Artikelarchiv

Rezession

Es ist offensichtlich, dass sich viele Wirtschaftsmächte in der Welt entweder in der Rezession befinden oder kurz davor stehen. Eine herkömmliche Lösung dafür wäre, wenn eine Nation als Lokomotive agieren würde, das würde die eigene Wirtschaft anregen und die anderen herausziehen. Vor ungefähr zehn Jahren bot sich Deutschland freiwillig an, die Lok zu sein - und zahlte einen hohen Preis hinsichtlich der Inflation. Heute gibt es keinerlei Anzeichen dafür, dass die EU oder die Europäische Zentralbank bereit wären, diese Rolle zu übernehmen. Die Europäische Zentralbank ist von der Inflation betroffen und sorgt sich scheinbar um nichts anderes. Die EU-Finanzminister haben Schwierigkeiten, sich zu einigen, was das Beste sein würde.

1 Einleitung

Die Anforderungen an elektrolytisch abgeschiedene Schichten erhöhen sich ständig. Speziell im Bereich Korrosionsschutz wer- den permanent billigere und bessere Systeme gefordert, die neben der guten Korrosionsbeständigkeit weitere Eigenschaften wie Schweißbarkeit, Lötbarkeit, etc. aufweisen müssen.

Die Eigenschaften von Schichten aus einzelnen Metallen sind bekannt und können nur begrenzt weiter verbessert werden, da die Materialeigenschaften gegeben sind. Darüber hinausgehende Anforderungen können jedoch zum Beispiel mit Legierungsschichten erfüllt werden. Der Vorteil der galvanischen Abscheidung von Legierungen besteht darin, dass durch Variation der Art und Menge der Komponenten eine nahezu unbegrenzte An- zahl von Legierungen und damit auch Eigenschaftsprofilen möglich ist.

Die AOK Rheinland und die Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik (BGFE) haben mit einer Abschlussveranstaltung am 29. November 2000 bei der AOK in Köln ein gemeinsames Projekt, durchgeführt in zehn Unternehmen der Oberflächenbehandlung/Galvanotechnik (Abb. 1), erfolgreich beendet.

Ausgangspunkt des Projektes waren die besonderen Belastungen und Gefährdungen, die in galvanotechnischen Betrieben auftreten. So wurden von der AOK Rheinland Schwerpunkte bei den Erkrankungen des Skelettes und der Atemwege festgestellt (Abb. 2). In der Unfallstatistik der Berufsgenossenschaft wiesen die Betriebe der Galvanotechnik (Gefahrtarifstelle 506) schon seit Jahren erhöhte Zahlen von Unfällen und Berufserkrankungen auf (Abb. 3).

1 Einführung


Alle Werkstoffe der Technik sind bei ihrer Verwendung Umgebungseinflüssen ausgesetzt, deren Wirkung die Gebrauchstauchlichkeit der Werkstoffe bzw. der aus ihnen hergestellten Bauteile beeinträchtigt oder sogar zunichte macht. Bei den Metallen wird ein wesentlicher Anteil dieser Schädigungen durch Korrosion hervorgerufen, worunter man Reaktionen mit der Umgebung versteht, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirken und zu einem Korrosions- schaden führen können [1], welcher in den meisten Fällen durch Reaktionen elektrochemischer Art hervorgerufen wird.
Um diese Schäden zu vermeiden und zu verringern, sind viele Verfahren zum Schutz gegen korrosive Angriffe im Einsatz. Da Korrosionsreaktionen im Allgemeinen an der Metalloberfläche ablaufen, haben die meisten dieser Verfahren zum Ziel, den direkten Kontakt der reaktionsfähigen Oberfläche mit allen in Betracht kommenden Reaktionspartnern weitgehend auszuschließen.

