Artikelarchiv

Der Physiker Wolfgang Pauli (1900-1958) wurde als Pionier der Quantenmechanik mit dem Nobelpreis geehrt und von Albert Einstein hochgeschätzt. Pauli ist aus zwei Gründen berühmt. Zuerst ist damit das Pauli-Prinzip gemeint, demzufolge sich Elektronen oder andere Fermionen (Teilchen mit halbzahligem Spin) in einem Atom unterscheiden müssen und keine zwei im gleichen Zustand sein können. Fermionen sind Einzelgänger, und sie sind das Gegenteil von den Teilchen mit ganzzahligem Spin, die in der Fachwelt Bosonen heißen und in Massen mit gleichen Eigenschaften auftreten. Solange Elektronen einzeln unterwegs sind, erfahren sie einen Widerstand, der verschwindet, wenn sie sich als Paare bewegen, weil sie in dieser Kombination über einen ganzzahligen Spin verfügen. Auch wenn dieses Verhalten geheimnisvoll bleibt, so hilft dieser Wechsel ins Gegenteil, die Eigenschaft der Supraleitung zu verstehen.

WV Stahl: CO₂-Speicherung ist wichtiger Schritt
Kerstin M. Rippel setzt sich für eine CO₂-freie

Stahlindustrie ein VDMA Metallurgy: Till Schreiter übernimmt Vorstandsvorsitz
Till Schreiter leitet künftig den Fachverband Metallurgy des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA)

Neue Gesellschafterstruktur bei Bodo Möller
Korinna Möller-Boxberger vertritt künftig die Gründerfamilie bei Bodo Möller

• parts2clean künftig zweijährig – Neue Reinigungsmesse im November
• Creon Metal Surfaces: Echtmetalloberflächen 2.0
• Schlötter erweitert Präsenz in Asien
• Neue Plasmaanlage bei Neue Materialien Bayreuth
• Keine Trendwende bei Werkzeugmaschinen
• Ketten für Galvaniken und Verzinkereien
• Udo Plante GmbH: Hochwertige Elektroden für EDT-Maschinen
• BW-Wirtschaftsministerin besucht Spiraltec GmbH
• Neues Gebäude für Busch und Pfeiffer Vakuum
• Unterwasser-Beschichtung mit dem Roboter
• Muss die Industrie 2024 mit Versorgungsengpässen rechnen?

Während dieses Heft zu Ende produziert wird, laufen in der Redaktion die Vorbereitungen für die Abreise nach Leipzig. Kisten mit Zeitschriften stehen bereit, die Hotelzimmer sind gebucht. Beim Leipziger Fachseminar werden die zeitgemäßen Themen unserer Branche auf der Tagesordnung stehen: Dreiwertige Chromschichten, Künstliche Intelligenz, Energieeinsparungen, Umweltschutz, Wertschöpfungstrends und einiges mehr. Mit Spannung erwarten wir außerdem, ob in diesem Jahr ein Galvano­preis verliehen wird. Schließlich sind die Bewerberinnen und Bewerber in 2023 leer ausgegangen. Wenn Sie dieses Heft erreicht und Sie die Veranstaltung besucht haben, wissen Sie bereits mehr. Ich jedenfalls bin gespannt, welche Innovationen mich erwarten und wer bereit dazu ist, seine Forschungsergebnisse oder Anwenderberichte in der Galvanotechnik zu veröffentlichen! Eine Auswahl der auf den Branchenveranstaltungen präsentierten Neuheiten können Sie regelmäßg in der Galvanotechnik detailliert und mit Abbildungen illustriert studieren. In dieser Ausgabe ist das etwa der zweite und letzte Teil „Galvanoformung von Aluminiumfolien“ von Wissenschaftlern rund um Prof. Timo Sörgel von der Hochschule Aalen.

Waldemar Daubert gründete Galvanoclean mit seinen heute 50 Mitarbeitern im Jahr 2014. Die Ausbildung zum Galvanotechniker und Meister absolvierte er in einer Bandgalvanik. Später arbeitete er für einen Zink-Nickel-Beschichter.

Sie sind Geschäftsführer von Galvanoclean und gelernter Galvaniseurmeister. Welche Dienstleistungen bieten Sie Galvaniken?

