverstärkungen sowie um A- und B-Säulen. Die hohe Festigkeit der verarbeiteten Blechwerkstoffe hat zu neu entwickelten Werkzeugwerkstoffen und neuartigen Oberflächenbeschichtungen geführt, um eine sichere Prozessführung gewährleisten zu können. Neue Umformverfahren, wie das Warmformvergüten von borlegierten Stählen, auch Presshärten genannt, haben darüber hinaus zu weiteren Herausforderungen an die Verschleißbeständigkeit und Warmfestigkeit von Werkzeugwerkstoffen geführt.

1 Einleitung

Technische Oberflächen bestimmen wichtige Gebrauchseigenschaften des Produktes. So gehören Korrosions- und Verschleißverhalten, Design und optische Anmutung zu kundenrelevanten Entscheidungskriterien, die in direkter Abhängigkeit mit den jeweiligen Oberflächeneigenschaften stehen.
Die Oberflächentechnik hat aber nicht nur auf kundenrelevante Gebrauchseigenschaften Einfluss. Technische Oberflächen müssen auch fertigungsspezifische Anforderungen erfüllen, da das Umformverhalten und die Fügetechnik durch das jeweilige Werkstoff- und Oberflächenverhalten bestimmt werden. Die Anforderungen an die Oberflächentechnik in der Automobilindustrie sind komplex: hervorragende Umformbarkeit und Schweißbarkeit, gesicherte Festigkeit und Schwingfestigkeit, Langzeitkorrosionsschutz, Lackierbarkeit und Alterungsbeständigkeit - bei gleichzeitiger Senkung des spezifischen Fahrzeuggewichtes. Um diesen komplexen Anforderungen gerecht zu werden, sind eine gezielte Werkstoffauswahl sowie oberflächentechnische Maßnahmen erforderlich.

Mit den Anforderungen, die nach der Störfall-Verordnung von Unternehmen in der Oberflächentechnik, insbesondere Galvaniken, zu erfüllen sind, beschäftigte sich eine Tagung am 9. Oktober 2013 in Herdecke. Die mit 127 Teilnehmern nahezu bis auf den letzten Platz ausgebuchte Veranstaltung wurde vom Zentralverband Oberflächentechnik e. V. (ZVO) in Kooperation mit dem Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen und der Bezirksregierung Düsseldorf durchgeführt.

Bereits zu Anfang der sechziger Jahre wurden Abwässer aus Galvanoanlagen in nachgeschalteten Abwasserbehandlungsanlagen so aufbereitet, daß sie in das öffentliche Kanal- netz eingeleitet und zusammen mit anderen Abwässern in biologischen Kläranlagen be- handelt werden konnten, ohne dort Schaden anzurichten.
Darüber hinaus erkannten wirtschaftlich denkende Anlagenbetreiber und -lieferanten schon bald, daß z. B. beim Glanzverchromen über 90 % der eingesetzten Chromsäure nicht auf die galvanisierten Teile, sondern ins Spülwasser gelangten. Aus nachgeschalteten, sogenannten Sparspülkaskaden konnte sie in ausreichend konzentrierter Form in den
Behandlungsbehälter zurückgeführt werden, um den durch Verdunstungskühlen des Elektrolyten entstehenden Wassermangel auszugleichen. Auf diese relativ einfache Weise ließen sich nicht nur die Chromsäureausbeute von < 10 % auf > 98 % steigern, sondern die Zusatzinvestitionen aus den Einsparungen auch in kurzer Zeit amortisieren.

