Artikelarchiv

Ansprechpartner, Berater und Lieferant von Chemie und Technik für maßgeschneiderte Oberflächen zu sein, waren die Ziele bei der Gründung der IPT International Plating Technologies GmbH, die ihr Geschäftsführer Günther A. Lausmann im November 1995 einer geladenen Gruppe von Fachleuten und Vertretern der Fachpresse vorstellte. Günther A. Lausmann gründete 1995, gemeinsam mit dem Verfahrenslieferanten Herbert Schmidt GmbH & Co. (Solingen) und in enger Zusammenarbeit mit der anlagentechnischen Fachfirma Stohrer Doduco GmbH & Co. (Rutesheim) sowie der Firma Mahle GmbH (Stuttgart) die IPT International Plating Technologies GmbH. IPT hatte sich die Aufgabe gestellt, Anwendern funktioneller Oberflächenbehandlungen komplette Dienstleistungspakete, von der Beratung über die Lieferung von Verfahren und Technik, bis zur Inbetriebnahme, anzubieten.

Für die Qualität von Oberflächenbehandlungen wie Lackieren, Kleben, Beschichten oder Galvanisieren ist Sauberkeit das A und O. Selbst minimale filmische Verunreinigungen auf der Oberfläche beeinträchtigen das Ergebnis und führen zu kostspieligem Ausschuss. Das innovative Inspektionssystem SurfSens der Firma acp GmbH ermöglicht es, Schmutzschichten direkt in der Produktion schnell, zuverlässig und kostengünstig zu erkennen.

Informationsveranstaltung der Fachschule für Technik, Fachrichtung Galvanotechnik, Pforzheim

Die Fachschule für Technik der Heinrich-Wieland-Schule in Pforzheim hatte am 4. März zu einer Informationsveranstaltung über die Fachrichtung Galvanotechnik eingeladen. Der Ausbildungsgang zielt darauf ab, den Absolventen zu befähigen, eine Tätigkeit im mittleren betrieblichen Funktionsbereich wahrzunehmen. Sie baut auf einer abgeschlossenen Berufsausbildung als Galvaniseur und einer einschlägigen Berufserfahrung auf. Ihre wesentlichen Elemente bestehen darin, die Absolventen in die Lage zu versetzen, den schnellen technologischen Wandel zu bewältigen und die sich daraus ergebenden Entwicklungen der Wirtschaft mitzugestalten. Durch ein entsprechendes Unterrichtsangebot wird außerdem die Personalführungskompetenz der Ab- solventen erhöht. Die Lehrkräfte und Betreuer des Ausbildungsganges, Dr. Siegfried Berg und Adam Volmer gaben einführend einen Überblick über die Zulassungsvoraussetzungen, den Ablauf und die Inhalte der Ausbildung.

Struktur, Größe und Kundenkreis der Beschichtungsbetriebe in Deutschland sind heute sehr unterschiedlich. Daraus ergeben sich ebenso unterschiedliche Einschätzungen und Meinungen zu so verschiedenen Themen wie Prozessfähigkeit, Qualitätssicherung, zukünftig wichtige Prozesstechnologien oder Anforderungen an neue Verfahren. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart hat diese und andere Fragen im Rahmen einer Marktanalyse in der Galvanobranche untersucht. Unterstützt wurde es dabei vom Branchenverband ZVO sowie den Fachzeitschriften Galvanotechnik und metalloberfläche. Zielgruppe waren Lohnbeschichtungsbetriebe sowie Beschichtungsabteilungen von Firmen.

