Artikelarchiv

Wie weit können interne Stoffkreisläufe geschlossen werden? / Stoffverlustminimierung ist, wie bereits in [1] erwähnt, das Ergebnis einer Optimierung zwischen prozessinternen Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Verminderung von Stoffverlusten sowie externer, umweltverträglicher Entsorgung des nicht vermeidbaren Stoffüberhangs (Abwasser, Abfall), wobei ein möglichst hoher Abfallverwertungsgrad anzustreben ist....

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS setzt auf den Wachstumsmarkt der Mikrosysteme, der Mikro-Elektro-Mechanischen (MEMS) und der Mikro-Opto-Elektro-Mechanischen Systeme (MOEMS) insbesondere auf mikrominiaturisierte Systeme, die monolithisch in Siliziumtechnologie hergestellt werden. Im Fokus der Entwicklungs- und Fertigungsleistungen steht die industrienahe Verwertung der alleinstellenden technologischen Kompetenzen auf dem Gebiet der siliziumintegrierten MEMS-Sensortechnik, der Mikro-Opto-Elektro-Mechanischen Systeme (MOEMS) auf Siliziumbasis sowie auf dem Gebiet einer speziellen Transpondertechnik. Das Fraunhofer-IPMS nutzt dabei ein umfangreiches wissenschaftliches Know-how, Applikationserfahrung und Kundenkontakte sowie moderne Anlagentechnik und Reinraum-Infrastruktur. Das Leistungsangebot reicht von der Konzeption über die Produktentwicklung bis zur Pilotserienfertigung – vom Bauelement bis zur kompletten Systemlösung. Einige neueste Entwicklungen des Instituts sollen hier vorgestellt werden.

Am 16. und 17. Oktober 2012 fand in Bochum an der Ruhr-Universität der 14. Workshop des ak-adp statt. Unter dem Thema “Plasma im Visier” wurden Möglichkeiten einer Charakterisierung und Analyse von Normaldruck- Plasmen und deren Anwendung zum Plasmamonitoring für eine Prozesskontrolle und Qualitätsüberwachung vorgestellt und diskutiert.

1 Einführung in Kyoceras Co-Firing-Technologie für Mehrlagen-Substrate in integrierten Schaltkreisen / Kyocera ist ein Hersteller von Keramikgehäusen für die Halbleiterindustrie. Eine der Schlüsseltechnologien ist dabei das Co-Firing von Mehrlagen-Substraten, das schon 1969 von Kyocera entwickelt wurde und einen maßgeblichen Anteil am Aufschwung der Halbleiterindustrie hatte....

Was lange Zeit nur im Vakuum möglich war, kann dank einer innovativen Plasmatechnik seit kurzem auch in-line unter Normaldruck im automatischen Produktionsprozess erfolgen. Das zukunftsweisende Verfahren bietet eine Fülle unterschiedlich funktionaler Schichten zur ortsselektiven Nanobeschichtung von Materialoberflächen.

Das Dresdener Unternehmen Heliatek präsentiert eine neue Tandemsolarzelle auf Basis organischer Halbleiter mit 12 % Effizienz. Das ist neuer Weltrekord.

Monatlicher Bericht von Dr. Nagaraj N. Rao, Navi Mumbai/Indien

Im ersten Teil des Berichtes wurden die Grundlagen zur Spültechnik und die steigenden Anforderungen an die Spülwasserqualität erläutert. In zweiten Teil wird berichtet, welche besonderen Anforderungen an die unterschiedlichen Branchen gestellt werden, wie typische Fehlerbilder aussehen und welche Ursachen dahinter stecken.

Monatlicher Bericht von Dr. Anselm Kuhn für die „Galvanotechnik“

Das von der DGO organisierte Berliner Fachseminar 2013 fand am 31. Januar 2013 in Berlin in der BAM – Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung statt. Den etwa 80 Teilnehmern wurden informative Vorträge zur aktuellen Situation beim Zulassungsverfahren für Chromate unter REACh geboten.

Ein weiter Weg bis zur perfekten Oberfläche: Was die Oberflächentechnologie in Zukunft leisten kann und muss, darüber diskutierten zirka 40 Experten aus dem gesamten Bundesgebiet beim Tag der Oberflächenanalytik. Ausrichter der Veranstaltung im Technologiehof Münster war das Netzwerk Oberfläche NRW. Es ist bei der Technologieförderung Münster angesiedelt.

