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Die Klima- und Energieprognosen der Umwelt-Organe unterstreichen durch Horror-Szenarien die Bedeu- tung von Klima- und Umweltschutz. Die Finanzierung wird mit Schaffung neuer Arbeitsplätze im Umwelt- bereich motiviert; unerwähnt bleiben die Arbeitsplätze, die durch nicht mehr bezahlbare Forderungen verloren gehen oder ins kostengünstigere Ausland abwandern; denn dort werden auch Umweltschutzgüter – aber oft preiswerter – produziert.

Doch unsere grün eingefärbte Politik lässt einen anderen – zugegebenerweise makabren – Schluss zur Erfüllung der hochgesteckten deutschen Klimaziele zu: Die Zeitschrift Umwelt 10/2002 (siehe Beitrag in diesem Heft) weist aus, dass im Jahr 2001 rd. 44 Mio. t CO2 eingespart wurden, das entspricht nach dieser Betrachtung einem Äquivalent von 4,4 Mio. Deutschen; denn man hat errechnet, dass auf jeden Bundesbürger der gesamtdurchschnittliche Ausstoß von 10 t CO2/Jahr entfällt. Bis zum Jahr 2010 soll der CO2-Ausstoß um insgesamt 70 bis 75 Mio. t gesenkt werden – äquivalent zu 7 bis 7,5 Mio. Bürgern, z. B. der Einwohnerzahl Niedersachsens. Und wenn die erwünschte weitere Verdoppelung bis 2020 erreicht wird, dann entspräche das rd. 15 Mio. Bürgern, die – theoretisch – dann nicht mehr atmen.

Der Karlsruher MicroCar ist ein Schlüsselprojekt für die Mikrofabrik von morgen

 Der in den 1990er Jahren angekündigte Vormarsch der Mikrosystemtechnik lässt noch auf sich warten. Ausnahmen gibt es durchaus, etwa Crash-Sensoren für Automobile oder Druckköpfe von Tintenstrahl- druckern. Sie vereinen auf einem Silizium-Chip sowohl eine mechanische Komponente als auch die zu ihrer Steuerung erforderliche Elektronik. Vieles mehr sollte längst auf dem Markt sein, das das Label Mikromechatronik verdient, doch leider passen die Welten der Mechanik und der Elektronik nicht immer gut zusammen, zumal nicht jede mechanische Komponente in Silizium herzustellen ist. Wer es – zumindest für ein spezielles Produkt – geschafft hat, beide wirtschaftlich zu vereinen, behält dieses Wissen gern als Betriebsgeheimnis für sich. Das betrifft auch die erforderlichen Fer- tigungsmethoden und -maschinen. Von der Stange gibt es sie nicht zu kaufen. Unternehmen, die nicht die Mittel haben, eine produktspezifische Fabrika- tionstechnik aufzubauen, haben das Nachsehen. Ergebnis: Die Nachfrage stagniert, der Markt kann sich nicht entwickeln.

Das Ziel des virtuellen Unternehmens MikroWebFab ist der Aufbau eines Kompetenznetzwerkes, in dem kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) ihr spezifisches Know-how und einen Teil ihrer Produk- tionskapazität zur Verfügung stellen. Damit wollen sie gemeinsam in einem Markt Fuß fassen, der ihnen bislang aufgrund seiner Anforderungen vor allem an komplizierte Fertigungstechnologien und interdiszi- plinäres Know-how verschlossen war. Erste Ergebnisse und Referenzprodukte wurden auf einem Status- seminar vorgestellt.

Einleitung

Die rasant wachsende Nachfrage nach Information und Kommunikation hat Licht als Datenüberträger einen enormen Vorschub gebracht. Schon heute werden über 90 % der Datenmengen in Deutsch- land über Photonen in Glasfasernetzen transportiert [1]. Die Vorteile von Licht liegen nicht nur in seiner Geschwindigkeit, sondern auch in seiner Störun- anfälligkeit, d.h. die Photonen lassen sich weder von externen Feldern wesentlich beeinflussen noch treten sie untereinander in Wechselwirkung [2]. Doch nicht nur im globalen Datenverkehr, auch in Privathaushalten oder im Auto werden optische Netze zum Einsatz kommen. Damit rückt die opti- sche Datenübertragung in den Consumer-Markt vor und wird zunehmend durch einen entsprechenden Preisdruck gekennzeichnet.

