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Vakuum- beschichtung, der Tod der klassischen Galvanik?

Während galvanische Metallisierungen noch immer den Löwenanteil an technischen wie auch dekorativen Beschichtungen ausmachen, so haben sich in den letzten Jahrzehnten zunehmend physikalische Beschichtungsmethoden im Windschatten der Galvanik etabliert. Waren es zu Beginn eher Nischenanwendungen, so ist der Durchbruch in die breite Massenfertigung inzwischen längst gelungen. In der Härte und Möglichkeit zur Steuerung der Zusammensetzung der aufgebrachten Schichten galvanischen Schichten weit überlegen, haben solche alternativen Beschichtungsmethoden das Potential galvanische Überzüge komplett zu ersetzen?

Alles nicht so einfach

Heutzutage ist es recht einfach, in die Schlagzeilen zu kommen. Durch die elektronischen sowie durch sogenannte soziale Medien werden Informationen sekundenschnell ausgetauscht. Hier sieht man immer wieder die Gefahr einer nicht-filtrierten Weiter- und Wiedergabe der erhaltenen Informationen.

Eindrücke einer Reise nach Teheran

Auf Einladung von „Sanat-e Abkari Iran“, der Iranischen Gesellschaft für Galvanotechnik, hatte der Eugen G. Leuze Verlag, vertreten durch Dr. Richard Suchentrunk, im Oktober 2016 die Gelegenheit, sich über den Stand der Galvanotechnik im Großraum Teheran zu informieren und sich an der Verleihung des Prof. Kanani Preises teilzunehmen. Nachfolgend wird über die Festveranstaltung sowie die Besuche von Galvano-Fachbetrieben und Forschungsinstituten berichtet.

Für die deutsche Industrie wird 2017 ein Jahr voller Unsicherheiten

Der deutschen Industrie, die ihre Produkte zu einem Großteil in alle Welt exportiert, kann man fast mit Sicherheit voraussagen, dass 2017 ein Jahr voller Unsicherheiten werden wird, und zwar so, wie wir das noch nie erlebt haben. Beginnen wir aber mit den USA. Nie zuvor gab es einen amerikanischen Präsidenten mit – buchstäblich – keiner Vorerfahrung als Politiker. Und nie zuvor gab es einen amerikanischen Präsidenten mit so enormen Geschäftsinteressen in aller Welt (die meist den Namen Trump tragen). Präsident (General) Eisenhower (der von 1953 bis 1961 diente), war, das ist richtig, auch kein wirklicher Politiker. Aber als altgedienter Soldat war er ein Staatsdiener und hatte viele Jahre mit führenden US-Politikern gearbeitet. Nie zuvor in der amerikanischen Geschichte war ein designierter Präsident schon vor seiner formellen Amtseinführung so in Kontroversen verstrickt wie Mr. Trump. Kontroversen ranken sich um das Verhältnis mit Russland, von dem behauptet wird, es habe kompromittierende persönliche Informationen über Trump, mit denen es ihn erpressen könnte. Mr. Trump hat bereits die leitenden Mitglieder seines Kabinetts ernannt (die meisten davon Milliardäre oder Militärgeneräle) und viele haben bereits Ansichten, zum Beispiel zu Russland, zum Ausdruck gebracht, die sich ganz erheblich von denen Trumps unterscheiden.

Der September 2016 ging nicht nur meteorologisch als wärmster seit 1775 in die Geschichte ein, auch im Bereich der Schweizer Galvanotechnik kam es zu einem Novum. Am 29. September lud die Vereinigung der Lieferfirmen für die Oberflächentechnik, kurz genannt VLO, zu einer Fachtagung. Die Veranstaltung wurde im geographisch gut gelegenen Seminar-Hotel in Geroldswil/ZH abgehalten und fungierte als Erfahrungsaustausch zwischen Lieferanten und Anwendern.

