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Neben einem allgemeinen Überblick werden die Grundlagen der Galvanoformung behandelt, es folgt die Beschreibung geeigneter Elektrolyte. Die Bearbeitung durch Schleifen und das Hinterfüttern sind beschrieben und bebilderte Anwendungsbeispiele gegeben.

The fundamental principles of electroforming are reviewed, and suitable electrolyses are described. Grinding treatments and backing supports for electroforms are discussed, with examples of applications.

1 Einleitung


Am Kernforschungszentrum Karlsruhe wird das auf Lithographie mit Synchrotronstrahlung, Galvanoformung und anschließender Abformung mit Kunststoffen beruhende LIGA-Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen mit kleinsten Lateralabmessungen im um-Bereich und Strukturhöhen von mehreren hundert um entwickelt [1,2], Hierbei wird eine Strukturgeometrie mit Hilfe von intensiver und hochparalleler Röntgenstrahlung aus einer Synchrotronstrahlenquelle über eine Maske in eine strahlungsempfindliche Kunststoffschicht (Resist) übertragen, die bestrahlten Bereiche des Resists in einem nachfolgenden Entwicklungsprozeß entfernt und die Zwischenräume der entstandenen Resiststruktur galvanisch mit Metall ausgefüllt. Nach Entfernung des verbleibenden Resists wird die erzeugte Metallstruktur als Formeinsatz für die Kunststoffabformung verwendet, bei der mit Hilfe eines einzigen Formeinsatzes viele Tochterstrukturen aus Kunststoff repliziert werden.

Um den Erwartungen nach einer ähnlichen Reichweite von Elektroautos im Vergleich zu Verbrennerfahrzeugen gerecht zu werden, muss eine Weiter­entwicklung der Lithium-Ionen-Batterien erfolgen. Potenziale bieten die beiden Elektroden. In dieser Arbeit wird die Herstellung von Aluminium­stromsammlerfolien vorgestellt. Eine ionische Flüssigkeit auf Basis von Aluminiumchlorid (AlCl3) und 1-Ethyl-3-methyl-imidazoliumchlorid [EMIm]Cl im molaren Verhältnis von 1,5:1 dient als Elektrolyt. Die Galvanoformung wird an Substraten aus unterschiedlichen Materialien und mit verschiedenen Geometrien untersucht. Durch Charakterisierung der Folien mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie können Zusammenhänge zwischen den Abscheidungsbedingungen und der Mikrostruktur der Folien hergestellt werden.

Die im ersten Teil dargestellten experimentellen Arbeiten zur Entwicklung eines Herstellungsprozesses für Aluminiumfolien mittels Galvanoformung werden zu Beginn dieses zweiten und letzten Teils abgeschlossen, dann folgt das Resümee. Das Aluminium wird in einer ionischen Flüssigkeit abgeschieden. Die Galvanoformung wird an Substraten aus unterschiedlichen Materialien und mit verschiedenen Geometrien untersucht. Durch Charakterisierung der Folien mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie können Zusammenhänge zwischen den Abscheidungsbedingungen und der Mikrostruktur der Folien hergestellt werden.
Galvanoformung mit rotierendem Substrat: Für die Galvanoformung mit rotierendem Substrat wurde ebenfalls mittels CAD ein Becherglasaufsatz konstruiert und über 3D-Druck aus Polyvinylalkohol hergestellt, um das Handling in der Glovebox zu erleichtern. In den Aufsatz waren seitlich parallele Schlitze zur Befestigung der Gegenelektroden sowie Löcher für den Temperaturfühler der Heizplatte und die Referenzelektrode eingebracht. Außerdem waren darin Löcher eingebracht, die der Führung und zentralen Platzierung des Warenträgers dienten.

Die Herstellung von kompliziert geformten Spritzwerkzeugen oder Erodier-Elektro- den erfordern vom Galvanotechniker einen sehr hohen Gestellaufwand. Das ist besonders der Fall, wenn ungleichmäßige Wandstärken der Werkzeuge nicht toleriert werden können.
Durch den Einsatz von Pyrophosphat-Kupferbädern ist es möglich, mit Hilfsanoden aus Eisen zu arbeiten. Dadurch wird der Gestellbau bzw. der Bau von Hilfselektroden relativ einfach. Die Elektroden lassen sich leicht an- ordnen, verändern sich während der langen Elektrolysezeit nicht in ihrer Oberfläche und verursachen keine Störungen im Elektrolyten.