Wir bieten Galvaniken Beratungs- und Dienstleistungsservices an, die immer davon abhängen, was der jeweilige Kunde für Herausforderungen zu bewältigen hat oder welche Unterstützung er benötigt. Mittlerweile bieten wir fast alles an, was ein galvano­technischer Beschich­tungsbe­trieb benötigt. Gerade wird die Abluftanlagenreinigung immer häufiger nach­gefragt, also die Reinigung von Nass­wäschern und Kühltürmen nach Bimsch 42. Viele Projekte drehen sich aber auch um Anlagenrückbau, -stilllegung oder -umdisponierung, also Neubau. Der Rückbau hat sich seit Corona verschärft, manche Unternehmen wandern auch ins Ausland ab. Darunter sind auch Beschichtungsanlagen, die zurückgebaut werden.

• Talentierter Elektrochemiker und Galvanotechnik-Autor gestorben
• Dr. Reinhold Hoffmann feierte 80. Geburtstag
• DGO – Personeller Wechsel im DGO-Vorstand
• Messen & Konferenzen
• Fortbildungstermine

• GrindingHub lobt Wettbewerb Grinder of the Year aus
• Rösler ist Best of German Industry

Die industrielle Teilereinigung ist von einem verstärkten Einsatz trockener Verfahren geprägt, mit denen sich Verunreinigungen prozesssicher entfernen lassen. Gleichzeitig wollen immer mehr Unternehmen Reinigungsprozesse automatisiert und in Fertigungslinien integriert durchführen. Die quattroClean-Powerstrahltechnologie der acp systems AG ermöglicht es, hartnäckige partikuläre und filmische Verunreinigungen effizient ganzflächig oder partiell mit Reinigungsgranulat aus recyceltem, flüssigem Kohlendioxid von praktisch allen in der Industrie eingesetzten Werkstoffen und Materialkombinationen reproduzierbar zu entfernen. Hintergrund der Einführung von trockenen Reinigungsverfahren ist die Optimierung der Energie- und Ressourceneffizienz. Das Anwendungsspektrum der Verfahren reicht dabei von der Oberflächenbearbeitung im sogenannten „kalten“ Rohbau über die Entfernung von Schweißperlen bis zur Feinentgratung medizinischer Instrumente und hochwertiger Uhrenkomponenten.

Kraftvoll und zugleich kompakt muss der Antrieb für Elektrofahrzeuge sein – eine technische Herausforderung, für die extrem hochwertige Komponenten benötigt werden. Dadurch sind die Ansprüche an die Oberflächengüte von Bauteilen, bspw. Zahnrädern, deutlich höher als bei manchen herkömmlichen Teilen. Die E-Mobilität braucht mikroskopisch perfekte Oberflächen, um auch bei hohen Drehzahlen und Drehmomenten jederzeit die geforderte Laufruhe zu bieten. Oberflächen erhöhen Reichweite und verringern Störgeräusche: Bei der Produktion der Zahnradmechanik für E-Autos sind deshalb hochmoderne Fräs- und Schleifmaschinen gefragt, welche eine Genauigkeit im Mikrometer-Bereich garantieren. Unter hoher Belastung entscheidet die Mikrogeometrie über das perfekte Ineinandergreifen der Zahnräder. Innovative Schleiftechnik ermöglicht sehr hohe Oberflächengüten, optimale Rundlaufeigenschaften und perfekte Zahnflanken-Geometrien. So wird auch gewährleistet, dass die Zahnräder an die Eigenfrequenzen des Antriebsstranges angepasst werden können und dessen Schwingungen optimal dämpfen.

In vielen Anwendungen ist das Erreichen einer gewissen Oberflächenhärte in den Produktspezifikationen festgeschrieben. Obwohl Härte und Abriebfestigkeit nicht direkt miteinander zusammenhängen, insbesondere da das Verschleißverhalten von vielen unterschiedlichen Einflussgrößen abhängt, wird eine hohe Oberflächen- bzw. Schichthärte gerade hinsichtlich des Verschleißes gefordert. Reichen Oberflächenbeschichtungen nicht aus, zum Beispiel bei Komponenten, welche als Schneidwerkzeuge oder als Werkzeuge für Umform- oder Stanzprozesse Verwendung finden, so finden Hartmetalle als Grundmaterial ihre Anwendung. Diese sind nicht nur in Ihrer Oberflächenhärte klassischen Metallen überlegen, sondern sind meist auch deutlich temperaturbeständiger, was höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten und damit kürzere Prozesszeiten erlaubt. Eine Bearbeitung solcher Hartmetalle ist keine tri­viale Aufgabe, klassische Bearbeitungsverfahren stoßen rasch an ihre Grenzen.