Trockeneisstrahlen ermöglicht schonende Reinigung empfindlicher Werkzeuge

Die Qualität des Werkzeugs ist in allen Spritzgussprozessen ein wesentliches Kriterium für die Güte des Produkts. Eine umfassende Reinigung, die Fertigungsrückstände entfernt und dennoch die Oberfläche unbeschädigt lässt, ist daher unerlässlich – jedoch aufgrund komplexer Geometrien und Kavitäten meist mit sehr zeitintensiver Handarbeit verbunden. Der Werkzeugexperte Geiger Spritzgießtechnik hat diese Arbeit jetzt durch ein modernes Verfahren zum Abtragen von Schmutz oder Belägen per Trockeneisstrahlen ersetzt: Die Technik nutzt eine Kombination aus thermischen, kinetischen und thermodynamischen Effekten, um die Verschmutzung gewissermaßen abzusprengen. Anders als bei mechanischen oder chemischen Methoden wird die darunter liegende Werkzeugoberfläche dabei nicht beeinträchtigt oder korrodiert. Auch bleiben keine Reinigungsmittelrückstände auf der Form, da sich das CO2-Eis während des Prozesses in Gas umwandelt und verflüchtigt. Geiger kann auf diese Weise die hohen Ansprüche an die Sauberkeit der Werkzeuge in kürzerer Zeit erfüllen, was sich in einem höheren Durchsatz bei gleichzeitig gesteigerter Qualität niederschlägt.

Elastomere sind in weiten Teilen des täglichen Lebens zu finden. Ob im Haushalt, Handwerk oder der Industrie, ob als Reifen, Dichtungsringe oder Gummibänder – Elastomere sind seit Jahrzehnten ein wesentlicher Bestandteil für eine Vielzahl an Produkten. Sie eignen sich zum Dichten, Dämpfen, als Schutz, Verbinder oder für Trennaufgaben.

Was ist Industrie 4.0?

Heute wird überall das Schlagwort Industrie 4.0 verwendet. Doch was bedeutet dies überhaupt? Ergeben sich dadurch Chancen und Vorteile in einem Betrieb für Oberflächenbeschichtung? Wenn ja, welche?

Die REACh-Verordnung ist zur Zeit das bedeutendste Werkzeug zur Regulierung und Reglementierung von Chemikalien und gefährlichen chemischen Stoffen in der Europäischen Union. Um diese Verordnung umsetzen und das Erfüllen der aus ihr erwachsenden Verpflichtungen für die mit der Herstellung, dem Inverkehrbringen und der Verwendung von chemischen Stoffen befassten Industrien bzw. Unternehmen überwachen zu können, bedarf es entsprechender behördlicher Strukturen nicht nur auf EU-Ebene, sondern auch auf nationaler Ebene. Im Rahmen der dabei durch die REACh-Verordnung gewährten Umsetzungs- und Gestaltungsfreiheit sind die einzelnen EU-Mitgliedstaaten zu unterschiedlichen Ausgestaltungen der Behörden und ihrer Strukturen gekommen.

Aufgrund der zunehmenden Komplexität elektrochemischer Prozesse ist die fachliche Qualifikation des Betreibers der Galvanoanlage und somit der Galvanotechniker von größter Bedeutung. Bestmögliche Praxiskonditionen bereits während der beruflichen Ausbildung sind die ideale Voraussetzung, um die späteren, unterschiedlichsten Beschichtungsprozesse im industriellen Einsatz sicherzustellen. Für plating electronic GmbH, als einer der führenden Hersteller von kundenspezifischen Gleichrichtern, steht die enge Zusammenarbeit mit den Ausbildungszentren schon immer im Fokus. Die Auszubildenden sind nach Abschluss die zukünftigen Entscheidungsträger in den Unternehmen der Galvano-, Oberflächen- und Leiterplattentechnik. Dies ist die Motivation für das Engagement von plating electronic GmbH berufliche Ausbildungszentren mit Schwerpunkt Galvano-, Oberflächen- und Leiterplattentechnik bereits seit Jahren mit neuesten und kostenlosen Galvanikgleichrichtern zu unterstützen.