Die Beschichtung von Folien, Textilien oder Metall bedarf einer aufwändigen Verfahrenstechnik, die mindestens drei verschiedene Prozesse umfasst: Corona-Vorbehandlung, Sprühauftrag, etwa von Antifog, Trennmitteln oder Hydrophobierungen, und Trocknung der Funktionsbeschichtung. Bisher wurden die verschiedenen Vorgänge entweder separat durchgeführt, oder die einzelnen Maschinen wurden zu einer improvisierten Produktionslinie zusammengestückelt. Daraus ergab sich allerdings eine unberechenbare Schnittstellenproblematik. Zudem war die Funktionalität der Beschichtung nicht garantiert, die Zuständigkeit im Störungsfall nicht geklärt und die Herstellkosten waren nicht kalkulierbar. Daher hat die Ahlbrandt System GmbH mit der „Web Process Line“ eine Komplettanlage aus einer Hand entwickelt, die alle drei Komponenten vereint. Sie arbeitet mit der bewährten Corona-Technik, ermöglicht einen extrem dünnen Sprühauftrag auf Wasserbasis und trocknet streifenfrei. Damit ist die Web Process Line energieeffizienter, ressourcenschonender und kostensparender als die Verarbeitung des Substrats in Einzelmaschinen und begründet in Deutschland einen Trend. Auf der ICE Europe stellt das Unternehmen die Anlage vor.

Palladium ist ein interessantes Element in der Oberflächenchemie. Es ist ein Edelmetall und ein aktiver Katalysator bei vielen Reaktionen. Palladium oder Palladiumlegierungen finden Anwendung in den Bereichen der Katalysatoren, Elektronik, Wasserstoffabtrennung oder -reinigung. Eine besondere Anwendung ist sein Einsatz als Katalysator zur Metallisierung von Nichtleitern wie Kunststoffmaterial. In diesem Artikel wird die Literatur in Bezug auf die Abscheidung von katalytischem Palladium für die Oberflächenaktivierung vor der Abscheidung von stromlosem Nickel und anderen Metallen untersucht.

Palladium is an interesting element in surface chemistry. It is a noble metal and an active catalyst in many reactions. Palladium or palladium alloys are used in the fields of catalysts, electronics or hydrogen seperation or purification. One special application is its use as a catalyst for metallising non-conductors like platic materials. In this paper the literature concerning the deposition of catalytic palladium for the surface activation prior to the deposition of electroless nickel and other metals is reviewed.

In dieser Studie wird die Machbarkeit des Mikro-Drahtschneidens unter Verwendung der gepulsten elektrochemischen Bearbeitung (PECM) untersucht. Das Trennen von Materialien ist gekennzeichnet durch einen Trennspalt, ein zu entnehmendes Materialvolumen und Gratbildung. Um Materialien energieeffizient und ressourcenschonend zu trennen, ist es das Ziel, möglichst wenig Werkstoffverlust zu generieren und Nachbearbeitungsschritte zu dezimieren. Als alternatives Verfahren gegenüber konventionellen Bearbeitungstechnologien wie Sägen, Fräsen, Laserbearbeitung oder Funkenerosion (EDM) kann PECM unter Verwendung einer Drahtelektrode zum Trennen von metallischen Werkstoffen eingesetzt werden. Hierzu wurden unter Verwendung eines PEMCenter 8000 verschiedene Prozessparameter, wie die Pulsbreite, die Spannung und die Vorschubgeschwindigkeit, untersucht. Eine Analyse der Präzision der gefertigten Geometrien und der erreichbaren Oberflächengüte ist Inhalt dieser Studie.

A study is reported on the feasibility of micro-wire cutting using pulsed electrochemical machining (PECM). Machining of materials using a cutting process is characterised by the existence of the cut itself, together with a certain volume of material lost in the process and burr formation. In order to achieve the most efficient machining of materials, both energy used and material lost, must be minimised. As an alternative to conventional machining processes such as sawing, milling, laser machining or spark erosion machining (EDM), PECM using a wire electrode can be used to machine metallic materials. In this work, a PEMCenter 8000 machine was used with a range of processing parameters such as pulse width, voltage and rate of advance. The study reports an analysis of the precision of the machined components and the surface quality achieved.

