Artikelarchiv

Mit der Novellierung der TA-Luft im Jahr 2002 wurden für NOx-Abgasreinigungsanlagen durch den Gesetzgeber neue Grenzwerte vorgegeben.

Die alkalische Wäsche ist ein häufig angewendetes Reinigungsverfahren, bei dem oft neben NO und NO2 auch andere Komponenten, wie HF oder SO2, gleichzeitig gereinigt werden müssen. Solche typischen Prozesse bestehen in der Galvanik beim Beizen von Blechen. Als Beizmedium wird Salpetersäure oder ein Gemisch aus Salpetersäure/ Schwefelsäure oder Salpetersäure/Flusssäure ver- wendet.

3            Systematisierung der Abfälle im Bereich Metalloberflächenveredlung

3.1            Flüssige und pastöse Abfälle

Der galvanische Prozess als solcher verläuft nahezu abfallfrei. Die Abfälle entstehen im Wesentlichen durch verbrauchte Prozesslösungen sowie im Ver- lauf der Abwasserbehandlung.

Bei den folgenden Betrachtungen stehen die beson- ders überwachungsbedürftigen Abfälle im Mittel- punkt. Für die hausmüllähnlichen Abfälle sind die regionalen Entsorgungsmöglichkeiten, ggf. unter Beachtung der Andienungs- und Überlassungs- pflichten bei Abfällen zur Beseitigung, zu nutzen. Weiterhin unberücksichtigt bleiben (zwar häufig auch in der Oberflächentechnik anfallende, jedoch nicht galvanotypische) Abfälle wie Altlacke, Fette, Desinfektionsmittel u.ä.

Einleitung

Zinn-Zink-Legierungsschichten wurden vor etwa 40 Jahren [1] erstmals vorgeschlagen und haben auf Grund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften in der Industrie schnell Anwendung gefunden. Die Über- züge schützen Stahl anodisch. In Meeresumgebung weisen sie die gleiche Korrosionsbeständigkeit wie Kadmiumüberzüge auf und übertreffen damit die von reinen Zinküberzügen [2, 3]. Sie zeichnen sich durch eine hohe chemische Beständigkeit gegen Derivate des Erdöls und gegen verschiedene Schmier- und Bremsflüssigkeiten aus. Eine ihrer wertvollsten Eigenschaften ist deren ausgezeich- nete Lötbarkeit, die auch nach längerer Lagerung der beschichteten Teile erhalten bleibt.

Zur Abscheidung von Zinn-Zink wurden ver- schiedene Elektrolyte vorgeschlagen, industrielle Anwendung haben jedoch bis jetzt nur die cya- nidischen Lösungen gefunden [4]. Die Autoren haben einen alkalischen cyanidfreien Elektrolyten entwickelt [5], der eine nahezu unbegrenzte Stabili- tät bei Lagerung und Betrieb aufweist und die Her- stellung von feinkristallinen Überzügen bei hohen Stromausbeuten ermöglicht. Ähnlich den cyanid- haltigen erlaubt der neue Elektrolyt eine Abschei- dung von Zinn-Zink unter industriellen Bedingun- gen. Nachteilig ist allerdings der relativ hohe Preis im Vergleich zu cyanidischen Elektrolyten.

In der vorliegenden Arbeit setzten sich die Autoren das Ziel, den Elektrolyten zu modifizieren, seinen Preis zu senken, ohne die Eigenschaften zu beein- trächtigen, sowie die halbindustrielle Abscheidung von Zinn-Zink-Legierungen mit löslichen und unlöslichen Anoden zu untersuchen und die Schutz- eigenschaften der Überzüge zu charakterisieren.