Um erfolgreich zu sein, müssen Beschichtungen der Zukunft effizienter einsetzbar sein und darüber hinaus in ihrem Eigenschaftsprofil zumindest den etablierten Beschichtungen entsprechen. Für viele innovative Beschichtungslösungen ist es oftmals schwierig, die für den Marktzugang erforderlichen Anforderungskataloge zu erfüllen. Deshalb setzt das Fraunhofer IPA vermehrt auf bereits bestehende Beschichtungssysteme, bei denen versucht wird, das Eigenschaftsprofil gezielt durch Funktionalisierung der beteiligten inneren Grenzflächen zu verbessern.

Am 9./10.November 2016 hat der Fachausschuss Edelmetalle sein 25-jähriges Jubiläum anlässlich der 54. Sitzung bei der Firma Montblanc in Hamburg begangen. Am 17.10.1991 fand die konstituierende Sitzung des DGO-Fachausschusses Edelmetalle in den Räumen der damaligen Degussa-Galvanotechnik, heute Umicore-Galvanotechnik, statt (Abb. 1). Gründer des Fachausschusses sind Hasso Kaiser (Schwäbisch Gmünd) und Volkmar Rößiger (Freiberg) gewesen (Abb. 2). Die Gründung des Fachausschusses 2 Jahre nach dem Mauerfall darf zu Recht als ein Stück Wiedervereinigung auf der Verbands­ebene bezeichnet werden.

Funktionelle Oberflächensysteme

Im Rahmen der Berichterstattung über die vom 21. bis 23.09.2016 in Garmisch-Partenkirchen veranstalteten ZVO-Oberflächentage werden mit diesem Fortsetzungsbeitrag die Fachvorträge vorgestellt, die sich thematisch mit funktionellen Schichten befassten. Der Vortragsblock wurde geführt von Karl-Hermann Klobes, ZVO e.?V.

Mit einer Diskussion der Perspektiven – Fortsetzung aus Heft 1/2017

Nach Jahren einer empfundenen Stagnation in der Entwicklung der Wasserstofftechnologien beobachtet man neuerdings wieder verstärkte Aktivitäten im Bereich der Herstellung, Speicherung und Verwertung von Wasserstoff. Zeitweise hohe Überschüsse von so genanntem grünen Strom ließen sich zudem gut im Rahmen einer Wasserstofftechnologiestrecke verwerten. Auch die ersten nennenswerten technischen Elektrolysen waren an regenerative Energiequellen gebunden. Wasserkraftwerke an europäischen und nordamerikanischen Flüssen bildeten die Grundlage für Großelektrolysen, in denen auch Wasserstoff als Neben- oder Hauptprodukt erhalten wurde. In Askov (Dänemark) wurde erstmalig Wasserstoff aus Windstrom generiert. Der Beitrag gibt eine Übersicht zu diesen Anfängen und diskutiert Perspektiven.//

After a longer time, felt like a stagnation of hydrogen technology development, nowadays, more activities in the field are apparent considering generation, storage and use of hydrogen. Temporary high surplus of electricity from so-called green energies has led worldwide to new considerations. In addition, the very first technical hydrogen generation at larger scale was based on green energy sources such as waterpower – due to economic reasons. Hydropower plants in Europe and Northern America were used to produce hydrogen as a side or main product. For the first time, in Askov (Denmark) hydrogen was generated from wind energy conversion into electricity. The paper gives an overview mainly over the beginning of electrochemical hydrogen production. Development in future is discussed.

