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Neue Kipp- und Drehgestelle für die galvanische Beschichtung von der Seemann Gestellbau GmbH

Bei der Seemann Gestellbau GmbH in Villingen-Schwenningen wurde ein wichtiger Meilenstein des Gestellbaus erreicht: In den vergangenen Monaten hat das Unternehmen, den Anforderungen des Marktes entsprechend, die Konstruktion von anspruchsvollen Galvanisiergestellen für die intelligente Teilebewegung perfektioniert. Bis ins Detail durchdachte Kipp- und Drehgestelle verkörpern den neuesten Stand der Technik im Gestellbau und ermöglichen es, auch anspruchsvollste Teile in höchster Qualität wirtschaftlich zu beschichten. Mit dem Verfahren der intelligenten Teilbewegung gelingt dies auch bei so genannten schöpfenden Teilen problemlos, wo der Galvaniseur seit jeher mit zwei Schwierigkeiten zu kämpfen hat: Zum einen mit Luftblasen, die sich beim Eintauchen in den Elektrolyten an der Innenfläche des Hohlkörpers bilden, und zum anderen mit der Elektrolyt- verschleppung in nachfolgende Positionen.

Bericht über eine Veranstaltung der Dörken MKS-Systeme GmbH & Co. KG in Dortmund

Am 27. und 28. Oktober 2005 veranstaltete die Dörken MKS-Systeme GmbH & Co. KG ihre zweite internationale Fachtagung für Mikroschicht-Korrosionsschutz-Systeme (MKS) im Kongresszentrum Westfalenhallen in Dortmund. Den rund 250 Teilnehmern aus mehr als zehn Ländern wurde ein um- fangreiches Vortragsprogramm präsentiert. Einen besonderen Schwerpunkt bildeten Vorträge, die sich dem differenzierten Anforderungsprofil und breiten Anwendungsspektrum der chrom(VI)freien Zink- lamellensysteme widmeten. Weltweit sind Mikroschicht-Korrosionsschutz-Systeme auf Verbindungs- elementen, Federn und anderen Funktionsteilen für die Automobilindustrie weit verbreitet. Ihre Anwendung ist jedoch nicht auf diesen Sektor begrenzt, sondern überall dort sinnvoll, wo Korrosion und Korrosionsschutz von Bedeutung sind [1].

Entgegen dem allgemeinen Trend, Produktionen in das Ausland zu verlagern, wurde von der Winkhaus Fenstertechnik GmbH & Co. KG im Januar 2005 eine neue Gestellverzinkungsanlage für den Standort in Telgte bestellt. In dieser Anlage werden Beschlagteile für Fenster hängend transportiert, die eine Länge von bis zu 2,35 m haben. Mit dem Bau der neuen Anlage wurde die Firma Kroes mit Sitz in Schermbeck am Niederrhein beauftragt.

Das 1895 gegründete Traditionsunternehmen Heinrich Schulte und Söhne GmbH & Co. KG (HSS) in Arnsberg ist spezialisiert auf technische Hartverchromung inklusive Selektivbeschichtung sowie damit verbundene mechanische Bearbeitungen wie Rundschleifen, Hochglanzschleifen, Polieren und Mattieren. Neben modernen Fertigungsverfahren und einem erfahrenen Mitarbeiterstamm ist es auch das nachhaltige Qualitätsmanagementsystem, welches den hohen Standard der Prozesssicherheit garantiert. Das QM-System wurde in den vergangenen Jahren konsequent verbessert und im Dezember 2005 auch offiziell bestätigt. Am 26. Januar 2006 erhielt die Heinrich Schulte und Söhne GmbH & Co. KG dafür das Zertifikat nach DIN EN ISO 9001:2000.

10 Abscheidungsmechanismen

Das Jahr 2006 ist ein historisches Jahr für die Verchromung. Vor 150 Jahren schied Anton Geuther als erster Chrom aus chromsäurehaltigen Elektrolyten ab. Leider begann damit noch nicht die stürmische Entwicklung der Verchromung.

10.1 Der Beginn der Verchromung

Der spezielle Abscheidungsmechanismus des Chroms beginnt eigentlich schon mit dem stromlosen Eintauchen der Werkstücke in den Elektrolyten [1]. Chromsäureelektrolyte sind stark sauer und besitzen ein sehr hohes Oxidationspotential. Taucht man ein Werkstück und damit ein Grund- oder Zwischenschichtmetall in einen solchen Elektrolyten, so kann einerseits eine Säurekorrosion stattfinden.