Der vom Bundesumweltministerium herausgegebenen Zeitschrift „Umwelt“ 12/1988 ist zu entnehmen, daß zum Schutz von Nord- und Ostsee künftig weitere Verschärfungen bei der Abwasseraufbereitung gefordert werden. Hierbei geht es nicht mehr um toxische Substanzen wie z. B. Schwermetalle oder Organochlorverbindungen, sondern es soll damit ein Wildwuchs der Natur durch Überdüngung an unenwünschter Stelle infolge Eintrags von Phosphor- und Stickstoffverbindungen verhindert oder verringert werden. Daß die erheblichen Kosten für die kommunale Abwasseraufbereitung an den Verbraucher weitergegeben werden, ist legitim - wer in sauberer Umwelt leben will, muß auch die dafür anfallenden Kosten tragen. Vermutlich wird jedoch die dem Anschlußzwang unterliegende Industrie und das Gewerbe diese Kosten mittragen müssen, weil man sie erfahrungsgemäß aus politisch-sozialen Erwägungen pauschal auf alle Indirekteinleiter der Gemeinde umlegen wird.

Ende vergangenen Jahres veranstaltete die Brenntag GmbH in Zusammenarbeit mit der Purolite GmbH und der bi.bra Abwassertechnik GmbH in Halle (Saale) ein zweitägiges Seminar zur vorgenannten Thematik. Zielgruppe des Seminars waren Führungskräfte und qualifizierten Fachkräfte, die für den sicheren, effizienten und störungsfreien Betrieb der Wasserbehandlung in galvanotechischen Betrieben verantwortlich sind. Anerkannte Fachleute referierten über aktuelle Methoden und Technologien der Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung und Wertstoffrückgewinnung und zeigten den Teilnehmern neue Möglichkeiten auf, den Betrieb dieser Anlagen technologisch wirtschaftlicher, risikominimierter und hygienisch einwandfrei zu führen.

Einleitung

Keine Branche weist ein solches Entwicklungstempo auf wie die Elektronik. Verdeutlicht wird diese Entwicklung dadurch, dass sich seit vielen Jahren die Leistungsfähigkeit elektronischer Geräte ca. alle 18 Monate verdoppelt. Maßgeblich wird der Fortschritt getrieben durch die technische und technologische Entwicklung der aktiven Halbleiterbauelemente, dem alle anderen elektronischen Bauelemente und Komponenten folgen müssen. Das gilt insbesondere auch für die elektromechanischen Bauelemente wie Leiterplatten, Relais, Schalter und Steckverbinder.

Bericht über einige Neuheiten von der EMV ’92, Karlsruhe, 25. bis 27. Februar 1992

Bayshield, Enshield, Omnishield


Drei neue Methoden und Verfahren, thermoplastische Kunststoffteile, die elektromagnetisch geschirmt sein müssen, partiell bzw. selektiv naßchemisch zu metallisieren
Auf der EMV ’92 in Karlsruhe ^5.-27. Februar 1992) wurde ein neues Sprühverfahren zur partiellen und selektiven Metallisierung von Kunststoffgehäusen der breiten Öffentlichkeit vorgestellt. Der Grund dieser neuen Entwicklung ist die Tatsache, daß die bisherige Metallisierung von thermoplastischen Kunststoffteilen z. B. für Computer-Gehäuse daran krankte, daß der hohe Oberflächenglanz von bunt eingefärbten Thermoplasten durch die chemische Metallisierung verloren ging.

Effiziente Problemlösungen durch Einsatz der richtigen Methode

Bericht über ein Seminar des Verein Deutscher Ingenieure Bildungswerkes am 16. und 17. Mai 1995 im VDI-Haus in Stuttgart

Die fachlichen Träger dieses Seminars waren:
- VDIA/DE-Gesellschaft Feinwerktechnik 

- VDI-Gesellschaft Werkstofftechnik 

- VDI-Technologlezentrum Physikalische Technologien


Die Führung durch das zweitägige Seminar, das zum ersten Mal in Stuttgart stattfand, übernahm Herr Dipl.-Phys, Rolf von Criegern von der Siemens AG In München. Das Seminar wandte sich an Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker aus Forschung, Entwicklung und Fertigung, zu einer Einführung in die modernen Methoden der Oberflächen- und Dünnschichtanalytik. 
Wie Herr Dipl.-Phys. Roifvon Criegern erläuterte, sollten die Teilnehmer des Seminars in die Lage versetzt werden, die für ihre eigene Aufgabenstellungen am besten geeigneten Analysenmethoden auszuwählen, zielführend einzusetzen und damit die Effizienz ihrer Arbeit zu steigern. 