Teil 1: Die Zelle


1 Einleitung

Die Entfernung von Schwermetallen oder Anionen sowie die Entsorgung oder Standzeitverlängerung von Prozesslösungen ist eine ständig aktuelle Aufgabe in der Oberflächentechnik. Oftmals sind Elektrolyseverfahren sehr gut geeignet, diese Probleme zu lösen, jedoch ist die Angebotspalette von Elektrolysereaktoren relativ klein. Dies schränkt die Anwendbarkeit der vertriebenen Zellen von vornherein ein; andererseits wirkt dieser Sachverhalt als Antrieb für die Entwicklung neuer Reaktoren.
Im Allgemeinen wird bei Betrachtung einer elektrochemischen Reaktion der Stoffumsatz durch die Höhe des elektrischen Stromes bestimmt. Werden jedoch Stromwerte gewählt, für deren sich einstellende Elektrodenpotentiale neben der gewünschten Reaktion auch Nebenreaktionen einsetzen, so wird zwangs- läufig die Stromausbeute vermindert. Lässt sich die Geschwindigkeit der gewünschten Reaktion durch Strom- bzw. Elektrodenpotentialerhöhung nicht mehr steigern, so liegt in der Regel eine so genannte Stofftransporthemmung vor. Für viele Metallabscheidungsreaktionen setzen derartige Effekte beim Er- reichen von Konzentrationen zwischen 0,5 bis 1 g(Metall)/l ein. Deshalb arbeitet man mit Strömen, die oberhalb dieser Konzentrationswerte akzeptable Stromausbeuten liefern.

1 Einleitung

Für die Entwicklung Verbrauchs- bzw. gewichtsoptimierter Fahrzeuge ist es erforderlich, konsequenten Leichtbau zu betreiben. Für die Reduzierung des Fahrzeuggewichtes gibt es aus Karosseriesicht zwei Möglichkeiten: die Entwicklung von Fahrzeugen mit vollständiger Aluminiumkarosserie oder die Anwendung der Mischbauweise, wobei unterschiedliche Werkstoffe zu einer Rohkarosse gefügt werden. Beide Konzepte sind heute erfolgreich im Serieneinsatz. Die Verwendung von Leichtmetallen für die Rohkarosse löst das Gewichtsproblem vieler Fahrzeuge je- doch nur teilweise, daher ist insbesondere im Fahrwerks- und Aggregatebereich der verstärkte Einsatz von höherfesten Aluminiumlegierungen erforderlich.
Die Vorbehandlung von Aluminium und Stahl in Mischbauweise sowie der Oberflächenschutz der Anbauteile aus Stahl ist für einen Langzeit-Korrosionsschutz von entscheiden- der Bedeutung. Im Laufe der Zeit haben sich hierfür gebräuchliche Verfahren etabliert.

1 Einleitung

Durch Sprühätzen (elektrochemisches Ab- tragen ohne Fremdstromquelle) lassen sich erhabene Strukturen auf Blechoberflächen erzeugen [1]. Allerdings sind die abgetragenen Oberflächenbereiche häufig rau und matt. Durch Elektrostrukturieren (elektrochemisches Oberflächenabtragen mit Fremdstromquelle) können ebenfalls erhabene Strukturen auf Blechen hergestellt werden [2]. In beiden Fällen werden die nicht abzutragen- den Bereiche durch entsprechende Resiste geschützt. Im Gegensatz zum Sprühätzen entsteht beim Elektrostrukturieren zwischen den Strukturen eine glatte und glänzende Oberfläche. Die Abtraggeschwindigkeit dieses Verfahrens ist aber wesentlich geringer als beim Sprühätzen, was bei gleicher Strukturtiefe eine längere Bearbeitungsdauer bedeutet, so dass die Standfestigkeit der Resiste bei tiefen Strukturen oft nicht mehr aus- reicht. Außerdem treten mit zunehmender Polierdauer unerwünschte Nebeneffekte in- folge der durch Sauerstoffentwicklung am Werkstück induzierten Konvektion des Elektrolyten auf, und zwar in Form von Auskolkungen und so genannten Gasfahnen, vor allem an den Strukturrändern (Abb. 1). Daher er- schien es reizvoll, die Vorteile des Sprühätzens und des Elektropolierens - höhere
Abtragleistung beim einen, bessere Oberflächengüte beim anderen - in einem gekoppelten bzw. integrierten Fertigungsablauf zu nutzen. Dabei bleiben auch im gekoppelten Prozess die grundsätzlichen Vorzüge elektro- chemischer Abtragverfahren erhalten: kein Einbringen von mechanischen Spannungen und keine Veränderung des Werkstoffgefüges.

Auf Grund von erhöhten Zahlen bei Krankheitsfällen - vorwiegend das Skelett und die Atemwege betreffend - hat die AOK Rheinland zusammen mit der zuständigen Berufsgenossenschaft BGFE eine Untersuchung in Betrieben der Oberflächentechnik durchgeführt, um die Ursachen von derartigen Berufserkrankungen festzustellen.
Erwartungsgemäß zeigte es sich, dass die körperliche Belastung durch das Heben, Tragen und Bewegen von Lasten die Hauptursache für die Skelettschäden darstellen dürfte. Die häufig wechselnde Teilebeschaffenheit durch die verschiedenen Kundenaufträge erschweren die Einrichtung von entsprechenden Hilfsmitteln oder führen bei richtiger Nutzung zumindest zu Zeitverzögerungen bei der Bearbeitung, weshalb Abhilfe häufig nur bedingt möglich ist.