Die Sicherung von Qualität bei der Herstellung von Bauteilen ist ein bedeutender Faktor bei der Ermittlung von Fertigungskosten. Der höhere Stellenwert einer hochwertigen Produktion gegenüber der kostenintensiven Prüfung am Ende der Bearbeitung findet seine Berechtigung primär aus wirtschaft- lichen Gründen. Bei diesen Überlegungen sollten aber alle Faktoren (technische, wirtschaftliche und sozial-politische), welche Einfluss auf die Qualität von Erzeugnissen nehmen, berücksichtigt werden. Bei der Sicherung eines entsprechenden Qualitätsstandards wirkt die Globalisierung der Wirtschaft mit den begleitenden Erscheinungen, wie Verlagerung von Fertigungsprozessen und weltweiter Einkauf von Rohstoffen und Zwischenprodukten, entscheidend mit. Insbesondere in der Automobilindustrie sind Beispiele bekannt, in denen das Bauteil in Übersee gegossen, in einem Niedriglohnland in Europa spanabhebend bearbeitet und im Lohn in Westeuropa thermochemisch behandelt wird, um letztendlich im Stammwerk des Automobilherstellers in einen komplexen Zusammenbau eingefügt zu werden. Zwischen diesem extremen Beispiel und der vollständigen Fertigung in einem Werk treten zahlreiche Abstufungen einer Fertigungsgliederung auf.

In the early sixties, ABS graft polymers of butadiene dispersed in styrene acrylonitrile copolymer matrix were shown to produce adherent metallic films with only chemical pre-treatment and without prior mechanical abrasion – Figure 1 shows butadiene particles dispersed in SAN. The adhesion level was higher by about one order of magnitude compared with that produced by mechanical roughening of the surfaces of other polymers [1]. Consequently, ABS became the preferred thermoplastic substrate for electroplating. The qualities of ABS for electroplating led to major advances in the technology for the industry of metal finishing and the growth of plastics for decorative applications in autos, plumbing, cosmetic packaging and furniture decoration. // 

In den frühen 60er Jahren wurde gezeigt, dass auf ABS-Propfpolymere aus dispergiertem Butadien in einer Styren-Acrylonitril-Copolymer-Matrix (SAN) haftfeste Metallschichten aufgebracht werden können, wobei ausschließlich chemisch und nicht mechanisch vorbehandelt wird – Abbildung 1 zeigt Butadienpartikel in SAN. Die Haftfestigkeit lag um etwa eine Größenordnung über der, die mit einer mechanischen Aufrauung bei anderen Kunststoffen erzielbar war [1]. Deshalb wurde ABS der bevorzugte Kunststoff für die galvanische Metallisierung. Die Qualität von ABS für die Metallisierung wurde zur treibenden Kraft für den Fortschritt beim Galvanisieren, und die dekorative Verwendung von Kunststoffen erweiterte sich auf Autos, Sanitäreinrichtungen, Kosmetikverpackungen und Möbel.

Background

The problem of cleaning in the semiconductor industry is complex: contaminants (organic debris, such as fingerprints; tramp oxides and metal particles; ionic and heavy metal atomic contaminants) must be removed in a manner that does not harm the silicon surface, or it's features. If users remove the ionic and heavy metal atomic contaminants before the tramp oxides and metal particles, however, they risk reinfecting the semiconductor surface with ionic contamination. The RCA Cleaning Method (which, unlike other particle removal schemes, operates without sonics), is an excellent illustration of a functional approach to solving cleaning problems because it does the right tasks in the right order. Most users probably can't point to technology they developed in 1965 that is still being used. This author can't. But, Werner Kern, alumnus of Bell Labs, can be proud that the RCA Cleaning Method [1] (RCM) for semiconductors is still being used [2]. // 