Vor dem Hintergrund der Ressourceneffizienz und einer optimalen Beschichtungsqualität in der Kunststoffgalvanik ist es wichtig, Frischwasserspülen so sauber wie möglich zu halten und dabei eine Kreislaufführung des Wassers zu ermöglichen. Doch insbesondere in Spülen eingetragene mikro-biologische Verunreinigungen können zu Biofilmen führen und in kürzester Zeit die Qualität der Spüle nachteilig verändern, so dass es zu einem schlag-artigen Anstieg der Ausschussquoten kommt. Was sind überhaupt Biofilme, wie kommen sie in die Spülen und wie können sie verhindert werden? Genau diesen Fragestellungen wurde im Rahmen des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (KVP-Prozess) bei der Fischer Oberflächentechnologie GmbH nachgegangen, um insbesondere Anlagenfahrer für dieses Thema zu sensibilisieren und erhöhte Ausschussraten geschuldet durch Biofilme zu vermeiden. Begleitet wurde dieser Prozess von der Coulomb Water Technology GmbH. In der ersten Projektphase wurde eine „Verkeimungs-Landkarte" erstellt, welche Art, Intensität, periodisches Auftreten, Infektionswege und äußere Einflüsse der Mikroorganismen umfasst. Hierzu fanden ausführliche Beprobungen verschiedener, galvanotechnischer Spülen statt. Die zweite Phase beinhaltete die Ausarbeitung möglicher, verfahrenstechnischer und organisatorischer Maßnahmen, die sowohl den Eintrag als auch das Wachstum der Mikroorganismen in Spülen verhindern. Schließlich wurde ein Frühwarnsystem entwickelt, das zur schnellen Erfassung von mikrobiologischen Frachten im Frisch- und Spülenwasser herangezogen werden kann.// 

Against the background of resource efficiency and optimal coating quality in plastics electroplating it is important to keep fresh water rinsing stages as clean as possible while enabling a circular, re-use water flow. But especially the microbiological contaminations entering the rinsing equipment can lead to the generation of biofilms, degrade the rinsing quality in a very short time and cause a sudden rise of reject rates. What are these biofilms anyway, how do they enter the rinsing equipment, and how can they be prevented? Exactly these research questions were pursued in the framework of the continuous improvement process (KVP-Prozess) Installed at Fischer Oberflächentechnologie GmbH, aiming at the sensitization especially of plant operators to this topic, and to avoid the higher reject rates caused by biofilms. This process was supported by Coulomb Water Technology GmbH. In the first project phase a „contamination map“ was created, which determines the kind of micro-organisms, their intensity, periodic occurrence, infection paths and external impacts. In regard to this, an extensive sampling of various kinds of galvanotechnic rinsing stages was undertaken. The second phase comprised the preparation of the appropriate, process-oriented and organizational measures, which prevent the entry as well as the growth of these micro-organisms. Finally, an early warning system was developed that can be utilized to detect microbiological loads in fresh and rinse waters.

Nanosheets: Eine in-situ FTIR und QMB Studie

Das elektrochemische Verhalten von Graphenoxid – einem vielversprechenden Material für sensorische und elektronische Anwendungen – wurde in wässrigen Lösungen auf Gold und Platin untersucht. Die anodische Abscheidung hängt mit dem polyanionischen Charakter von Graphenoxid zusammen, welcher wiederum vom pH abhängt. Die Abscheidung findet gleichzeitig mit der Oxidation von Phosphat zu Peroxodiphosphat und der Sauerstoffentwicklung statt. Scanning Electrochemical Microscopy zeigte eine inhomogene anodische Adsorption. Die kathodische Adsorption basiert auf der Reduktion von Graphenoxid zu reduziertem Graphenoxid, welches eine geringere Löslichkeit zeigt. Die anodische Sauerstoffentwicklung führt zu einer Desorption von Graphenoxid, während die kathodische Wasserstoffentwicklung lediglich die weitere Adsorption von Graphenoxid verhindert. In-situ FTIR Spektroskopie wurde eingesetzt, um die Rolle von Phosphat während der Graphenoxidreduktion zu durchleuchten und um strukturelle Veränderungen der Graphenoxidbeschichtung zu beobachten.// 