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Zusammenarbeit im Rahmen des Regierungsabkommens

Im Rahmen des Regierungsabkommens zwischen Deutschland und Japan über die Zusammenarbeit im Umweltschutz sind am 18./19. und am 20./21.9. 2000 im Bundesumweltministerium und im Umweltbundesamt zwei Workshops zu prioritären Themen der Umweltpolitik durchgeführt worden. Diese Workshops gehen auf die Ergebnisse der ersten deutsch/japanischen Regierungskonsultationen zum Umweltabkommen zurück, die am 17./18.12. 1998 in Bonn stattgefunden haben. An diesen Workshops haben neben Experten aus verschiedenen Ministerien und Umwelt- und Gesundheitsbehörden auch hochkarätige Vertreter aus Wissenschaft und Wirtschaft teilgenommen. Die Workshops wurden ergänzt durch drei Exkursionen zur Demonstration der Leistungsfähigkeit moderner Umwelttechnologien und modernen Abfallmanagements in der Sonderabfallverbrennungsanlage Schönelche, den Rüdersdorfer Zementwerken und der Seiler Abfallbehandlung und Dienstlelstungs- GmbH in Berlin.

Arbeitskreis Auswahlverfahren Endlagerstandorte

Eine nüchterne Betrachtung der aktuellen Sachlage kommt zu dem überraschenden interessanten Ergebnis, dass Forschungsaktivitäten im Bereich der Erdwärmenutzung und der Suche nach Endlagerstandorten ein beträchtliches Synergiepotential besitzen. Beides sind gegenwärtig stark beachtete Felder, wie sie aber kaum gegensätzlicher in der Öffentlichkeit wahrgenommen und diskutiert werden können.
Auf Anregung durch den vom Bundesumweltministerium im Februar 1999 eingerichteten Arbeitskreis Auswahlverfahren Endlagerstand- orte fördert das Bundesumweltministerium ein Gemeinschafts-Forschungsvorhaben der RWTH-Aachen und des Instituts für Geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben (GGA) in Hannover. In dem Forschungsvorhaben sollen Methoden entwickelt und erprobt wer- den, mit denen aus der Temperaturverteilung im tiefen Untergrund auf günstige Voraussetzungen für Endlagerstandorte geschlossen werden soll. Methoden, die unter anderem Blickwinkel auch für die Auswahl von Stand- orten für die Nutzung geothermischer Energie verwendet werden können.

Überblick über den Stand der Solartechnik (Teil 1)

Allgemeines

Solar-Energie ist z.Z. eine der meist geförderten alternativen Energietechniken und wird vom Staat entsprechend subventioniert, um die, im Vergleich zu konventioneller Energieerzeugung, immer noch sehr hohen Energiepreise attraktiver zu machen. Obwohl für zahlreiche Insellösungen - nicht nur in energietechnisch weniger erschlossenen Regionen der Erde - bereits heute Solarenergie erfolgreich verwendet wird, sind die Kosten im Inland meist ein Hindernis, Solar-Energie in größerem Umfang für die elektrische Stromerzeugung einzusetzen. Die Verwendung von Solar-Energie für die Warmwasserbereitung erfährt mittlerweile auch in Deutschland zu- nehmend Anwendung.

Fortsetzung aus Heft 8/2001

Teil 4: Metallgewinnung und Metalltrennung in Hütten-und Metallurgiebetrieben

Betrachtet man die Verfestigungsmethoden für Metallhydroxidschlämme aus Galvanik- betrieben, wie diese schon für das sichere Deponieren vorgeschlagen wurden, so stellt man fest, dass diese teilweise viel zu teuer sind, wenn man bedenkt, dass die Metalle in unserer Erdkruste bereits ähnlich vorliegen wie die erzeugten Galvanikschlämme. Das Gewinnen und trennen der Metalle aus den Erzen, die auch nur Gemische von Metalloxiden, Sulfiden und ähnlichen Verbindungen darstellen, ist schon seit der Bronzezeit bekannt. Wenn es sich sogar lohnt, Manganknollen aus 5000 Meter Tiefe vom Meeresgrund zu fördern und aufzuarbeiten, sollte es auch möglich sein, Galvanikschlämme in den Metallhütten als Rohstoffe wieder vollständig zurückzuführen.