Tsunami

Wochenlang brachten unsere Zeitungen und das Fernsehen die Schreckensbilder und -berichte über den Tsunami im Indischen Ozean. Unser Mitgefühl galt den Menschen in diesem Teil der Welt, aber auch den Tausenden von Touristen, deren glückliche Ferien zu einem Alptraum wurden und vielleicht sogar mit dem Tod eines Familienmitglieds endeten. Aber seltsamerweise hat der Tsunami anscheinend eine ziemlich unerwartete Wirkung gehabt. Normale Menschen und ihre politischen Führer scheinen wie nie zuvor so intensiv über die globale Armut und was man dagegen tun kann oder sollte, nachzudenken. Der Fokus dieser Gedanken gilt nicht, wie man erwarten könnte, den Ländern im Indischen Ozean, sondern dem viel größeren und ärmeren Kontinent Afrika. Die Armut dort ist erschreckend und die Afrikaner haben schon mehr globale Hilfe erhalten als jeder andere Teil der Welt. Wir spenden Milliarden, aber es scheint sich nichts zu ändern, denn viele Afrikaner werden immer noch ärmer. Es ist also offensichtlich, dass das Geld größtenteils in die Hände korrupter afrikanischer Politiker gelangt, die es auf ihre eigenen geheimen Konten in der Schweiz transferieren. Afrikanische Politiker sind vielleicht einer der Hauptgründe der anhaltenden Armut. Aber es gibt noch einen anderen Grund. Die massiv subventionierte Agrarpolitik in der EU und den USA macht es den afrikanischen Bauern fast unmöglich, ihre Produkte in Europa zu verkaufen. Die landwirtschaftlichen Produkte der EU sind so stark subventioniert, dass Tomaten aus Italien in Südafrika weniger kosten als Tomaten, die dort gewachsen sind.

Während des Betriebs von chemisch Nickelelektrolyten laufen verschiedene Reaktionen ab. Bekanntlich reichern sich dabei in solchen Lösungen, die auf Basis von Nickelsulfat arbeiten, im Rahmen der Regenerierung zwei typische Aufsalzungsprodukte an: Sulfat und Orthophosphit. In Abbildung 1 ist ein typischer Verlauf dieser Aufsalzung zu sehen. Erfahrungen aus der Praxis haben gezeigt, dass der Einfluss der Sulfatanreicherung gegen­über der Orthophosphitzunahme weitaus gravierendere Auswirkungen zur Folge hat. So wird insbesondere mit zunehmendem Alter des Elektrolyten das Kristallwachstum der abgeschiedenen Schichten beeinträchtigt. Im Mikromaßstab entstehen in derartigen Stadien gestörte Kristall­gitterstrukturen, die für die Abnahme von relevanten Schichteigenschaften, wie zum Beispiel Korrosionsschutz, Härte, Abriebbeständigkeit und Lötbarkeit verantwortlich zeichnen.

Die industrielle Großserienfertigung von Präzisionsteilen erfordert zunehmend ein Umdenken bei der Herstellungsphilosophie, denn zum einen sind stetig steigende Qualitätsanforderungen an das Produkt und zum anderen kostensenkende Aspekte zu berücksichtigen. Aus diesen Anforderungen generieren sich multiple Aufgaben an eine Serienfertigung, mit einem möglichst hohen Erfüllungsgrad die gesetzten Ziele zu erreichen. Hierbei gilt es, hohe Effizienz und Produktqualität mit Ressourcenminimierung und Umweltverträglichkeit zu verknüpfen. Anhand der Fertigung von Kolbenringen für Verbrennungsmotoren wird dargestellt, wie die elektrochemische Beschichtung dieser Bauteile, mit Hartchrom, fertigungslinienintegriert erfolgt und wie dadurch der endgültige Ausstieg aus der end-of-pipe-Philosophie konsequent umgesetzt wurde. Es wird ferner gezeigt, dass ökonomische und ökologische Aspekte nicht gegensätzlich sein müssen und, im Gegenteil, sogar äußerst positive Synergien ergeben können.