The electrochemical behavior of graphene oxide – a promising material in sensorics and electronics applications – was investigated in aqueous suspensions on platinum and gold. The anodic deposition relied on the polyanionic character of graphene oxide depending on the pH. The deposition took place simultaneously with the oxidation of phosphate to peroxodiphosphate and the oxygen evolution. Scanning electrochemical microscopy showed an inhomogeneous anodic adsorption. The cathodic deposition is based on the reduction of graphene oxide to reduced graphene oxide, which showed reduced solubility. Anodic oxygen evolution led to the desorption of graphene oxide anions, whereas hydrogen evolution blocked further adsorption of reduced graphene oxide but caused no desorption. In-situ FTIR spectroscopy was used to clarify the role of phosphate in the reduction mechanism and to observe structural changes of the graphene oxide coating.

Neues aus der Fachwelt

Aus den Unternehmen

Wichtiges in Kürze

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Knapp 30 Tage ist Trump nun im Amt und mehr denn je spaltet er die Welt. Unter besonderer Beobachtung steht seine Wirtschaftspolitik. Grundlage derer ist die präsidiale Sicht der Lage: Der Produktionsstandort Amerika ist verwüstet, Millionen Jobs sind ins Ausland verschwunden. Dagegen hilft nur noch ein Mittel: Märkte dicht. Alles, was US-Bürger und US-Unternehmen auch aus heimischer Produktion kaufen könnten aber billiger aus dem Ausland kommt, wird mit Zöllen belegt. Das könnte besonders die europäische Wirtschaft hart treffen, denn die USA sind unser wichtigster Handelspartner: Das Gesamthandelsvolumen zwischen Europa und den USA beträgt 621 Milliarden Euro. Aus der EU gehen Waren im Wert von rund 371 (davon deutsche: 114) Milliarden nach Amerika, nur rund 250 (83) Milliarden Euro sind es in der Gegenrichtung. Überhaupt: Die Amerikaner sind Importweltmeister, die seit Jahren über ihre Verhältnisse leben. Dazu kommt: Auch in Sachen Investitionen und Beteiligungen haben wir (in diesem Fall Deutschland alleine, nicht EU) die Nase vorn: 2200 US Firmen sichern in Deutschland 600?000 Arbeitsplätze. Umgekehrt aber sind 3500 deutsche Unternehmen Garant für fast 650?000 amerikanische Jobs. Und das ist der zweite Dorn im Auge des neuen Präsidenten. Macht er nun tatsächlich Ernst und die Märkte dicht, so könnte das schmerzhaft für unsere Unternehmen werden.

Fachzeitschriften aus aller Welt...    für Sie gesichtet!

Mikroverfahrenstechnik- ein neuer erfolgversprechender Ansatz in der Industrie

Die Mikroverfahrenstechnik befasst sich mit chemischen Reaktionen und Grundoperationen der Verfahrenstechnik in Komponenten und Systemen, deren charakteristische Abmessungen typischerweise zwischen 1 pm und 1mm liegen. Zur Veranschaulichung: Die Strömungskanäle dieser Komponenten können dünner als ein menschliches Haar sein. Verfahrenstechnische Apparate wie Reaktoren, Mischer, Wärmetauscher oder ähnliche lassen sich dadurch auf engstem Raum realisieren. Die Verfahrenstechnik folgt damit dem Trend der Miniaturisierung, wie er in anderen Technologien, z. B. der Sensorik, Analysentechnik oder Mikroelektronik, bereits verfolgt wird. Dies macht sie aus gutem Grund, denn mikroverfahrenstechnische Komponenten bergen Vorteile, deren Nutzen wir direkt spüren werden.

So werden sie zukünftig direkt in Produkten des täglichen Gebrauchs zu finden sein. Es wird zur Zeit intensiv daran gearbeitet, mittels Mikroverfahrenstechnik das Reforming von Methanol zu Wasserstoff zu miniaturisieren. Der gewonnene Wasserstoff wird in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung eingesetzt, um mobile elektrische Geräte wie z. B. Handys oder Laptops über lange Zeit zu betreiben.