Artikelarchiv

Als Marktplatz innovativer Verfahren für die Oberflächenbehandlung bietet die Surfacts einen Überblick über Entwicklungen in der Oberflächenbehandlung. Ein Schwerpunkt dabei sind Verfahren zur Substituierung chrom(VI)- und schwermetallhaltiger Korrosionsschutz- und Veredelungssysteme. Die 4. internationale Fachmesse für Oberflächentechnik findet vom 9. bis 11. Oktober 2007 in Karlsruhe statt. Durch Einbettung in die Interpart, internationale Zuliefermesse für die Fahrzeugindustrie sowie den Maschinen- und Anlagenbau, bietet die Surfacts Ausstellern und Besuchern beider Messen einen interessanten Mehrwert.

Bei der 5. parts2clean, die vom 9. bis 11. Oktober 2007 in der neuen Messe Stuttgart stattfindet, erwartet die Besucher ein umfassendes Lösungsangebot für die Erfüllung der ständig steigenden Anforderungen an die Bauteilsauberkeit. Ergänzt werden die Ausstellerpräsentationen durch das integrierte Fachforum mit nahezu 30 Vorträgen zu aktuellen Themen und neuen Entwicklungen rund um den wertschöpfenden Fertigungsschritt Teilereinigung.

Neue Produktionshalle und Technologiezentrum eingeweiht

Die WMV-Apparatebau GmbH feierte im Mai 2007 mit zahlreich erschienenen Gästen ein ungewöhnliches Jubiläum: 444 Monate sind seit der Firmengründung 1970 vergangen. Gleichzeitig wurden das neue Technologiezentrum und die erweiterte Produktionshalle den Gästen, unter ihnen auch Regierungspräsident Hans Peter Lindlar und Bürgermeister Jürgen Funke, vorgestellt.

Der Ausbildungsgang zum Staatlich geprüften Galvanotechniker an der Heinrich-Wieland-Schule in Pforzheim, bei dem gleichzeitig mit bestandener Abschlussprüfung die Fachhochschulreife erworben wird, zielt darauf ab, die Absolventen zu einer Tätigkeit im mittleren Funktions- bereich eines Unternehmens zu befähigen. Voraussetzung für die Teilnahme ist eine abgeschlossene Berufsausbildung. Ihre Hauptintention besteht darin, die Absolventen in die Lage zu versetzen, den schnellen technologischen Wandel zu bewältigen und die sich daraus ergebenden Entwicklungen der Wirtschaft mitzugestalten. Neben dem Schwerpunkt Galvanotechnik und Umwelttechnik, mit den Teilbereichen Elektrochemie und Chemie werden Inhalte zur Unternehmensführung, Fachenglisch, Betriebswirtschaft und technische Mathematik vermittelt. Während der letzten beiden Fachstufen soll der Schüler eine Technikerarbeit erstellen, bei der darauf geachtet wird, dass das Thema der Arbeit ein Problem aus der Fachpraxis aufgreift.

Verbesserte Nutzung von chemisch abscheidenden Nickelelektrolyten durch neue Pumpentechnologie von der Bohncke GmbH

Die chemische Abscheidung von Nickel zählt zu den zukunftsträchtigen technischen Schichten. Einerseits zeigen die möglichen Grundsysteme als Legierungen aus Nickel mit Phosphorgehalten zwischen circa 5 und 15 Prozent sehr gute Korro- sions- und Verschleißbeständigkeiten, die sich durch eine Wärmebehandlung nach der Beschichtung zusätzlich steigern lassen. Andererseits können in die chemisch abgeschiedenen Nickelschichten Dispersionsstoffe wie PTFE, Siliziumcarbid oder Diamantsplitter mit eingebaut werden und so zusätzliche Eigenschaften eingestellt beziehungsweise modifiziert werden.

This column is about long-term trends in the development of chemicals especially cleaning solvents. The question which will be asked is simple: has our industry's development approach to the development of cleaning solvents been the correct one?

The Chemistry of Fluorinated Solvents

 The focus of this column is specifically on fluorinated solvents. Their atomic character is unique because Fluorine is the most reactive of all elements. A measure of the tendency of an atom to attract (bond with) an available pair of electrons is called electronegativity: – Fluorine is the most electronegative and reactive of all elements by a substantial measure. – It follows then that the bonds made by Fluorine atoms produce most highly stable compounds. In general, fluorinated compounds are unreactive inactive, neutral, inert. The Pauling Scale is commonly used to rate levels of electronegativity. Values range from Fluorine at around 4 down to Caesium and Francium which are the least electronegative at 0.7 (Tab. 1). // 

Im vorliegenden Beitrag werden die langfristigen Trends bei der Entwicklung von Chemikalien, besonders Reinigungschemikalien, betrachtet. Hierbei geht es um eine einfache Frage: Entwickelt unsere Industrie im Hinblick auf Reinigungschemikalien unter den richtigen Prämissen?