Galvanoformung hat in der Schmuckindustrie erst seit Mitte der 80er Jahre an Bedeutung gewonnen. Vor dieser Zeit war Galvanoformung bekannt wurde aber nicht richtig genutzt. Dies hatte mehrere Ursachen:

– Durch die gute Auftragslage der Schmuckindustrie wurden aus Zeitgründen neue, aufwendigere Technologien nicht realisiert;

– Die neuen Designmöglichkeiten von Galvanoformung wurden nicht optimal genutzt, da teilweise Konflikte mit der bestehenden Modellpolitik der Firma auftraten und die Unternehmer die Kundschaft nicht mit starken Designänderungen verunsichern wollten;

– Ein stabiler Goldpreis verdrängte den Wunsch nach edelmetallsparenden Technologien;

– Im Weiteren gab es wenige Anbieter welche Anlagen und Chemie zur Herstellung von galvanogeformten Hohlschmuck liefern konnten;

– Meist wurde in der Galvanoformung eine kostspieligere Alternative zur Presstechnik gesehen und die Designmöglichkeiten nicht genutzt.

In den Jahren 1980/81 wurde der Schmuckmarkt durch die Goldpreisschwankungen verunsichert. Innerhalb kurzer Zeit kam der Wunsch auf, leichtere Schmuckteile zu produzieren oder es wurde versucht auf alternative Metalle, wie zum Beispiel Palladiumlegierungen, auszuweichen. In dieser Zeit wurde die Nachfrage nach galvanogeformtem Hohlschmuck verstärkt. Durch weitere Anlagen- und Chemieanbieter sowie intensive Beratung der Fachfirmen bei Designern, Schulen und Firmen wurde das Interesse an Galvanoformung geweckt und ist seit Beginn der 90er Jahre ein fester Bestandteil der Schmuckfertigung.

Nachdem die Galvanoplastik, das erste überhaupt angewandte galvanische Verfahren, Jahrzehntelang nahezu keine Weiterentwicklung erfahren hatte, ist sie heute unter der Bezeichnung „Galvanoformung" zu einem wichtigen Gebiet der funktionellen Galvanotechnikgeworden.
Die Galvanoformung nutzt die Eigenschaften sowohl der galvanischen Verfahren als auch Schichten. Mit ihrer Hilfe wird das Profil einer Oberfläche ebenso reproduziert wie die komplizierteste Form eines Gegenstandes. Millimeterdick galvanisch abgeschiedene Schichten geben, vom Kern abgelöst, selbsttragende Strukturen, die aus einem Stück vorgefertigt und spannungsfrei sind. Galvanoplastische werden mit anderen Verfahren kombiniert, Teile „eingalvanisiert“, Verbindungen galvanisch ohne Wärmebelastung hergestellt.

Bericht von Dr. Anselm Kuhn über ein Seminar des Institute of Metal Finishing (IMF) - Gruppe Galvanoformung - am 24. April in Solihull/England

Die Briten privatisieren in zunehmendem Maße alle möglichen Einrichtungen, die in vielen anderen Ländern in Händen des Staates liegen. Wenn die Regierung in Kürze den Bergbau und die Eisenbahn privatisiert, wird nicht mehr viel staatliches Eigentum übrigbleiben. In demselben Stil, wenn auch in bescheidenerem Maße trifft das auf die Weiterbildung in der Galvanotechnik zu. Seit einigen Jahren werden Weiterbildungsveranstaltungen zunehmend von privaten Firmen ausgerichtet und dieser Trend setzt sich fort, besonders auf den Spezialgebieten der Galvanotechnik.
Das Eintagesseminar über Galvanoformung ist die neueste Veranstaltung einer Reihe von Weiterbildungskursen des kleinen Unternehmens Hart Coating Technology. Man bedient sich dabei ehemaliger INCO (International Nickel)-Referenten.