Hintergrund

Das Problem der Reinigung in der Halbleiterindustrie ist vielschichtig: Verunreinigungen (organische Rückstände wie Fingerabdrücke; marodierende Oxide und Metallpartikel; Schwermetalle in ionischem und atomarem Zustand) müssen so entfernt werden, dass die Siliziumoberfläche oder der Zustand unverändert bleiben. Falls man dabei die ionischen und atomaren Schwermetalle vor den Oxid- und Metallpartikel entfernt, riskiert man eine erneute Verunreinigung der Halbleiteroberfläche durch ionische Bestandteile. Die RCA-Reinigung (die, anders als andere Verfahren zur Partikelentfernung, ohne Schall arbeitet) ist eine gutes Beispiel für einen funktionsgerechten Ansatz zum Lösen von Reinigungsproblemen durch geeignete Mittel im richtigen Umfang. In den seltensten Fällen wird man auf eine Technologie treffen, die 1965 entwickelt wurde und bis heute in Gebrauch ist, wie im hier vorgestellten Fall. Werner Kern, ehemaliger Auszubildender bei den Bell Labs kann stolz sein, dass die RCA-Reinigung (RCM) [1] für Halbleiter immer noch verwendet wird [2].

Vorstellung innovativer Techniken des Metallveredelungswerk Sulz in Sulz/Neckar

Betrachtet man heute die Elektronik beispielweise für Telekommunikations- oder die Automobiltechnik und vergleicht deren Neuerungen mit denen der Galvanotechnik, so gewinnt man nicht unbedingt den Eindruck, dass die Galvano- und Oberflächentechnik durch besondere Innovationsfreude glänzt. Dass sich aber auch im Bereich Oberflächentechnik Innovationsfreude auszahlt, hat die Firma Metallveredelungswerk Sulz mit ihrer stürmischen Entwicklung während ihres weniger als zehnjährigen Bestehens eindrucksvoll unter Beweis gestellt. Das am 1. Januar 1997 von Hans-Jörg Haible und Bodo Langendörfer gegründete Unternehmen ist inzwischen zu einem der größten Lohnbetriebe im Bereich Galvanik in Baden-Württemberg aufgestiegen. Vor allem durch ihren erstaunlichen Einfallsreichtum, dem guten Geschäftssinn und dem Gefühl für das Machbare verfügt das Unternehmen heute über einen enormen Kundenstamm mit einer gesunden Mischung an Bearbeitungstechniken. Besonders hervorzuheben ist u.a. das im Rahmen der Ausschreibung zum Innovationspreis 2004 des Landes Baden-Württemberg (Dr.-Rudolf-Eberle-Preis) mit einer Anerkennung ausgezeichnete Recycling von Einkaufswagen. Mit dem selben Elan haben sich d

Neuartige Sicherheitseinrichtung bei Heizern der Firma Polytetra

In Europa entstehen jährlich Schäden in mehrfacher Millionenhöhe durch Brände (Abb. 1), die durch defekte oder fehlerhaft arbeitende elektrische Beheizungen in Arbeitslösungen der Galvanotechnikbetriebe entstanden sind. Ein unkontrollierter Heizer kann im Störfall Temperaturen von 700 bis 800 °C erreichen.

Bericht über eine indische Leiterplattenfirma

Wenn man in Zukunft auf dem neu angelegten Highway von Pune Richtung Bangalore fährt, wird man nach etwa 15 Kilometern über ein großes Fabrikgelände von insgesamt 75 000 Quadratmeter mitten in einer kleinen Ortschaft mit ein paar Tausend Einwohnern erstaunt sein. Hier in Khed-Shivapur in der Gemeinde Haveli hat einer der großen Leiterplattenhersteller Indiens, die Firma Shogini Technoarts, ihren Sitz. Der Gründer der Firma, Vijay Athawale, arbeitete in den siebziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts als Zeichner bei der Firma Voltas in Mumbai. Als er eine aus einem Instrument entnommene Leiterplatte im Jahr 1975 zum ersten Mal sah, war er sehr an deren Funktion interessiert. In einigen Minuten zeichnete er eine verbesserte Leiterplatte, ohne deren ursprünglichen zehn Jumpers, und verblüffte damit seinen Chef. Von 1976 bis 1979 vertiefte er seine Kenntnisse bei der Firma J. N. Marshall in Pune. Dabei zeigten die Kunden zunehmend Interesse daran, dass er die vertriebenen Leiterplatten auch selbst herstellte. So gründete er im Jahr 1981, nach zwei Jahren zusätzlicher Tätigkeit bei Electrotech, Pune, seine eigene Firma, deren Name Shogini aus den Namen seiner Frau Shobha und der Töchter Gita und Nita (die dritte Tochter Seema war noch nicht geboren) entstanden ist.