Chemie der fluorierten Lösemittel

Der Schwerpunkt des Beitrages liegt auf fluorierten Lösemitteln. Deren atomarer Charakter ist wegen Fluor mit der höchsten Reaktivität aller Elemente gleich. Das Maß für die Neigung eines Atoms zur Bildung von Elektronenpaarbindungen wird Elektronegativität genannt: – Fluor ist das Element mit der höchsten Elektronegativität als wichtigstes Maß; – Daraus folgt, dass Verbindungen mit Fluor zu den stabilsten zählen. Allgemein gesagt, sind Fluorverbindungen nicht reaktiv, neutral oder inert. Die Pauling-Skala wird im Allgemeinen zur Einteilung der Elektronegativität herangezogen. Danach reichen die Werte von etwa 4 für Fluorverbindungen bis zu Cäsium und Francium mit der geringsten Elektronegativität von 0,7 (Tab. 1).

Goldschichten stehen in diesem Jahr im Mittelpunkt der Fachliteratur über die galvanische und außenstromlose Edelmetallabscheidung. Schichteigenschaften wie Härte und Struktur sollen besser an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden, insbesondere in der Elektronik und Halbleitertechnologie. Unter anderem über neue Kompositmaterialien mit leitfähigen Polymeren und neue Elektrolytzusammensetzungen, wie zum Beispiel auf Basis ionischer Flüssigkeiten, wird berichtet. Immer häufiger werden Simulationen und Modellierungen eingesetzt, um das Verhalten bei der Abscheidung von Silber, Gold und den Platinmetallen zu beschreiben.

Zur Herstellung von Chromschichten aus dreiwertigen Elektrolyten werden vorwiegend Chromsulfate sowie Chromchloride verwendet [1]. Die Sulfate sind die meistverwendeten Chrom(III)salze, auch für die Abscheidung von Chromlegierungsschichten aus dreiwertigen Elektrolyten. Bei den Sulfaten handelt es sich genau genommen um relativ komplexe Moleküle aus Chromsulfat mit gebundenen Wassermolekülen, dem sogenannten Kristallwasser [2]. Einige Elektrolyte, einschließlich solche zur Abscheidung von Zink/Chrom-Legierungsschichten beruhen auf gemischter Basis [3–5]. Bei früher durchgeführten Untersuchungen zur gemeinsamen Abscheidung von Chrom und Zink wurde ein Elektrolyt auf der Basis der Verbindung Cr2(SO4)3·18H2O verwendet [6–12]. Aus ökonomischen Gründen wurde das Chrom(III)sulfat durch Reduktion von Chromat (CrO3) mit Ethanol im schwefelsauren Medium hergestellt. In Verbindung mit den Anforderungen zur Begrenzung des Chrom(VI)verbrauchs sowie den Besonderheiten beim Umgang mit Ethanol, war im Rahmen der vorliegenden Untersuchung die Möglichkeit zur Anwendung anderer Chrom(III)salze für die Herstellung von Zink/Chrom-Legierungsschichten zu überprüfen.

Einsatz des Chroms am Auto

Die galvanisch veredelten dekorativen Oberflächen sind in der Automobilin- dustrie kaum wegzudenken. Eingeführt als Korrosionsschutzschicht für funktionelle Bauteile, wie beispielsweise Stoßstangen und Radkappen, dient die Glanzchromschicht heute als Designelement zur Betonung des Charakters eines Fahrzeugs. Waren bis Mitte der 90er Jahre die Autos fast chromfrei – lediglich Embleme und Schriftzüge wurden metallisch dargestellt – so glänzen die Fahrzeuge seit ca. zehn Jahren mit Chromzierteilen am Kühler aber auch im Seiten- und Heck­bereich. Während zu Beginn lediglich gehobene Modelle mit Verzierungen versehen worden sind, können in den letzten Jahren vermehrt auch an einfachen Fahrzeugen Chromzierteile entdeckt werden.