Verfahrenssimulation und -optimierung mithilfe numerischer Methoden kann teure und zeitaufwendige Experimente zur Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte reduzieren. Elektroabscheidung ist ein bedeutendes Beschichtungsverfahren, bei dem die Qualität und Gleichmäßigkeit der Abscheidung von großer Bedeutung ist. In diesem Papier wurde ein finites Elementmodell zur Bewertung der Werte der Primärund Sekundärstromdichte auf der Kathodenfläche bei der Nickelelektroabscheidung eines drehenden Teils vorgeschlagen. Zusätzlich wurde die Leistungsfähigkeit dieser Simulation untersucht, um die abgeschiedene Dicke der Nickelsulfatlösung zu beschreiben. Es wurden Experimente zum galvanisieren von Nickel durchgeführt und die gemessenen Dicken an verschiedenen Punkten mit den Prognosen verglichen. Es wurde eine gute Übereinstimmung der simulierten mit den experimentellen Ergebnissen festgestellt. Die Ergebnisse zeigten auch, dass die Primärstromdichte die allgemeine Form der Dickenverteilung beschreiben kann, der relative Wert der Stromdichte unter Verwendung der Sekundärstromdichte jedoch eine bessere Beschreibung der Dickenverteilung liefert.

Process simulation and optimization with the help of numerical methods can reduce expensive and time consuming experiments for manufacturing good quality products. Electroplating is a prominent coating process that the quality and uniformity of the deposition are of great importance in this process. In this paper a finite element model has been proposed for evaluation of primary and secondary current density values on the cathode surface in nickel electroplating operation of a revolving part. In addition, the capability of presented electroplating simulation has been investigated in order to describe the electroplated thickness of the nickel sulfate solution. Nickel electroplating experiments have been carried out and the measured thickness in different points have been compared with the predictions. A good agreement between the simulated and experimental results was found. Also the results showed that primary current density can describe the general form of thickness distribution but the relative value of current density using secondary current density can present better description of thickness distribution.

Ist es tatsächlich möglich, dass wir nach fast einem Jahrhundert einen Fortschritt bei der Anodisierung von Aluminium erleben können? Ein Amerikaner, Leonard Warren [2], von Tech-Line Coatings mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Beschichtungsindustrie, und ein kanadischer Metallveredeler, Dale Hupe [3] (Hupe Manufacturing) haben das „DiamondyzeTM Verfahren“ entwickelt, das auch als „Keramisches Anodisieren“ beschrieben wird, und glauben, sie haben diesen Durchbruch geschafft.

Is it really possible that after almost a century, we could be seeing a significant advance in aluminium anodising ? An American, Leonard Warren [2], of Tech-Line Coatings, with several decades experience in the coatings industry and a Canadian Metal Finisher, Dale Hupe [3] (Hupe Manufacturing), have developed the “DiamondyzeTM Process” , also described as “Ceramic Anodising” and believe they have done just that.

Die Topografie der galvanischen Schicht bzw. ihre Rauheit ist der Topografie und Rauheit der Rohteiloberfläche direkt proportional. Jede Unebenheit – Rauheitspeak oder Fremdteilchen – auf der Grundwerkstoffoberfläche erscheint, insbesondere bei Elektrolyten mit nicht sehr guter Mikrostreuung, verstärkt auf der Schichtoberfläche. Bei hinreichender Schichtdicke entstehen auf der Oberfläche immer Warzen. Je höher die Schichtdicke ist, umso stärker wirken sich auch kleinste Höhenunterschiede auf der Grundwerkstoffoberfläche aus. Bei der Hartverchromung ist diese Schichtdicke bei üblichen Grundwerkstoffrauheiten als Grenze für die Maßverchromung bekannt. Sie lässt sich durch bessere Glättung des Grundwerkstoffes und/oder den Einsatz eines Elektrolyten mit höherer Mikrostreufähigkeit erhöhen.