Der Begriff System ist heute in aller Munde. Es scheint, als würden die Produkte eine Aufwertung erfahren, wenn sie als System verkauft werden. Was vor einigen Jahren noch als einfaches oder auch komplexeres Produkt eines Herstellers über den Ladentisch ging, wird heute häufig als Systemlösung eines Systemanbieters angeboten. Rückspiegel sind heute Rückblicksysteme (weil sie z. B. auch eine Abblendautomatik besitzen, beheizbar sind, usw.), die Möbel werden zu Systemelementen, usw. Tatsächlich sind viele Produkte komplexer geworden und beinhalten mehrere Funktionen. Die Bezeichnung als System ist in vielen Fällen gerechtfertigt. Es stellt sich aber die Frage, ob die Bezeichnung als System im Einzelfall immer zweckmäßig und sinnvoll ist oder ein Produkt lediglich marketingtechnisch aufgewertet werden soll. Für den vorliegenden Artikel soll der Systembegriff enger gefasst werden und auf die Galvano­technik und dort wiederum auf den eigentlichen Prozess des Beschichtens angewendet werden. Es wird gezeigt, dass zweckmäßig gestaltete Systeme zur Beschichtung von Bauteilen nicht nur eine Reihe von Wettbewerbsvorteilen gegenüber der klassischen Galvanotechnik bieten. Vielmehr wird künftig kein Weg mehr an ihnen vorbeiführen, weil intelligent gestaltete Systeme wesentliche Vorteile bieten, die durch die alleinige Weiterentwicklung von Chemie nicht erreicht werden können.

Der Bedarf an stromlos vernickelten Bauelementen und Komponenten in verschiedenen Einsatzgebieten, wie Elektronik und Maschinentechnik, befindet sich in stetigem Anstieg. Dies ist einerseits auf die ausgezeichnete Maßhaltigkeit der Werkteile sowie auf die günstigen Eigenschaften der Beschichtungen wie Korrosions- und Verschleißfestigkeit und anderer mechanischer, tribologischer und struktureller Kenngrößen zurückzuführen. Maßgebend für letztere Eigenschaften ist der Einbau von Phosphor bzw. Bor je nach Reduktionsmittel, wobei üblicherweise Nickel-Phosphor-Legierungen von 2 bis 4 % (LowPhos-Elektrolyte), 5 bis 10 % (MidPhos-Elektrolyte) und 10,5 bis 13 % (HighPhos-Elektrolyte) abgeschieden werden [1-3]. Mit dem geplanten Verbot von Blei in elektronischen Bauelementen muss für Blei, das oft als Stabilisator in sehr geringen Konzentrationen eingesetzt wird, Ersatz gefunden werden. Organische Stabilisatoren und nichttoxische Metalle wie Bismut spielen dabei eine Rolle.

Im Zuge der aktuellen Diskussion um chrom(VI)-freie Schichten und der zunehmenden Anforderungen an High-Tech-Oberflächen tritt galvanisch ab- geschiedenes Aluminium mit seinen hervorragenden Eigenschaften in den Vordergrund vieler Überlegungen. Die klassischen Randbedingungen – diffiziler Prozess mit vergleichsweise geringen Abscheidungsraten und daher höheren Kosten – haben den Großseriendurchbruch dieser Technik bisher gehemmt. Mit neuen, weiterentwickelten Elektrolyten lassen sich jedoch heute äußerst erfolgversprechende Er- gebnisse erzielen, die ihren ersten Praxistest bereits mit Bravour bestanden haben.

Durch den Einsatz von kleinsten Partikeln in der Oberflächentechnik, den so genannten Nanopartikeln, lassen sich Schichten herstellen, die dem Endverbraucher größte Vorteile bieten. So lassen sich beispielsweise deutlich höhere Korrosionsschutzwerte oder bessere Verschleißeigenschaften erzielen als bei konventionellen Schichtsystemen.

Nanotechnologie und Nanopartikel

Die Nanotechnologie wird allgemein als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts bezeichnet. Die Vorsilbe Nano hat ihren Ursprung in dem griechischen Wort nanos, das Zwerg bedeutet. Definitionsgemäß befasst sich die Nanotechnologie mit der Herstellung und/oder Verwendung von Strukturen kleiner 100 nm, die bereits quantenmechanische Effekte aufweisen.