Ähnliches gilt für den Bereich der optischen Sen- sorik. Sie findet ebenfalls wegen ihrer Störunan- fälligkeit einen stets wachsenden Einsatzbereich, sei es in der industriellen Produktion zur Regelung und Überwachung von automatisierten Prozessen oder ebenfalls im Consumer-Bereich, insbesondere wiederum im Auto. Auch in der Medizintechnik ist die optische Sensorik von besonderem Interesse, da sie im Allgemeinen nichtinvasiv ist und unabhängig von starken Feldern, wie sie z.B. in einem Kern- Spin-Tomographen vorliegen, verwendet werden kann.

Im Zuge zunehmender Miniaturisierung mit dem Ziel der Kostendämpfung durch höhere Integration kommt der Mikrooptik für die optische Telekom- munikation und Sensorik eine Schlüsselrolle zu. Sie ist somit eine Querschnittstechnologie für die genannten Anwendungsfelder, was im Englischen auch mit enabling technology bezeichnet wird – wörtlich eine Möglichmacher-Technologie.

Die Konstruktion hochintegrierter mikrooptischer Bauteile hängt häufig von den zur Verfügung stehenden Fertigungsprozessen ab, d.h. deren Entwicklung ist in der Regel miteinander verknüpft und kann kaum gesondert betrachtet werden. Dies führt jedoch zu hochspezialisierten Prozessen, die der Forderung nach Effizienz und Kostensenkung entgegenstehen. Aus diesem Grunde geht der Entwicklungstrend dahin, mikrooptische Systeme modular aufzubauen auf Kosten einer vollständigen Integration.

Ein solch modularer Ansatz erlaubt den Herstellern von mikrooptischen Systemen, sich auf die Ferti- gung jeweils eines Moduls zu spezialisieren, eine entsprechende Technologie bei sich zu implemen- tieren, und diese für weitere ähnliche Module zu nutzen. Das verringert die notwendigen Investitio- nen, erhöht die Prozesssicherheit, und beschleunigt für die Unternehmen den Return of Investment. Im Folgenden werden ein modulares Fertigungs- konzept vorgestellt [3] und Beispiele für optische Bauteile und Systeme gegeben, die danach gefertigt werden können.

Bericht über die PSE 2002 vom 9. bis 13. September 2002 in Garmisch-Partenkirchen

Die International Conference on Plasma Surface Engineering, die regelmäßig im Zweijahres-Rhyth- mus und traditionell in Garmisch-Partenkirchen stattfindet, hat mittlerweile ihren angestammten Platz in den Kalendern von Wissenschaftlern und Technikern, die sich mit Forschung und Entwick- lung im Bereich der Oberflächentechnologien befassen. Sie hat sich als ein europäisches Pendant zu den großen Veranstaltungen in den USA wie beispielsweise der jährlich stattfindenden Inter- national Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films (ICMCTF) fest etabliert

 Introduction

The thermal spraying is a modern surface engineer- ing technique which has a great potential for the improvement of the materials’ performance in some traditional and many new applications. The possi- bility of coatings’ application within a relatively short time and with a great number of coating- substrate combinations makes the thermal-spraying technology superior to many other surface engi- neering techniques.

Plasma and flame spraying are two varieties of ther- mal spraying, both of which utilise high-energy heat sources to melt and project fine particles of the coating material on the coated surface. While during the flame spraying the initial powder par- ticles are heated by the flame of an oxy-acetylene gun, the plasma-spraying uses the heat of the plasma, obtained from the gas stream, injected between the poles of an electric arc. The tempera- tures which the initial particles reach in these two heat sources are correspondingly up to few thou- sand degrees for the flame – and up to about an order of magnitude higher than that value for the plasma-spraying technique.

On impact with the substrate, the molten particles, moving at very high velocities approaching about 600 m/s [1], cool down and solidify in strongly non-equilibrium conditions due to the fast cooling at a rates 106 to 107 K/s.