Energie - ein Thema, das für politische, kommerzielle wie insbesondere auch umweltorientierte Aspekte herhalten muss. Ohne Energie keine Technik, kein Leben. Wohin - aus welchen Gründen auch immer - bewusste Energieverknappung führen kann, hat uns das Beispiel Kaliforniens zum Jahresbeginn gezeigt. Energie extrem zu verteuern, wird das Ziel des Energiesparens kaum erreichen, so lange sich damit noch Geld verdienen lässt; dafür wiederum gibt es auf unserem Globus noch genügend Möglichkeiten, so dass die Gelder zu den multinationalen Energie-Unternehmen auch dann fließen, wenn man sich in Deutschland wieder mit Petroleum und Stearinkerze begnügen wollte. Welche Regierung aber fände Wähler, die ihr eine Aufgabe der gewohnten Annehmlichkeiten anbeföhle?

Vorstellung der Firma Optnics Precision Ltd aus Ashikaga City (Japan) von Dr. Walter Bacher

Im Februar 2000 hatte ich bei einer Japanreise Gelegenheit, die Firma Optnics Precision Ltd in Ashikaga City zu besuchen, mit der schon einige Zeit vorher Kontakte bestanden, weil Optnics sich für die LIGA-Technik interessiert und in Japan Mitglied in einer LIGA Interest Group ist, der vor allem Forschungsinstitute angehören und die sich über die neuesten Errungenschaften dieser Technik auf dem Laufenden hält.
Schon kurz nach der Besichtigung hatte ich den Inhaber, Mr. Seichin Kinuta und seinen Mitarbeiter Mr. Etsuzo Noda, der das Büro der Firma in Osaka leitet, gebeten, einen Artikel für die MST-Seiten der Galvanotechnik zu schreiben, weil ich erwartete, dass sich unsere Leser für ein mittelständisches Unternehmen interessieren würden, das in Japan mit mikrotechnischen Erzeugnissen Geschäfte macht.
Einen kompletten Artikel habe ich von Optnics leider nicht bekommen, aber vor kurzem hat mir Mr. Noda Texte und Bilder geschickt, aus denen ich versucht habe, ein Firmenportrait zusammenzustellen.

Bericht über die HARMST-Tagung 2001 in Baden-Baden

Vom 17. bis 19. Juni 2001 fand in Baden- Baden der vierte HARMST-Workshop statt.
Die HÄRMST wurde 1995 von einigen engagierten Mitarbeitern im Projekt Mikrosystemtechnik im Forschungszentrum Karlsruhe gegründet und fand damals in einem relativ bescheidenen Rahmen in Karlsruhe statt. Man war sich vor sechs Jahren zunächst noch nicht einmal sicher, ob es eine zweite Veranstaltung geben würde, verabredete sich aber dann für 1997 wieder, dieses Mal nach Madison/Wisconsin, USA, wo der amerikanische LIGA-Pionier Henry Guckel wirkte, der in- zwischen leider nicht mehr lebt. Nach einer weiteren Veranstaltung im Jahr 1999 in Chiba in Japan wurde dann für 2001 das jetzige Treffen in Baden-Baden festgelegt, und heute zweifelt von den Beteiligten niemand mehr, dass auf absehbare Zeit die HÄRMST im zweijährigen Turnus in Europa, Amerika und Asien stattfinden wird.

Die Firma Axsun Technologies aus den USA hat an der Synchrotronstrahlenquelle Advanced Light Source (ALS) des Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien auf eigene Kosten ein Strahlrohr errichtet, das die Firma für die Produktion von LIGA- Komponenten benutzen wird. Am 15. Juni dieses Jahres wurde dieses Strahlrohr seiner Nutzung übergeben.
Axsun wurde erst 1999 gegründet. Die Firma produziert Baugruppen für optische Netzwerke auf der Basis mikrosystemtechnischer oder MEMS-Lösungen. Die technische Grundlage für den Aufbau ist eine mikrooptische Bank, die es erlaubt, aktive optische Komponenten, z. B. Laserdioden oder bewegliche Spiegel, mit passiven optischen Komponenten, z. B. Glasfasern, Linsen oder Gittern zu kombinieren und daraus flexibel einsetzbare Subsysteme her- zustellen, die gemäß einer Firmenmitteilung aus dem Juni 2001 nur etwa ein Zehntel der Größe der bisher erhältlichen haben und außerdem höhere Funktionalität bei geringerem Energieeinsatz bieten.