Ende 2001 hatte die Deutsche Industriebank IKB eine Prognose abgegeben, dass die Branche Ober- flächenveredelung mit etwa 12 % die höchste Wachstumsrate erwarten ließ (Galvanotechnik Heft 1/2002, Seite 160). Ob der Wert von 12 % erreicht wurde, kann derzeit nicht bestätigt oder demen- tiert werden. Dass aber die Oberflächentechnik gegen den Trend der übrigen Industrie mit Wachstum beschert ist, steht außer Zweifel. Dies wurde u.a. von der DGO im Rahmen einer Pressekonferenz auf dem 25. Ulmer Gespräch (Beitrag auf Seite 1683 und 1684 in diesem Heft) verkündet, und die Beschichter und Chemiehersteller der Galvanotechnik bestätigen die positive Ertragslage, trotz der derzeitigen düsteren Wirtschaftsaussichten.

Es scheint, dass in den letzten Jahren die Entwicklung der Oberflächentechnik, insbesondere Galvanik und Lackiertechnik einschließlich der peripheren Umwelttechnik stagniert. Ein paar Veränderungen von Badzusätzen, Substitution toxischer Stoffe wie Cyanid, Chromat oder Cadmium durch weniger toxische, dafür aber in ihrer universellen Wirksamkeit merklich eingeschränkte, Senkung der Grenzwerte bis hin zu mit wirtschaftlichen Mitteln nicht mehr sicher beherrschbarer Größenordnung – aber gravierende Inno- vationen, wo sind sie?

Die auf Grund nachlassender wirtschaftlicher Effizienz reduzierten Entwicklungskapazitäten werden durch vorgenannte Maßnahmen offenbar so weit beansprucht, dass sie für wirkliche Innovationen nicht mehr reichen. An den Hochschulen wird die Oberflächentechnik mangels Interesse sichtbar rudimentär. Es scheint, dass es nichts mehr zu entwickeln gibt. Doch Resignation zeichnet das Ende voraus. Wo nichts mehr entwickeln wird, verkümmert die Technik. Und Oberflächentechnik ist eine Schlüsseltechnologie für nahezu alle anderen Technologien.

Bericht über das japanische Hochschulwesen

Grundlegende Änderungen im japanischen Hochschulwesen sollen dazu beitragen, die Wett- bewerbsfähigkeit des Landes zu sichern. Zu den Maßnahmen gehören eine zunehmend leistungsori- entierte, selektive Förderung der Universitäten, die Intensivierung der Kontakte zwischen Hochschulen und Industrie sowie eine schnellere Vermarktung wissenschaftlicher Erkenntnisse – die ersten Schritte sind bereits getan.

In Japan wird exzellente Naturwissenschaft betrieben. Dies bezeugen nicht zuletzt auch die Nobelpreisverleihungen in Chemie und Physik der letzten drei Jahre1). Der Trend wird sich fortsetzen. Im Fünfjahresplan des Council for Science and Technology, der vor drei Jahren an den damaligen japanischen Premierminister Yoshino Mori ging, ist eines der erklärten Ziele, über die nächsten 50 Jahre 30 Nobelpreisträger in den Naturwissenschaften zu stellen.

Einleitung

Durch mikrostrukturierte fluidische Elemente wie z. B. Kanäle und Düsen können kleinste Volumina mit hohem Integrations- und Miniaturisierungsgrad bei geringstem Energieverbrauch und mit hoher Prä- zision gehandhabt werden. Typische Anwendungen im Bereich der Life Sciences sind Dosierung von Medikamenten, Pipettieren in der medizinischen Diagnostik und parallele Dosierung einer Vielzahl verschiedener Reagenzien für Screening-Analysen (HTS). Dabei können die fluidischen Bauteile in der Regel nur einmal verwendet werden. Eine Reinigung ist meist technisch unmöglich oder zu teuer. Dies macht eine kostengünstige Produktion in hohen Stückzahlen erforderlich. Somit bietet der Einsatz von Kunststoffen gegenüber der Silizium- technologie entscheidende Vorteile. In diesem von der AiF geförderten Vorhaben wird die Herstellung von Mikrofluidikbauelementen aus Kunststoffen durch Präzisionsspritzgießen sowie verschiedene Fügetechnologien zur Erzeugung geschlossener Mikrostrukturen erarbeitet. Das Vorhaben wird gemeinsam mit dem HSG-IMIT (Hahn-Schickard- Institut für Mikroaufbautechnik) bearbeitet, wo der Entwurf und Test der Strukturen durchgeführt wird. Im HSG-IMAT werden die technologischen Arbei- ten durchgeführt, insbesondere zu Bauteilekon- struktion, Werkzeugherstellung, Mikrospritzgießen und Fügetechnik.