Eröffnungsfeier zur Neugründung der anjo Oberflächentechnik GmbH in Trebur-Astheim

1 Einleitung


Weltweit herrscht eine extrem große Nachfrage nach Nutzung von Synchrotronstrahlung und es steht nicht ausreichend Strahlzeit zur Verfügung. Der industrielle Einsatz von Synchrotronstrahlung ist bisher allerdings eher zurückhaltend. Wie lässt sich dieser vermeintliche Widerspruch erklären?

Im wissenschaftlichen Bereich und dort insbesondere für Arbeiten auf dem Gebiet der Grundlagenforschung sind die besonderen Eigenschaften dieser Lichtquelle als Instrument für Experimente sehr geschätzt und etabliert. Dadurch ergibt sich hier eine große Nachfrage. Die Vergabe von so genannter Strahlzeit erfolgt an den meisten Anlagen über ein in der Wissenschaft gewohntes Antrags- verfahren (Einreichen von Projektvorschlägen, Begutachtung der Vorschläge durch eine Expertenkommission, Bewilligung der Projekte und Zuteilung von Strahlzeit). Dies führt mitunter zu sehr langen Wartezeiten. Darüber hinaus müssen die Ergebnisse der Experimente in der Regel veröffentlicht werden. Die Nutzung der Anlagen ohne Veröffentlichung ist meist nicht möglich oder - sofern erlaubt - außergewöhnlich teuer. Aus diesen Gründen resultiert eine verhaltene Nutzung der Industrie trotz potentiellen Bedarfs.

Mit Kunststoffen lassen sich aufgrund der heute realisierbaren hohen Strukturauflösung bei ab- und umformenden Fertigungstechnologien wie dem Mikrospritzgießen oder Heißprägen mikrostrukturierte Bauelemente wirtschaftlich herstellen. Dies erfordert allerdings die Herstellung von Werkzeugen aus verschleißfesten Konstruktionswerkstoffen, die mit derzeit angewandten Fertigungsverfahren nur unter erheblichen Schwierigkeiten gefertigt werden können, Berliner Forscher um Rolf Schuster und Gerhard Ertl [1] haben ein vielversprechendes, elektrochemisches Verfahren entwickelt, das zukünftig wesentlich zur Entspannung der Fertigungsprobleme beitragen kann. Im Rahmen einer Kooperation wurde auf der Grundlage dieses Verfahrens am Institut für Zeitmesstechnik, Fein- und Mikrotechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (IZFM), zukünftig Hahn-Schickard-Institut

für Mikroaufbautechnik (HSG-IMAT) der Demonstrator einer Anlage aufgebaut, mit deren Hilfe wichtige Erkenntnisse zum Aufbau industriell nutzbarer Anlagen gewonnen werden sollen.

Es ist bekannt, daß die Oberflächenbehandlung bei Kraftfahrzeugen in erster Linie als Schutz gegen Korrosion dient. Die Fahrzeuge, die laufend jedem Wetter ausgesetzt sind, müssen schließlich auch nach Jahren noch bei einigermaßen richtiger Behandlung eine leidliche gutes Aussehen haben. Der Käufer stellt heute aber wesentlich höhere Anforderungen. Es genügt ihm nicht, daß das Kratffahrzeug technisch alte Anforderungen erfüllt, sondern er legt besonderen Wert darauf, daß durch Farbe und Qualität der Lackierung die äußere Wirkung des Kraftfahrzeuges auch besonders hervorgehoben wird.