• Anodenmaterial auf Basis von Siliziumnitrid für Feststoffbatterien
• Neue Simulationsmethode zur Lithium-Metall-Batterie
• Die Energiewende in Deutschland: Stand der Dinge 2023

Die Erdwärme ist eine Energiequelle, mit der fossile Brennstoffe ersetzt und CO₂-Emissionen gesenkt werden können. Es gibt Technologien zur Nutzung geothermischer Energie, jedoch sind die Betriebsbedingungen in geothermischen Anlagen aufgrund der chemischen Zusammensetzung der hydrothermalen Flüssigkeiten und der hohen Temperaturen in vielen Fällen extrem korrosiv. Daher ist die Werkstoffauswahl auf der Grundlage einer vorausgehenden Werkstoffqualifizierung mittels Korrosionsuntersuchungen unerlässlich. Einführung: Geothermalwässer haben sehr unterschiedliche Zusammensetzungen, so dass die Auswahl der geeigneten Werkstoffe von Fall zu Fall neu vorgenommen werden muss. Zur Vereinfachung des Auswahlprozesses wurde das Korrosionsverhalten verschiedener hochlegierter Werkstoffe in unterschiedlichen synthetischen Geothermalwässern untersucht. Die synthetischen Geothermalwässer spiegeln die Bedingungen einiger Standorte mit geothermischem Potenzial in Deutschland wider. Werte von zwei Messstellen in Indonesien wurden ebenso hinzugezogen, da eine ähnliche Zusammensetzung auch für Geothermalwässer an Standorten in Deutschland zu erwarten ist.

Der Anteil Erneuerbarer Energien im deutschen Strommix nahm im Jahr 2023 im Vergleich zu den Vorjahren weiter zu. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE wertete die Daten zur Stromerzeugung aus. Noch nie wurde so viel Strom aus Erneuerbaren Energien erzeugt wie im vorigen Jahr, nämlich 59,7 Prozent. Seit dem Jahr 2016 ist die installierte Leistung aus Erneuerbaren Energien im Stromnetz größer als die aus fossilen und nuklearen Quellen. So nahm 2023 die Erzeugung aus Braun- und Steinkohle um 29,6 Prozent ab, was der CO₂-Bilanz zugutekommt. Trotzdem wird die Kohle noch gebraucht, denn 26,4 Prozent des erzeugten Stromes wird mit ihr bereitgestellt. Die Windkraft lieferte schon 32,2 Prozent und ist damit auch der wichtigste Energieträger für die Stromerzeugung. Dennoch mahnt das ISE, dass der Ausbau der Windenergie nicht wie geplant voranschreitet.

• Simulation soll CO₂-Emissionen senken
• EcoLyzer stellt vor Ort grünen Wasserstoff her

Dieser zweite Teil des Artikels beleuchtet die Anforderungen des Marktes, zählt alternative Möglichkeiten auf und endet schließlich mit einem Appell an Wissenschaft und Industrie. Fortsetzung aus Galvanotechnik 1/2024.
Blick auf die Marktanforderungen: Der Markt für Farben fragt nach praktikablen Lösungen. Für die Anwender ist es am einfachsten, wenn ein neuer Rohstoff durch einen bis dahin genutzten Rohstoff im Verhältnis 1 : 1 ersetzt werden kann. Im Falle der massenbilanzierten Produkte ist dies problemlos möglich – ein großer Vorteil für den einfachen Austausch. Bei sogenannten 14C-Lösungen, bei denen der Rohstoff sich von dem bis dahin eingesetzten teilweise stark unterscheiden kann, ist der Austausch anspruchsvoller.

Sowohl in der Bevölkerung als auch in der Industrie wächst die Besorgnis darüber, ob man sich im Sinne drohender gesetzlicher Restriktionen auch beim Beschichten nachhaltig verhält. Diese Verunsicherung hat unter anderem in der Farben- und Lackindustrie zu einer erhöhten Nachfrage nach biobasierten Produkten geführt. Derzeit befinden sich die Anteile der Bioprodukte bei rund fünf Prozent des Gesamtumsatzes, was etwa einem Prozent der Marktmenge entspricht. Die Studien prognostizieren ein gewaltiges Wachstum – und das weltweit. Vor allem die Endverbraucherindustrien wie Holz, Automobil, Bauwesen, Papier- und Verpackungshersteller setzen zunehmend auf Nachhaltigkeit. Kein Wunder: der Druck von Regierungsbehörden auf die Industrie wächst. Gesundheitsbedenken und Umweltbewusstsein in der Bevölkerung haben deutlich zugenommen – und führen so zu einem erheblichen Wachstum biobasierter Beschichtungen.