Die Bedeutung funktioneller Oberflächenbeschichtungen nimmt in der Galvanotechnik stetig zu [1, 2]. Eine aussichtsreiche Methode zur Eigenschaftsverbesserung metallischer Überzüge ist die Einlagerung nanoskaliger Dispersoide in eine galvanisch aufwachsende Metallmatrix [1, 3, 4]. Die Eigenschaften galvanischer Dispersionsschichten korrelieren direkt mit deren Struktur und Zusammensetzung [5, 6]. Eine homogene Verteilung sowie ein hoher Gehalt der dispersen Phase sind dabei oft entscheidend für die Verbesserung der chemischen und mechanischen Werkstoffeigenschaften [3, 7, 8]. Sowohl der Teilcheneinbau als auch die Eigenschaften der Beschichtungen sind über eine Vielzahl von Abscheidungsbedingungen, wie zum Beispiel Stromdichte, pH-Wert und Zusammensetzung des Elektrolyten, Hydrodynamik und Charakteristika der dispersen Phase etc. [9–13] beeinflussbar. Darüber hinaus besitzt die Zeitabhängigkeit des angewandten Stroms einen ausgeprägten Einfluss auf die Inkorporation der Partikel in die aufwachsende Metallmatrix [14]. Obgleich der Einfluss der einzelnen Abscheidungsparameter auf den Partikelgehalt der Komposite bereits für eine Vielzahl von Metallpartikelkombinationen untersucht wurde [15], ist der Mechanismus der Dispersionsabscheidung bis heute nicht vollständig verstanden [11, 16, 17].

Aufgrund der stetigen Miniaturisierung in der elektronischen Industrie werden in zunehmendem Maße unterschiedliche Verbindungstechniken, wie Kleben, Löten und Bonden, für das Fügen und Kontaktieren der elektronischen Bauelemente auf den Leiterplatten angewendet. Dazu werden die Anschlussflächen der Leiterplatten mit einem organischen Anlaufschutz (OSP) oder mit entsprechenden Metallisierungen, vorzugsweise aus Edelmetallen, als Endoberfläche versehen. Wenn diese Endoberfläche für verschiedene Verbindungstechniken benutzt werden kann, wird sie als multifunktionale Oberfläche bezeichnet.

Glaubt man Umfragen und Statistiken, dann gehören Fußball und Autos zu den Dingen, an denen die Deutschen das größte Interesse zeigen. Diese zu perfektionieren hat die Oberflächentechnik nicht uner- heblichen Anteil. So wurde vor kurzem im Wirtschaftsteil der Südwestpresse (Ausgabe 16. August) die Firma JRS (J. Rettenmaier & Söhne GmbH & Co. KG), Rosenberg, vorgestellt. Das Unternehmen stellt Zelluloseprodukte her. Diese wiederum werden für die Beschichtung von Fußbällen bei Weltunternehmen wie Addidas, Puma oder Nike verwendet. Als eine der wichtigsten Entwicklungen der letzten Jahre bezeichnet die JRS die Nano- cellulose für die Verarbeitung zu PU Leder.

Wichtige neue Merkblätter für die Kanalnetzsanierung außerhalb von Gebäuden

Ein latenter Umweltaspekt größerer Betriebe sind die Kanalnetze insbesondere für die Abwasserableitung, aber teilweise auch für den Transport von Brauchwässern mit eingeschränkter Reinheit. Vielfach unterliegen diese mitunter schon mehrere Jahrzehnte alten Rohrleitungen nur einem relativ langgestreckten Wartungsturnus. In sehr alten Betrieben, insbesondere wenn sich Eigner oder Nutzung geändert haben, können Rohrleitungen, tote Enden oder in den Plänen nicht erfasste Verbindungen existieren, die aus Unkenntnis von der Wartung gar nicht erfasst werden.

Bericht über die Eröffnung der Ausstellung „Mikrowelten-Zukunftswelten" im DTMB, Berlin

Am 16. Mai wurde im Science Center Spectrum des Deutschen Technischen Museums Berlin, DTMB, eine neue, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Ausstellung eingeweiht, die sich mit dem Thema Mikrowelten – Zukunftswelten beschäftigt. Mit Hilfe von Bildern, Animationen und Praxisbeispielen soll das Thema Mikrosystemtechnik der breiten Öffentlichkeit nahe gebracht, die Phantasie der Besuchenden angeregt sowie das Verständnis für Technologien – besonders bei der Jugend – gefördert werden.

Von den Anfängen bis heute, eine Retrospektive im DTMB

Oberflächentechnik hat viele Gesichter. Lackiertechnik und Galvanotechnik sind dem Fachmann geläufige Technologien. Aber auch Druckerei und Fotografie haben über die Produktion gedruckter Schaltungen und Leiterplatten längst Eingang in die Oberflächentechnik gefunden. Betrachtet man die Anfänge, aus denen die Fotografie hervorgegangen ist, so erscheinen die ersten Versuche geradezu abenteuerlich und wären unter heutigen Sicherheitsaspekten vermutlich überhaupt nicht möglich. Doch ohne Freiraum der Forschung wird jede Entwicklung eingeschränkt. Unser aktueller technischer Stand wäre kaum möglich, wenn man jedes Experiment unter dem Aspekt möglichst vollständiger Sicherheit einschränken würde.