Zurzeit finden für die Korrosionsprüfung nur langwierige Untersuchungsmethoden Anwendung, wie z.B. der neutrale Salzsprühnebeltest. Eine Aussage über die Qualität einer Schutzschicht kann oftmals erst Wochen nach der Beschichtung getroffen werden, wenn die entsprechenden Korrosionsschutzwerte vorliegen. Sowohl bei der Entwicklung neuer Korrosionsschutzsysteme als auch für die Prozessüberwachung sind diese langen Prüfzeiten ein Nachteil der bisher gängigen Untersuchungsmethoden. Es besteht deshalb Interesse an einer Methode, die in relativ kurzer Zeit eine Aussage über die Korrosionsschutzeigenschaften galvanischer Schichten treffen kann.

Wenn man den Medien glauben schenken darf, dann erfüllt das Freizeitvergnügen Fußball eine Aufgabe, die eigentlich unseren Politiker auferliegen würde: die Euphorie auf die kommende Fußballweltmeisterschaft fördert bei Menschen und Unternehmen die Lust am Konsumieren und Investieren. Die Vorfreude lässt die bereits zu lange andauernde schlechte Stimmung verschwinden, während dies die exportbedingten guten Wirtschaftszahlen nicht geschafft hatten. Von unerwarteter Seite wurde vor kurzem bestätigt, dass Deutschland keinen Grund zu depressivem Verhalten haben braucht. Der koreanische Elektronikkonzern Samsung hat in Stuttgart ein Forschungs- und Entwicklungszentrum eröffnet. Während deutsche Konzerne und Großunternehmen laufend Produktionsbereiche ins Ausland verlagern, gehen die Koreaner mit ihrer Entwicklung den umgekehrten Weg mit der Begründung: auf dem deutschen Markt gibt es die anspruchsvollsten Kunden und die besten Ingenieure. Den im Moment bis zu 50 Entwicklern stehen damit auch erhebliche finanzielle Mittel zur Verfügung. Der Konzern aus Korea hat im Jahr 2004 etwa 9 % seines Gesamtumsatzes bzw. etwa 3,8 Mrd. Euro in seine weltweiten Forschungszentren investiert.

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Ferromagnetische Substanzen können leicht aus einem Stoffgemenge separiert werden – ein starker Magnet genügt. Aber auch unmagnetische Stoffe lassen sich auf diese Weise trennen: Magnetische Partikel werden gezielt angelagert und nach der magnetischen Trennung wieder entfernt. Dies funktioniert bereits mit winzigen Magnetpartikeln in der medizinischen und molekularbiologischen Grundlagenforschung. Zellen, pathogene Bakterien, Viren, DNA-Moleküle, Enzyme und Proteine können gezielt isoliert werden. Forscher der Firma Henkel arbeiten daran, diese Methode auch für die Stofftrennung in ganz anderen Einsatzgebieten und im industriellen Maßstab nutzbar zu machen. Etablierte Trennverfahren, wie zum Beispiel Destillationsprozesse, sind oft mit einem hohen Energie- und Kostenaufwand verbunden. Vielfach steigt auch der Entsorgungsaufwand, wenn Stoffgemische nicht vollständig getrennt werden können. So müssen beispielsweise Kohlenwasserstoffe, die mit aromatischen Kohlenwasserstoffen kontaminiert sind, bei > 1200 °C verbrannt werden, um Dioxinemissionen zu vermeiden. Die Reinigung von Abwässern, Böden und kontaminierten Abfallprodukten der Chemie, die Wiedergewinnung von Metallen aus Elektronikbauteilen, Papieraufbereitung und einiges mehr könnten von dem neuen Magnetverfahren profitieren. Erforderlich sind jeweils speziell geeignete Ferrofluide, die sich gezielt an die abzutrennenden Stoffe anlagern. Nach der magnetischen Stofftrennung werden die Ferrofluide entfernt und können erneut eingesetzt werden.

Vakuumverdampfer sind heute ein fester Bestandteil der Abwasservermeidung und -aufbereitung, auch im Bereich der Galvanotechnik. Neue Technologien und Materialien erweitern die Einsatzmöglichkeiten ständig und eröffnen den Unternehmen neue Wege sowie die Einsparung von Entsorgungs- und Behandlungskosten.