Einführung – Massgeschneiderte Werkstoffe

Die Anforderungen an mechanische, elektrische und optische Eigenschaften von Produkten und somit an die Oberflächen werden stetig höher. Dies fordert die Beschichtungstechnik zur Entwicklung immer neuer Schichten mit genau definierten und maßgeschneiderten Eigenschaften heraus. Galvanisch abgeschiedene Legierungsschichten haben hier in den letzten Jahren eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten erschlossen. So können bei Goldschichten spezifische Eigenschaften wie z.B. Härte oder Farbe durch die Mitabscheidung von Spuren an Nickel, Kobalt oder anderer Metalle gezielt beeinflusst werden. Wird bei Legierungsschichten die Zusammensetzung in weitem Rahmen variiert (z.B. bei Bronzeschichten Zinn/Kupfer), ergeben sich Funktionsschichten mit völlig verschiedenen Eigenschaftsprofilen. Die Einsatzgebiete variieren von Nickelersatz (Weißbronze) bis hin zu funktionellen Gleitschichten aus Gelbbronze.

Besonders in Zeiten der wirtschaftlichen Unsicherheit sind positive Signale ein Rettungsanker. Zwar sollten wir in Europa derzeit nicht von Unsicherheit generell sprechen, sondern eher von einer wirtschaftspolitischen Ratlosigkeit und einem Mangel an Selbstvertrauen. Trotzdem darf man über die positiven Signale aus der Branche der Oberflächentechnik derzeit sehr positiv überrascht sein, nachdem einer der Hauptabnehmerkreise, die Automobilindustrie, sich im abgelaufenen Jahr nicht unbedingt durch Erfolgsmeldungen überschlagen hat. Einige der Chemielieferanten konnten sowohl für das vergangene Jahr als auch für den Beginn des neuen Jahres mit sehr guten Umsatzzahlen aufwarten. Ebenso ließen einige der Lohnbeschichter verlauten, dass die Auftragsbücher in diesem Jahr ebenso gut gefüllt sind, wie in 2004.

Fachzeitschriften aus aller Welt...    für Sie gesichtet!

Bericht über neue Exponate des Deutsche Technikmuseums Berlin (DTMB) von Dipl.-Ing. P. Winkel

Aktuelle Situation

Umweltschutz zielte anfangs auf die nachsorgende Behandlung von Produktionsabfällen wie Abwasser, Abluft oder Abfall, um diese jeweils in eine die Umwelt nicht mehr schädigende Form zu überführen. Im Hinblick auf die damit verbundenen Verluste teuer eingekaufter Rohstoffe wurde zunächst das Recycling und dann auch zunehmend die Wieder- verwendung ganzer Baugruppen zum anzustrebenden Ziel erklärt. Es folgte die Ausrichtung auf die möglichst weitgehende Abfallvermeidung durch veränderte Produktionsverfahren, insbesondere aber durch neue Produkt-Konzeptionen, -Konstruktionen und -Design. Die immer deutlicher werdende Erkenntnis von der Begrenztheit der verfügbaren Rohstoffreserven, die insbesondere durch die industrielle Aufrüstung der bislang als relativ wenig entwickelten Vielvölkerstaaten China, Indien etc. verstärkt wird, zwingt jedoch zu weiteren massierten Schritten beim rationellen Umgang mit den natürlichen Ressourcen. Hierzu zählt die Gebrauchsdauerverlängerung, zu der die Oberflächentechnik einen ganz wesentlichen Beitrag leisten kann.