• Laserbasierte Trägheitsfusion als Energiequelle der Zukunft
• Veranstaltungen
• Plasmatechnik im Badezimmer
• PVD-Beschichtungsanlagen für Bipolarplatten

Sol-Gel-Beschichtungen sind typischerweise in der Schichtdicke beschränkt, um rissfrei aushärten zu können. Die Aushärtung mit Atmosphärendruckplasmen verschiebt den nutzbaren Schichtdickenbereich deutlich nach oben. Diese Studie verknüpft die Aushärtung mit Plasma-Jets mit gleichzeitiger Funktionalisierung der Schichten, um antimikrobielle Eigenschaften unter Verwendung eines thermisch und UV-härtenden Sol-Gel-Systems zu erzielen. Die Infektionslast kann mittels integrierter Kupfer-Partikel massiv reduziert werden.
Einleitung: Gegenüber anderen Lacksystemen bietet die Sol-Gel-Chemie durch Nutzbarkeit organischer und anorganischer Präkursoren, variable Reaktionsführung (z.B. pH-Wert, Temperatur, Reaktionszeiten, Katalysatoren usw.), Trocknung, Härtung und Verdichtung, große technologische Vorteile. Die Integration von sogenannten Organosilanen als funktionelle und nicht-funktionelle „Building-Blocks“ in das Sol-Gel als interpenetrierendes Netzwerk ermöglicht die Erhöhung der Elastizität und Schichtdicken im Bereich konventioneller Lacke. Die Integration von Füllstoffen (nano- und mikropartikulär) erweitert zusätzlich die Variationsbreite der Funktionalität der Beschichtungen.

Es könnte fast ein Naturgesetz sein, dass eine intelligente Spezies, wenn sie zu lernen beginnt und damit Macht erlangt, diese so einsetzt, dass sie einfach ausgelöscht wird.“ Diese Zitat stammt von Brian Edward Cox, geb. 1968. Er ist Physiker und Professor an der Universität Manchester. Zum Hintergrund: Kriege waren in vergangenen Jahrhunderten zwar schrecklich und forderten oft Millionen von Opfern, aber die Existenz der Menschheit stand niemals auf dem Spiel. Dies ist durch die Entwicklung und Erprobung der Atom- und Wasserstoffbombe grundlegend anders geworden. Letztere ist die Weiterentwicklung eines herkömmlichen Atomsprengsatzes, der durch Kernspaltung genügend Energie produziert, um eine um vieles energiereichere Kernfusion zu ermöglichen. Das derzeit verfügbare Waffenarsenal reicht aus, um die Erde mehrfach komplett unbewohnbar zu machen und unsere Existenz auf dieser Welt zu beenden.

Salzschmelze-Galvanik: Die in Kettering, Ohio, USA basierte Firma Xerion Advanced Battery Corporation hat ein neues Verfahren, basierend auf einer Salzschmelze-Galvanisierung, entwickelt, um Lithium-Ionen-Batterien billiger herzustellen. Die extrem hohe Materialreinheit, die für die herkömmliche Herstellung von Li-Ionen-Batterien erforderlich ist, verursacht erhebliche Kosten für den Transport und die Aufbereitung von Lithium und anderen Rohstoffen. Bei dem neuen, einstufigen Gal­vanisierungsprozess werden weniger reine Rohstoffe sowie eine nanostrukturierte Schaumelektrodenarchitektur ver­wen­det. Hierbei werden Kosten, Energieaufwand und Kohlenstoffemissionen deutlich gesenkt. Das Verfahren orientiert sich am sogenannten Hall-Héroult- Galvanisierungsverfahren, das in der Aluminiumraffination verwendet wird. Bei dem neuen Verfahren, benannt als DirectPlate-Technology, werden die Schritte Reinigung, Synthese und Abscheidung in einem einzigen Schritt kombiniert. Laut Firmenangaben wird nur geschmolzenes Salz benötigt, um die Vorläufermaterialien aufzulösen, die dann direkt auf Aluminiumfolie abgeschieden werden können, um die Elektrode herzustellen.