Hinsichtlich der Wirtschaftsentwicklung hat sich Deutschland in den letzten Jahren auf die Schlusslichtposition hinbewegt. Bezüglich ausländischer Investitionen konnten wir gerade noch mit Ländern wie Peru etc. mithalten. Sind wir wirklich auf dem Weg, von einer technisch den Weg bestimmenden Nation zum Schlusslicht zu werden? Eine neue Regierungsmannschaft lässt hoffen, dass man das politische Steuer in die richtige Richtung dreht. Immerhin verlauten immer wieder Nachrichten über bahnbrechende Entwicklungen oder auch Erfindungen, die in deutschen Entwicklungs-Instituten geboren wurden. Der Zukunftspreis 2005, der an die Entwickler einer neuen Einspritztechnik für besonders sparsamen Verbrauch von Kraftstoffen in Kraftfahrzeugen vergeben wurde, zeigt, dass das Innovationspotenzial in unserem Land – Gott sei gedankt – noch nicht erloschen ist. Der Bau modernster Forschungsschiffe für die Erforschung von Arktis, Weltmeeren und Klima fand in deutschen Werften statt. Die Entwicklung von selbstschmierenden, galvanisch abscheidbaren Dispersionsschichten für elektrische Kontakte unter Einbau von Graphit geht auf privatwirtschaftliche deutsche Initiativen zurück und bewährt sich bereits in der Praxis.

Pattern definition in micro- and nanotechnology is relying on sophisticated methods for transfer of two dimensional patterns into 3D structures by litho- graphy and subsequent etching. Whereas the lateral definition and resolution is mainly determined by the lithography as primary structuring step, the vertical dimension and shape is mainly depending on the etch process. Anisotropic etching (e.g. RIE) results in vertical sidewalls whereas isotropic (e.g. wet) etching results in spherical shapes. In example, the resulting shape and depth is determined by the anisotropy factor Af of the etch process. With conventional techniques it is not possible to produce structures with different 3D shapes and depths in one step. Several sophisticated approaches have been investigated to overcome this limitation, e.g. grey scale lithography [1] and stereo lithography [2]. For microtechnology the resulting structures are in most cases transferred to silicon (wafer material) or to thin films deposited on the substrate material. However, it has been demonstrated that for MEMS devices molding of plastics might be an interesting alternative to the widely used silicon based microstructuring concept. Using the LIGA-technique [3], high aspect ratio microsystems (HARMS) can be fabricated. Based on X-ray lithography, LIGA provides sub-µm lateral resolution together with large depth of focus (up to several tens of micrometers). Also low cost HARMS processes are available which allow similar structures as the LIGA-technique, but at reduced costs and with smaller degree of freedom [4].

Zwei Ergebnisse aus der LIGA-Technik, die im Forschungszentrum Karlsruhe erzielt wurden, sind in den letzten Wochen durch die Medien gegangen: Das sind zum einen die hochpräzisen Zahnräder aus Gold für Schweizer Luxusuhren, die durch Direkt-LIGA gefertigt werden und die durch die LIGA-typischen Eigenschaften der senkrechten Wände und der extrem niedrigen Seitenwandrauhigkeit sowohl dekorativ sind als auch durch praktisch reibungsfreien Lauf eine sehr hohe Ganggenauigkeit der entsprechenden Baugruppe ermöglichen. Im Januarheft konnten Sie dazu einen Beitrag lesen. Zum anderen haben die Röntgenlinsen aus Karlsruhe Aufsehen erregt, weil es die durch Röntgentiefenlithographie aus dem Resist SU-8 oder aus Nickel reproduzierbar hergestellten Linsen ermöglichen, Röntgenstrahlung aus dem Synchrotron auf einen Brennfleck von wenigen hundert Quadratnanometern (dieses Wort muss man sich auf der Zunge zergehen lassen!) zu fokussieren und dadurch beispielsweise Anwendungen in der extremen Spurenanalytik ermöglichen. Aber auch wenn Karlsruhe für die LIGA-Technik noch immer eine besondere Rolle spielt: anderswo in der Welt gibt es inzwischen sehr aktive Gruppen, die mit dieser Technik interessante Dinge machen. Einige davon, die in der letzten Zeit auf sich aufmerksam gemacht haben, möchte ich kurz erwähnen.