Bericht über die 15. Diskussionsrunde des Fachausschusses Galvanoformung der DGO

Die 15. Diskussionsrunde des FA-Galvanoformung wurde am 5.10.90 bei MBB in Ottobrunn abgehalten. Es waren 26 Teilnehmer aus Forschung und Industrie anwesend, darunter Vertreter aus der Schweiz und Großbritannien. Erstmalig nahmen auch Vertreter aus den neuen Bundesländern teil. Dr. Müller, TH-Ilmenau, übermittelte Grüße des FUA16 „Galvanoformung“ und regte an, in der ersten Jahreshälfte 1991 eine gemeinsame Vortragsveranstaltung in Potsdam abzuhalten.
Im Rahmen der Sitzung wurden, wie jedes Jahr, auch Vorträge über interessante Entwicklungen auf dem Gebiet der Galvanoformung gehalten und in der Runde ausführlich diskutiert.

Fortschritte und neue Anwendungsgebiete

Bericht über das 8. Ulmer Gespräch der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e. V. (DGO) am 24. und 25. April 1986 in Neu-Ulm

In den schon zur Tradition gewordenen alljährlichen Ulmer Gesprächen stellt der Fachausschuß Forschung der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V. (DGO) jeweils ein An- wendungsgebiet galvanischer Schichten und Verfahren vor, in dem diese zwar eine wichtige Aufgabe haben, das jedoch noch nicht oder nur teilweise zur alltäglichen Praxis der galvanischen Fertigung gehört. Durch Vorträge und Diskussionen sollen Stand und Entwicklungstendenzen so beleuchtet werden, daß die Bedeutung dieses Anwendungsbereiches für die zukünftige Entwicklung der Galvanotechnik ebenso wie u. U. dazu noch in Forschung, Entwicklung und in der galvanotechnischen Praxis zu lösende Aufgaben ersichtlich werden.

Ende vergangenen Jahres (15. November 2018) fand in Geroldswil das traditionelle Galvanoforum des Verbandes Swissgalvanic statt. Novum der Veranstaltung: Diesmal hatten Zulieferfirmen der Galvanikbranche die Gelegenheit, ihre Leistungen vorzustellen.

Es waren rund 60 Teilnehmer, die an diesem Tag nach Dietikon gereist waren und die Swissgalvanic-Chef Christoph Stalder im großen Tagungsraum des „Hotel Geroldswil“ begrüßen konnte. Stalder informierte in seiner Begrüßungsansprache, dass in der Vergangenheit schon mehrfach der Wunsch geäußert worden sei, dass sich im Rahmen des Galvanoforums auch einmal die Zulieferer vorstellen sollen und diesem Wunsch war nun entsprochen worden.

Um die Vorteile der modernen Erodieranlagen sinnvoll nutzen zu können, sind Erodierelektroden erforderlich, mit denen maßgenaue Formen und Werkzeuge wirtschaftlich gefertigt werden können.
Zur Bereitstellung einer optimalen Elektrode muß bereits bei der Wahl des Elektrodenwerkstoffs zwischen Kupfer und Kupferlegierungen oder Graphit entschieden werden. Darüberhinaus ist festzulegen, ob die Elektrode konventionell oder CNC-gefräst, im Formschleifverfahren aus Graphit gefertigt oder galvanoplastisch hergestellt werden soll (Abb. 1).

Für diesen Kurzvortrag wurde der Aus- druck „Galvanogeformte Planteile“ gewählt, weil die allgemein gebräuchliche Bezeichnung „Galvanoplastische Folien“ leicht Verwirrung aus- lösen kann. Doch hier ist tatsächlich etwas wie eine Plastik fühlbar, galvanisch geformt - dreidimensional, wenn von der Reinanode direkt ein verwendbares planares Teil hergestellt wird.
Fast jedem ist ein Produkt dieser planaren galvano-plastisch geformten Teile bekannt - die Scherfolie für Trockenrasierer. Millionenfach werden sie hergestellt.