 Kleinstformat, geringer Energiebedarf und hohe Lebensdauer machen Innovation interessant für den Massenmarkt

Ein Handy mit integriertem Brandgassensor hört sich nach Science fiction an. Wenn es aber nach den Münch- nern Martin Zimmer und Professor Dr. Ignaz Eisele geht, ist das keine Zukunftsmusik: Spätestens 2004 wollen sie mit ihren Gassensoren auf Chip-Basis auf den Markt gehen. Diese sind nur stecknadelkopfgroß und spüren unterschiedliche Gase auf – um so auf Gefahren für die Gesundheit aufmerksam zu machen. Mit dieser Idee belegten die beiden als Team LENA beim Dortmunder start2grow-Gründungswettbewerb für Mikrotechnik Ende letzten Jahres den ersten Platz.

Der Gassensor von LENA (Light Electronic Nose Appli- cations) ist aus zwei Teilen aufgebaut. In der unteren Partie, dem Halbleiterteil, ist der Feldeffekttransistor (Source und Drain) implantiert. Der obere Sensordeckel positioniert die sensitive Schicht über dem Transistor. Einlasskanäle und der dünne Luftspalt zwischen Sen- sordeckel und Halbleiterteil ermöglichen den schnel- len Gastransport. Der Gassensor funktioniert wie ein konventioneller Feldeffekttransistor. Er wird allerdings nicht aktiv über ein Gatepotential gesteuert, sondern die Gasanlagerung allein bewirkt die Potentialänderung am Gate. Das Resultat ist in beiden Fällen dasselbe, nämlich eine Änderung des Source-Drain-Stromes, der beim Sensor als Messsignal dient.

Bericht über die 11. Sitzung des DGO-Fachausschusses „Mikrosysteme und Oberflächentechnik“

Am 28. März 2003 fand bei der BAM in Berlin die 11. Sitzung des DGO-Fachausschusses Mikrosys- teme und Oberflächentechnik statt. Eine gute Übung in diesem Kreis ist es, sich am Vorabend zu treffen, um in entspannter Atmosphäre beim Abendessen fachliche und persönliche Kon- takte zu pflegen. Dieses Mal hatten wir das Glück, dass Prof. Paatsch, unser Gastgeber bei der BAM, sich unserer annahm. Er holte uns persönlich im Hotel in Steglitz ab und fuhr mit uns per S-Bahn nach Berlin-Mitte, wo wir unter seiner kundigen Führung einen kulturhistorischen Spaziergang vom Pariser Platz, vorbei am Hotel Adlon, durch das Branden- burger Tor zum Reichstagsgebäude und in dessen Umgebung machten. Vieles an historischen Fakten konnte aufgefrischt werden oder wurde neu erfahren. Zur Stärkung führte er uns in ein richtiges Berliner Lokal, das als Speiselokal wie auch als literarisches Café/Restaurant eingerichtet ist und in dem die Speisekarte typische Berliner Gerichte bietet.

Der Internet-Informationsdienst Small Times aus USA bringt jede Woche eine aktuelle Auswahl von Artikeln/ Kommentaren zur Mikro- und Nanotechnik. In der zweiten Maiwoche waren zwei Artikel dabei, die sich mit MEMS und Nanotechnik und deren Einsatz im Krieg bzw. in der Terrorismusbekämpfung beschäftigten. Der eine Artikel beginnt mit der Feststellung, dass der Irak-Krieg das US-Militär in einem sehr frühen Stadium der Umsetzung der MEMS-Technik in die Kriegführung ereilt hat. Nur einige wenige Arten von Mikrosystemen seien in Waffensystemen implementiert gewesen, die zum Beschuss von Zielen im Irak dienten, hauptsächlich in Kampfflugzeugen zur Lagedetektion, zum Navigieren und als Landehilfen bei schlechten Wetterbedingungen, ebenso in Leit- und Zielsystemen für Bomben, Raketen etc. an Bord der Kampfflugzeuge. Über andere Anwen- dungen dürfen die Hersteller und Lieferanten vielfach nicht berichten, weil sie der militärischen Geheimhaltung unterliegen.