Besonders innovative Forschungsvorhaben werden seit Mitte 1999 über das Initiativprogramm Zukunftstechnologien für kleine und mittlere Unternehmen (ZUTECH) aus Mitteln des Bun- desministeriums für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF) gefördert. Das Programm wurde als Erweiterung der industriellen Gemeinschaftsforschung entwickelt, um die branchenübergrei- fende Zusammenarbeit zu Gunsten der mittelständischen Wirtschaft zu verbessern. Geförderte Forschungsvorhaben müssen von herausragender Qualität, aber zusätzlich auch von wirtschaft- licher Bedeutung sein. Ihre Ergebnisse sollen die technisch-wissenschaftlichen Voraussetzungen für erfolgreiche Entwicklungen von innovativen Produkten, Verfahren und Dienstleistungen bilden. Ein wichtiges Ziel dieser Forschungsvorhaben ist auch der Transfer der Ergebnisse in kleine und mittlere Unternehmen (KMU), da es besonders bei der Umsetzung von Forschungs- ergebnissen in KMU noch Defizite gibt.

Die Beschichtung von Aluminiumoberflächen mit Lacksystemen erfordert grundsätzlich eine Vor- behandlung zur Erzielung einer hinreichenden Lackhaftung und ausreichenden Korrosionsbestän- digkeit. Das bisher gebräuchliche und auch korro- sionschemisch beständigste Vorbehandlungsver- fahren stellt die Gelbchromatierung dar. Aufgrund der toxischen Wirkung des sechswertigen Chroms werden bereits seit längerer Zeit Anstrengungen unternommen, vergleichbar beständige nichttoxi- sche Systeme zu finden, was zur Entwicklung ver- schiedener chromfreier Vorbehandlungslösungen geführt hat, z.B. auf Basis von [ZrFe6]2- in Kombi- nation mit verschiedenen Zusätzen. Auch eine Viel- zahl anderer Systeme wurden bereits untersucht. Gegenüber dem Filiformkorrosionsangriff in kom- biniertem See- / Industrieklima erfüllt jedoch selbst eine Gelbchromatierung nicht die Anforderungen an eine Langzeit-Korrosionsbeständigkeit. Das hierfür geeignetste Vorbehandlungsverfahren stellt die Voranodisation nach dem GS-Verfahren dar, doch ist das Verfahren aufwändig und teuer. Deshalb wurden im FEM bereits vor etwa sieben Jahren drei hierfür in Frage kommende Systeme auf Basis von Phosphormolybdänsäure, Cer- sowie Vanadium-Komplexen ausgewählt. Es wurden Vor- versuche mit Tauchverfahren auf Basis von Phos- phormolybdänsäure (PMo) unternommen und die Proben an verschiedenen Standorten ausgelagert.

Blumen verkupfern

Frage: Ich bin freier Kunstschaffender und möchte gerne Blumen galvanisch verkupfern oder vergolden. Es geht mir nicht nur um die Farbe, die man ja aufspritzen könnte, sondern auch um eine feste metallische Ober- fläche. Bei der – bisher leider vergeblichen – Suche nach einem geeigneten Verfahren wurde ich auf Ihre Zeit- schrift hingewiesen, in der solche Verfahren beschrieben würden.

Die Firma Reipro stellt hier ein neuartiges System zur Abluftbehandlung von galvanischer Abluft vor. Das System bieten neben der wirkungsvollen Abluftreinigung, die Möglichkeit der Wärmerückgewinnung zur Kostenreduzierung und Vermeidung der Kohlendioxidemission bei der Gebäudebeheizung. Eine Gebäude- klimatisierung ist ohne zusätzliche Installationen im System integriert. Im Vergleich zu bisherigen Systemen wird ein deutlich höherer Wirkungsgrad, bei kürzerer Amortisationszeit erreicht.