Der weitaus größte Teil des Wassers, das 70 % der Erdoberfläche bedeckt, ist als Meerwasser gebunden, der Rest ist in Flüssen, Seen, im Grundwasser und Eis verfügbar. Neben dem Lebenserhalt ist Wasser ein Produktionsmittel. In einer Vielzahl von Industriebereichen wird Wasser verbraucht. Es findet Verwendung als Kühlwasser, als Wasserdampf zum Heizen, als Lösungsmittel, usw. Für einige Zwecke kann das Wasser im Kreislauf geführt werden. Oft aber wird das verbrauchte Wasser wieder aus dem Prozess genommen und neues, sauberes Wasser zugeführt. Dieses verbrauchte Wasser wird in der Regel auch nicht chemisch verändert. Wasser ist also eine regenerierbare Ressource. Entscheidend ist aber für unser Überleben nicht die Menge des Wassers, davon ist genügend vorhanden, sondern die Qualität des verfügbaren Wassers. Die Aufgabe der Abwasseraufbereitung ist deshalb, aus einem verbrauchten, verschmutzten Industrieabwasser wieder einen Stoff zu machen, der Mensch und Natur das Leben ermöglicht.

Bericht über die beispielhafte Entwicklung eines Kleinbetriebes – REN Technologie GmbH, Neuruppin von Dipl.-Ing. Peter Winkel, Berlin

Wirtschaftsflaute, wachsende globale Konkurrenz,Kundenabwanderung ins Ausland, steigender Büro- kratismus statt Entlastung etc. sind häufig zu hörende Redewendungen, die vielfach verbreiteten Pessimismus im Bereich von Unternehmen ausdrücken. Was bleibt, wenn die größeren Auftraggeber ins kostengünstigere Ausland abwandern? Die hohe Zahl von Insolvenzen in Deutschland dokumentiert die Existenzprobleme gerade kleiner und mittlerer Unternehmen, denen das zum Durchhalten erforderliche Finanzpolster fehlt, wenn staatliche Fördermaßnahmen auslaufen. Dass dennoch auch kleine und mittlere Betriebe reale Existenz-Chancen haben, zeigt das Beispiel eines Unternehmens in Brandenburg. Manche Parallele zu kleinen und mittleren Handwerksbetrieben, wie sie im Bereich der Oberflächentechnik häufig anzutreffen sind, könnte auch für die letztgenannten Anstöße geben, mit vertretbarem Finanzaufwand die betriebliche Existenz einschließlich der Arbeitsplätze zu sichern.

Das stetig wachsende Fahrzeugaufkommen in den indu- strialisierten Gesellschaften ist für Regierungsbehörden zu einem ernsthaften Umweltproblem geworden, da mit der Zahl der Kraftfahrzeuge die Schadstoffemissionen ansteigen. Dem soll mit neuen Gesetzen, die die Grenzwerte von Luftverunreinigungen in Autoabgasen weiter reduzieren, Einhalt geboten werden. In einer aktuellen Analyse (Titel: European Automotive Industry – Environmental Regulations and Related Technology Developments (D302)) untersucht Technical Insights, ein Unternehmensbereich der Unternehmensberatung Frost & Sulli- van, technologische Trends, mit denen die Automobil- industrie auf neue Umweltregulierungen reagiert.

Der Beitrag vermittelt Erfahrungen bezüglich Qualitätsverbesserung und Produktionssteigerung bei der chemischen Vernickelung durch kontinuierliche Elektrolytregeneration mittels Elektrodialyse. Es wird ein Überblick über die Vor- und Nachteile verschiedener Verfahren zur Regeneration von Chemisch-Nickel-Elektrolyten gegeben und gezeigt, dass kontinuierlich arbeitende Systeme größere wirtschaftliche Vorteile für den Anwender bringen, als chargenweise arbeitende Verfahren. Anhand von zwei Beispielen aus der Praxis wird gezeigt, welche Vorteile insbesondere mit einem für die Chemisch-Nickel-Abscheidung optimierten Elektrodialyse-System in der Praxis erzielt werden können, wenn Chemie und Anlage optimal aufeinander abgestimmt sind.