Schichtsystem von CemeCon mit hervorragenden Ergebnissen

Der Trend ist eindeutig: Stand vor einigen Jahren noch allein die Hochgeschwindigkeitszerspanung im Mittelpunkt des Interesses, so setzt sich heute eine ganzheitliche Betrachtung der Produktivität immer stärker durch. Höhere Gesamtleistung bei geringeren Kosten, so lautet das Motto dieser neuen Philosophie. Lange Lebensdauer und eine optimale Performance der Werkzeuge spielen auch weiterhin eine wichtige Rolle – und die richtige Beschichtung. Mit den Supernitriden ist es Ceme- Con gelungen, ein Schichtsystem zu entwickeln, das im konkreten Fall bereits enorme Produktivi- tätsvorteile erreichte.

Die ganzheitliche Betrachtung des Produktions- vorgangs zeigt ungenutzte Potenziale auf und hilft dadurch, Kosten zu senken. Dabei muss der gesamte Weg des Produkts – vom Rohmaterial bis hin zum Finishing – in die Planungen einbezogen werden. Flexible Anlagen und schnelle sowie stand- feste Werkzeuge lautet die Forderung der Industrie. Gerade Werkzeughersteller sind also besonders gefordert, denn mit Standardlösungen lassen sich diese Vorgaben nicht erfüllen. Nur mit speziell angepassten Werkzeugen können die geforderten Produktivitätsvorteile erreicht werden und dabei sind moderne Schichtwerkstoffe in der Lage, zu entscheidenden Verbesserungen beizutragen.

Introduction

High density, corrosion-, and wear- resistant phy- sical vapor deposition (PVD) hard coatings with excellent adhesion to steel are in high demand for a wide range of applications in the metal forming, plastic moulding, machining, automotive, petro- chemical, food industries and as decorative applica- tions. Existing PVD techniques such as magnetron sputtering and arc evaporation suffer from porous microstructure due to low ionization in the former or from defects generated by macroparticles in the latter case. A number of theoretical and experimen- tal works have indicated an enhanced densification of growing films when high ion-to-neutral ratios are present in the plasma and the deposition flux [1-3]. An appropriate control of the energy of ion bombardment during deposition allows the microstructure density and surface roughness to be tailored to specific wear or corrosion intensive applications. Important to the performance of coat- ings, especially in demanding metal cutting appli- cations, is the adhesion to the substrates [4]. Metal ion implantation prior to coating deposition on steel substrates has been shown to promote localized epitaxial growth and improve the adhesion of even highly stressed superhard nanoscale composition- ally modulated coating systems [5, 6].

Die Schweiz zählt international zu den führenden Ländern in der Nanotechnologie. Forschung und Ent- wicklung auf diesem Gebiet sowie die gezielte Umsetzung in marktfähige Produkte haben bei vielen Schweizer Unternehmen hohe Priorität. Mit dem Forschungsprogramm TOP NANO 21, das der Rat der Eidgenössischen Technischen Hochschulen (ETH-Rat) am 1. Januar 2000 initiiert hat, wurde unter dem Motto Der Nanometer in Forschung und Technologie des 21. Jahrhunderts ein zukunftsweisendes For- schungsprogramm auf den Weg gebracht. Der ETH-Rat hat zu seiner Finanzierung für den Zeitraum 2000 bis 2003 rund 60 Millionen Franken bereitgestellt. Ziele des Programms sind die Stärkung der Schweizer Wirtschaft durch die Einführung von Nanotechnologien, die Erweiterung des Wissens durch Integration von Nanodisziplinen in die Forschungslandschaft, ihre industrielle Umsetzung und die Gründung neuer Unternehmen. Dies soll durch die vernetzte Umsetzung von Schlüsseltechnologien im Bereich des Nano- meters erfolgen. Die Palette der Forschungsthemen umfasst Nanoschichten und -oberflächen, -werkstoffe, -partikel, -manipulation und -strukturierung, integrierte Schaltungen, Nanospitzen, -sonden und -werk- zeuge, -vervielfältigung und Nanoanalytik.