Durch Umschmelzen lassen sich dünne, gleichmäßige und porenfreie (porenarme) Zinnschichtdicken mit geringer Fertigungstoleranz erzeugen, die auf Grund ihrer niedrigen Rauheit eine gute Prozessierbarkeit in der Umformtechnik gewährleisten. Darüber hinaus zeichnen sich die umgeschmolzenen Zinnschichten durch eine verbesserte Oxidationsbeständigkeit, einen hohen Glanzgrad sowie gute Löteigenschaften aus. Untersucht wurden verschiedene Charakteristika von zwei Zinnschichten, wie Substrat, Umschmelztemperatur, Aussehen, Elementzusammensetzung und -verteilung, Lötverhalten, Abscheidebedingungen oder Art der Nachbehandlung. Bei Verwendung einer Nickelzwischenschicht ohne Additiv sowie bei niedrigen Chloridgehalten wird zum Beispiel eine geringe Neigung zur Verfärbung der Schichten beobachtet. Mit steigendem Chlorid- und Additivgehalt nimmt die Unregelmäßigkeit in der Form der intermetallischen Phase mit entsprechendem Einfluss auf die Metalloberflächen zu. Beim Umschmelzen unter Stickstoffatmosphäre kann die Verfärbung vermieden werden.

Use of reflow melting allows the formation of thin and uniform tin coatings which are non-porous (or of low porosity) and can be produced to tight tolerances. Their low roughness and amenability to processing involving deformation are equally attractive features. In addition, such re-melted tin coatings exhibit improved resistance to oxidation, increased brightness and improved solderability. Two tin coatings were studied in terms of various characteristics such as substrate effects, re-melting temperature, appearance, elemental composition and element distribution as well as solderability, deposition conditions and the effect of post-treatment. Use of an additive-free nickel interlayer with low chloride concentration, for example, resulted in coatings with low propensity to tarnishing. With increased chloride and additive concentrations, an increase in non-uniformity was observed arising from an intermetallic phase with a corresponding effect on the metal surface. By using a nitrogen atmosphere for the re-melting process, tarnishing can be avoided.

Kunststofffolien werden heute in unvorstellbaren Mengen verarbeitet und sind für jedermann Teil des täglichen Lebens. Hauptsächlich werden sie als Verpackungsmittel in der Lebensmittelindustrie verwendet, aber auch andere Anwendungen, wie beispielsweise in Kondensatoren, spielen eine große Rolle. In diesem Artikel soll es um Methoden gehen, die Reflexion von Kunststofffolien herabzusetzen oder gar vollständig zu unterdrücken. Das ist in wenigen, dafür aber sehr hochpreisigen Anwendungen von Bedeutung.

Plastic sheet or film is produced in vast quantities and, in various applications, is a part of everyday life. A major use is as packaging material in the foodstuffs industry. However other applications include its use in condensers. Discussed here are methods for reducing the reflectivity of such films or completely eliminating this. In certain high-end niche markets, this is a significant requirement.

Moderne Gasturbinen spielen eine wichtige Rolle für eine effektive und umweltschonende Energieerzeugung. Bei der Herstellung und im Betrieb sind umfangreiche und unterschiedlichste Maßnahmen zur Funktionalisierung und zum Schutz von Oberflächen unerlässlich. Das betrifft beispielsweise Maßnahmen zum Verschleißschutz ebenso wie zum Schutz vor speziellen Korrosionserscheinungen (Heißgaskorrosion) und thermischer Belastung. Es kommt eine Vielzahl unterschiedlichster Verfahren und Technologien zum Einsatz, um Funktions- beziehungsweise Schutzschichten zu realisieren. Speziell in diesem Bereich sind die Anforderungen an die Reproduzierbarkeit und Langzeitstabilität der Schichten extrem hoch. Dieser Beitrag gibt einen Überblick zur modernen Anwendung thermischer Spritzverfahren im Turbinenbau und beschreibt Anforderungen, Beschichtungslösungen und Entwicklungstendenzen am Beispiel von thermisch belasteten Turbinenkomponenten wie Leit- beziehungsweise Laufschaufeln und Brennkammerteilen.

Modern gas turbines play an important role in effective and environmentally responsible energy production. In their manufacture and operation, countless methods of widely varying nature are used to functionalise and protect turbine surfaces. These include, for example, provision of wear-resisting surfaces as well as those to resist corrosion (hot gas corrosion) and thermal loading. Numerous very different technologies and processes are called for to apply such protective coatings. Of extreme importance is a requirement for coatings which are reproducible and with long-term stability. An overview is here provided of modern applications of thermal spray processes in turbine construction. Coating requirements and the way in which these are met as well as modern development trends are described with examples of the thermally-stressed turbine components such as turbine blades and combustion chamber components.