Ein Information der Österreichischen Gesellschaft für Oberflächentechnik für die Betriebe der Oberflächentechnik in Österreich

Nach der EPER-Verordnung (BGBl II 300/2002) waren Betreiber von IPPC-Anlagen verpflichtet, bis zum 15. Februar 2003 eine Meldung bei der zuständigen Behörde (in der Regel die Bezirksver- waltungsbehörde) abzugeben (Meldungen können online unter http://www.ubavie.gv.at nach der Registrierung bei der jeweiligen Bezirksverwal- tungsbehörde abgegeben werden).

Im Bereich der Oberflächentechnik ist die Anwendbarkeit der IPPC-Vorschriften an Anlagen mit Wirkbädern, deren Volumen mehr als 30 m3

übersteigt, geknüpft. Diese Definition lässt aber die wichtige Frage Was ist nun alles ein Wirkbad? offen. Die ÖGO hat in ihrem Arbeitskreis Umwelt diese Frage diskutiert und ist zu der Überzeugung gelangt, dass man sich den aus Deutschland stam- menden Definitionen inhaltlich anschließen kann. Als Hilfestellung zu dieser Fragestellung verweist die ÖGO auf die nachfolgend angegebene Zusam- menfassung von Dipl.-Ing. Jörg Zimpel (Regie- rungspräsidium Stuttgart).

Bernhard Nensel und Volker Rößiger stellen die neu entwickelte Software WinFTM Version 6 zur Schichtdickenmessung mit den Röntgenfluoreszenzgeräten der Firma Helmut Fischer, Sindelfingen, vor

Einleitung

Die Analyse von Schichten und Schichtsystemen stellt eine der Hauptanwendungsgebiete des Rönt- genfluoreszenzverfahrens dar. Bei der Berechnung der Schichtdicken und der Schichtzusammenset- zung spielt der Grundwerkstoff eine wesentliche Rolle. Änderungen des Grundwerkstoffes müssen bisher vom Anwender erkannt und der Auswer- tesoftware mitgeteilt werden, um richtig berechnete Messwerte zu erhalten. Mit der bei Helmut Fischer neu entwickelten WinFTM® Version 6 Software werden Änderungen des Grundwerkstoffes nun automatisch erfasst, und die Werte für Schichtdicke und Schichtzusammensetzung werden unabhängig vom Grundwerkstoff richtig berechnet. Für den Anwender entfällt daher die Anpassung der Soft- ware an den jeweils aktuellen Grundwerkstoff, wodurch der Messvorgang deutlich vereinfacht und die Sicherheit der Ergebnisse erhöht wird.

Moderne Galvanikbetriebe sind heute nach ISO 9000 zertifiziert, sie kennen sich demnach auch mit dem Einsatz von Schichtdickenmessgeräten aus; deshalb findet man heute in nahezu jedem Galva- nikbetrieb zumindest ein Röntgenfluoreszenzgerät zur Schichtdickenmessung. Diese Geräte werden auch allgemein wegen ihrer unproblematischen Anwendung immer beliebter. Aber spätestens, wenn der Auditor auftaucht, wird die Frage gestellt, wie man ein Röntgenfluoreszenzgerät kalibriert oder wie man sicherstellt, dass die gemessenen Werte immer richtig sind – das ist Aufgabe der Messmittelüberwachung.

Leider wird bei der Einweisung oder Schulung nicht immer gründlich genug auf die Themenbereiche Kalibrierung und Messmittelüberwachung einge- gangen. Die meisten Geräte werden bereits ab Werk für alle Messaufgaben kalibriert, die der Anwender vorher benannt hat. Nach der Einweisung, die in erster Linie auf Bedienung und Handhabung des Gerätes im täglichen Umgang Wert legt, wird der Anwender mit seinem Gerät allein gelassen. Es kommt aber mit Sicherheit der Tag, an dem er mit dem Thema konfrontiert wird.

Einleitung

Eine Nickel-Molybdän-Legierung mit Legie- rungsanteilen von bis zu 30 % Molybdän kommt nach veröffentlichten Untersuchungen als Kataly- sator für elektrochemische Prozesse in Betracht. Darüber hinaus sind weitere günstige Eigen- schaften derartiger Legierungen zu erwarten, wie beispielsweise eine erhöhte Korrosions- oder Verschleißbeständigkeit gegenüber reinen Nickel- schichten.