Unsere Technik wird beherrscht von Elektronik und Automatik. Das Knöpfe-Drücken ersetzt teilweise das Denken, die Automaten den Schweiß körperlicher Arbeit. Möglichst weitreichende Automatisierung sorgt für gleichbleibende Qualität und höchste Effizienz der eingesetzten Werkstoffe wie auch der Energie. Die Galvanotechnik wird noch immer von Empirie beherrscht. Die meisten Betriebe arbeiten zwar mit Galvanisierautomaten; doch auch diese bedürfen der Empirie, um z. B. die optimale Bestückung der Galvanisiergestelle zu ermitteln. Auch die Badführung im Hinblick auf den Zusatz von Additiven, um beispielsweise günstigste Einebnung zu erreichen, basiert bei neuer Ware auf Versuchen und insbesondere auf der Erfahrung des Galvaniseurs. Der häufige Wechsel der zu behandelnden Ware und der Einfluss der Warenform und ihrer Anordnung im Elektrolyten führen zu ständigen Veränderungen des für die gleichmäßige Schichtdickenausbildung verantwortlichen elektrischen Feldes.

Das Fügen von Mikrokomponenten zu kompletten Mikrosystemen ist nicht nur aufgrund der geringen Abmessungen, sondern auch wegen des Einflusses von zum Beispiel Adhäsionskräften relativ kostenträchtig. Außerdem werden zunehmend Mikrobauteile aus mehreren Werkstoffen benötigt. Eine probate Lösung stellt das Zweikomponenten-Mikrospritzgießen dar. Ebenfalls der Reduzierung des Montageaufwands dient das Mikro-Montagespritzgießen oder auch Micro Assembly Injection Moulding, bei dem ein Teil in das Werkzeug eingelegt und mit einem zweiten Werkstoff umspritzt wird. Beim Zwei-Komponenten-(2K)-Mikrospritzgießen werden zeitgleich oder zeitlich versetzt mindestens zwei unterschiedliche Formmassen eingespritzt, um ein Verbundteil bereits während der Formgebung zu erzeugen. Die hergestellten Mikroteile können zum Beispiel aus elektrisch leitenden-isolierenden oder verschieden farbigen Materialkombinationen bestehen. Es werden zwei aktuelle Entwicklungen vorgestellt.

Am Montag, den 9. Juli dieses Jahres geschah es: Als ich morgens ins Büro fuhr und an der OMV-Tankstelle in unserem Ort vorbeikam, stand auf der Anzeigetafel: Super 132,9 Cent. Als ich fünf Stunden später die gleiche Anzeigetafel wieder passierte, war sie nicht mehr dieselbe. Sie zeigte an: Super 140,9 Cent. Selbst jemand, der schwach ist im Kopfrechnen, konnte herausfinden, dass damit der Liter Superbenzin auf einen Schlag um 8 Cent teurer geworden war. Wenn man sich noch an die Zeiten erinnern kann, zu denen die D-Mark in unserem Land galt – und ich erinnere mich sehr gut daran und an den Umrechnungsfaktor von rund 2 zwischen D-Mark und Euro, der einen immer noch und oftmals die gefühlte Teuerung beim Italiener, beim Capuccino im Café und an einigen anderen Orten spüren lasst – dann rechnet sich eine Preiserhöhung von 8 Cent schnell um in eine solche von ca. 16 Pfennig pro Liter Superbenzin! Was sagt man zu so was, wenn man schließlich den Schock überwunden hat? Eine verschämte Preiserhöhung ist das nicht. Und nirgendwo wurde in den Tagesnachrichten eine Katastrophe erwähnt, die von einer Stunde auf die andere das Öl in der Welt so verknappt hätte, dass der Benzinpreis derart in die Höhe schnellt, wie ich es zu D-Mark-Zeiten nie erlebt habe. Ich bilde mir ein, bei einer Erhöhung um 16 Pfennig pro Liter wären die Leute damals auf die Straße gegangen und der arme Tankstellenpächter, den ja keine Schuld trifft, hätte trotzdem unangenehme Stunden erlebt.

Bericht über einen Workshop am 25. April 2007 in Dresden

Plasmaverfahren bei Atmosphärendruck gewinnen in der Industrie eine zunehmende Anwendungsbreite, zum Beispiel zur Aktivierung, Reinigung, Beschichtung, Ätzung und Sterilisation von Oberflächen. Der von der Europäischen Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V. (EFDS) am 25. April 2007 in Dresden zum zweiten Mal veranstaltete Workshop wendete sich an Verfahrenstechniker, Chemiker und Physiker aus Industrie und Forschung der Branchen Kunststofftechnik, Textiltechnik, Glastechnik, Medizintechnik, Maschinen- und Fahrzeugbau sowie alternative Energietechnik. EFDS-Geschäftsführer Prof. Blau begrüßte die über 40 Teilnehmer und führte in die Thematik ein.