Ein Seminar der Technischen Akademie Wuppertal e.V.

Die Technische Akademie Wuppertal wurde 1948 als gemeinnütziger eingetragener Verein gegründet. Dahinter stand die Idee der Gründer aus Wirtschaft und Öffentlicher Verwaltung, eine Einrichtung zur Weiterbildung Berufstätiger zu schaffen. Die Akademie bietet Weiterbildungsmaßnahmen für alle Bereiche des Berufslebens. Die Lehrgebiete kommen aus der Technik, Wirtschaft, Führung und Recht. Neben Lehrgängen und Seminaren in TAW- Weiterbildungszentren finden Veranstaltungen in der ganzen Bundesrepublik Deutschland und im deutschsprachigen Ausland statt.

Nun, ganz soweit sind wir noch nicht, dass man Lacke und Farben im Hofladen eines Biobauern kaufen kann. Nachwachsende Rohstoffe, in Neudeutsch abgekürzt NaRo, erlangen jedoch immer größere Bedeutung und werden in zunehmendem Maße auch eingesetzt. Dabei spricht man nicht mehr nur über Raps und andere Ölpflanzen oder natürliche Faserstoffe aus Hanf und Flachs. Längst sind über die Energiepflanzen hinaus NaRo als Bestandteile von Lacken, Klebstoffen und vielen anderen Industrieprodukten in Verwendung. Zu diesem Thema fand im März 2003 in Tübingen ein Symposium mit Fachvorträgen und Posterausstellung statt. Namhafte Experten aus Politik und Industrie diskutierten zwei Tage lang Chancen, Möglichkeiten, Vorteile aber auch Nachteile der NaRo ?s.

So sind zwar die Anbauflächen dafür in Deutschland bis heute auf ca. 8,5 % der Gesamtanbauflächen angewachsen, aber vor allem Ölpflanzen werden hier angebaut. Dabei gibt es auch andere interessante Entwicklungen und Einsatz- gebiete, z. B. bei eigentlichen Lackrohstoffen. So wurden von der Hobum Harburger Fettchemie in Kooperation mit Alberdingk Boley neue pflanzenölbasierende Polyole für PUR-Fußbodenbeschichtung und wässrige Dispersionen vorgestellt. Prozessvorteile ergeben sich unter anderem durch die niedrigere Präpolymerviskosität. Gute Stabilität, Chemikalienbeständigkeit und Wasserfestigkeit bei sehr gutem Verlauf, Glanz und Fülle, eine gute Barrierewirkung gegen Fett sowie eine verbesserte Haptik (bei Polyesterpolyolen aus Dimerfettsäuren) sind hier ebenfalls zu nennen. Zugleich vorgestellt wurde eine neue, phosgenierungsfreie Synthese von Nonadecyldiisocyanat (NDDI), mit der eine neue Isocyanatkomponente ausschließlich aus NaRo hergestellt werden kann.

Badkontrolle einer alkalischen Entfettung

Frage: Wie fast jede Lohngalvanik haben auch wir damit zu kämpfen, dass der Verschmutzungs- und Verölungsgrad der angelieferten Teile oft stark schwankt. Damit wir mit der Entfettung auf der sicheren Seite liegen, haben wir uns daran gewöhnt, unser Entfettungsbad öfters neu anzusetzen. Da wir nicht nur viel Reinigerchemikalien verbrauchen, sondern die verworfenen Bäder auch ent- sorgen müssen, geht das allerdings ziemlich ins Geld. Wir würden das Bad daher gerne nachschärfen und suchen eine einfache Methode, um es analytisch zu überwachen. Es handelt sich um ein alkalisches Tauch-Entfettungsbad, das bei 50–60 °C betrieben wird. Als zweite Stufe folgt ihm eine elektrolytische Entfettung.