Der Hauptvorteil der galvanischen Nickel-Molyb- dän-Schichten gegenüber häufig verwendeten Vollmaterial-Katalysatoren oder auch gespritzten Schichten sind die deutlich geringeren Kosten für deren Herstellung, da mit geringem Materialein- satz eine optimale Verteilung gewährleistet ist. Zudem ist bei der kathodischen Belastung nahezu kein Materialverlust zu erwarten, weshalb bereits geringe Schichtdicken ausreichend sein sollten

Introduction

By electroless plating a uniform film on a substrate by simply dipping into a plating solution without current is deposited. It can be applied on various substrates whether electrically conductive or non conductive, and also without any influence of the shape of the articles even over sharp edges and deep recesses. These would be difficult to plate with electrolytic processes because of current den- sity variations across the surfaces. The properties of the plated film vary with the kind of the plating bath and plating conditions [1, 2]. Excellent cor- rosion resistance and good wear resistance are two major reasons for the wide spread use of electroless nickel deposition in the fabrication of components for auto motive, oil and aircraft industries. Other applications include the manufacture of electronic and computer parts, due to the magnetic and electri- cal properties of electroless nickel deposits [3]. The systems are auto catalytic (self-catalyzing) mean- ing that they will continue to plate onto their own deposits after the substrate has been completely covered. Electroless nickel can be satisfactory and cost effective coating, competing with nickel for brightness and wear resistance, when properly used in design [1].

Structure and properties of the coating are depend- ent upon the chemistry of the solution, concentra- tion of the reagents, pH value and temperature. Often, the nature of the chelating agent used in electroless solutions affects not only the plating process and deposit properties but may also influ- ence subsequent waste avoidance technology of spent solutions.

The properties and practical aspects of electro- less nickel deposition have been investigated to a greater extent than have fundamental or structural considerations. Recently micro technological appli- cation gains increased importance in industry and requires the development of new functional materi- als improving the technological properties of micro

devices at reduced cost. The deposits that include particulates such as alumina, carbides and diamond particles in a metal matrix produced by electroless and electrolytic co-deposition process is a promis- ing procedures to produce such improved materials [4-19]. Also several papers concerning electrolytic composite coatings have been published in recent years by Celis et al [12-15]. Sautter [16] found that the volume percentage of Al2O3 particles in nickel matrix increases, with increasing particles concentration in the bath. This behavior was con- firmed by further investigators for aide range of (incorporation of solid particles) metal particle systems [17-30].

Einleitung

In der Glasindustrie werden zum Schutz von Ma- trizen und Stempeln für das Glaspressen derzeitig galvanische Chromschichten verwendet. Die Ein- führung der neuen Generation von TVC-Glasbild- schirmen, die sich durch eine besondere Ober- flächenstruktur, das so genannte Mikromat, aus- zeichnet, wird durch Sandstrahlen hergestellt. Hier- für zeigen Chromschichten zur Erhaltung der erfor- derlichen Oberflächenqualität allerdings nur eine bedingte Eignung, da die Chromschichten einen schnellen Härteabfall bei den hohen Temperaturen beim Glaspressen zeigen.

Die Untersuchungen und Einsatzversuche von ver- schiedenartigen Schichtkombinationen und beson- deren Metalllegierungen aus der Eisen- und Chrom- gruppe haben gezeigt, dass die günstigsten Eigen- schaften Legierungsschichten aus Nickel und Wolf- ram mit einer Gehalt von 18 bis 40 % Wolfram besitzen [1-8].

Auf der Basis eines im IMP entwickelten Elektro- lyten für die Abscheidung von Nickel-Wolfram wurde ein Beschichtungsverfahren mittels Puls- strom für Stempel zum Pressen von TVC-Glasbild- schirmen angewendet. Das neue Beschichtungsver- fahren verändert die zuvor erzeugte Oberflächen- struktur der Stempel nicht und durch den spezifi- schen kristallinen Aufbau der Schutzschicht wird eine gleichmäßige Wärmeabgabe der geformten Erzeugnisse erleichtert.