Umschulung bei der beruflichen Fortbildung in unserem Bericht über den Verbandstag des Galvaniseur-Handwerks (Heft 6/1970, Seite 521) wurde bereits kurz darauf hingewiesen, daß der Bundesinnungsverband der Galvaniseure und Graveure einen Ausbildungsplan für die Umschulung vom Hilfsarbeiter zum Galvanohelfer im Galvaniseur- und Metallschleifer-Handwerk ausarbeiten will. Im „Mitteilungsblatt“ des BIV vom Juni 1970 werden über dieses Vorhaben nun nähere Einzelheiten veröffentlicht.

In den Anfangsjahren der Galvanotechik spielte die Herstellung von Galvanoplastiken eine entscheidende Rolle. So gab beispielsweise die Fertigung von Nachbildungen antiker und moderner Kunstgegenstände auf galvanischem Wege den Ausschlag für die Gründung der Landesgewerbeanstalt Bayern in Nürnberg, die sich in den ersten Jahren mit der Herstellung von Galvanoplastiken und vor allem mit der Ausbildung von Galvaniseuren beschäftigte. Bereits nach wenigen Jahren waren, wie J. Unruh in seinem Beitrag auf Seite 3964 bis 3968 in diesem Heft ausführt, mehr als 30 Galvaniseure ausgebildet, die alle sehr begehrt waren und mit ihrem Gewerbe ein gutes Auskommen hatten, was auch noch heute der Fall ist.

Die Jacobi-Medaille, ein typisches Anwendungsbeispiel für galvanoplastische Fertigungsprozesse

Auf der Jahrestagung 1977 der Deutschen Gesellschaft für Galvanotechnik e.V. wurde vom Vorstand der DG als Auszeichnung und Anreiz für Arbeiten zum Fortschritt auf dem Gebiet der Galvanotechnik der Jacobi-Preis gestiftet’). Dieser besteht u. a. aus einer Silber-Medaille mit dem Konterfei Jacobis auf der Vorderseite und einer rückseitigen Beschriftung (siehe Abb. 1).

Bericht über eine Fachtagung der Schweizerischen Gesellschaft für Galvanotechnik : Die Schweizerische Gesellschaft für Galvanotechnik (SGT) hielt am 8. November 1962 in Neuenburg ihre Herbstfachtagung ab mit dem allgemeinen Thema; „Galvanoplastik (Electroforming) und gedruckte Schaltungen“.

Ein Schwerpunkt galvanoplastischer Anwendungen ist die Herstellung von Schallplatten. Es wird zunächst ein allgemeiner Überblick des Fertigungslaufes gegeben, während dann auf einzelne technologische Arbeitsweisen eingegangen wird. In den Tellen I–VII dieser Aufsatzfolge, die bereits zur Veröffentlichung gelangten, kamen Sonderverfahren der Galvanotechnik in der elektronischen Industrie zur Sprache.

One of the main applications of electroforming is the manufacture of grammaphone records. In the present paper the author gives a general description of the course of this production. In addition, several important technical features are dealt with in detail. This paper is part VIII of a series of papers on special processes of electroplating and metal surface treatments, parts I–VII – already published – having dealt with surface treatment problems occurring in the field of electronics.

Die DRUPA (Internat. Messe Druck und Papier in Düsseldorf) fand in der Fachwelt auch in diesem Jahre eine außerordentliche Beachtung. Die Ausstellung lief bis Ende Mai. Wir berichten an dieser Stelle nur von der uns interessierenden Galvanoplastik. Folgende Spezialfirmen stellten aus: Friedr. Blasberg GmbH., Solingen-Merscheid, zeigte galvanoplastische Anlagen, Verfahren und Einrichtungen. Ausgestellt wurde eine Aufkupferungsanlage für Tiefdruckzylinder für Grundverkupferung und zur Herstellrung von Kupfertrennschichten (abziehbare Kupferhäute). Das Verfahren arbeitet mit Umlauffiltration sowie Spezial-Rollenglättung und erzielt ebenmäßig harte Kupferniederschläge, wodurch beim übertragen der Vorlagen eine absolut gleichmäßige Ätzung möglich ist.

Ein technisch bedeutender Anwendungszweig der Galvanoformung (Electroforming) ist in der elektronischen Industrie die Herstellung von Hohlkörpern. Obwohl das Verfahren als „Galvanoplastik“ schon seit Jahrzehnten bekannt ist, hat es in den letzten Jahren wesentlich an Bedeutung in der Fertigung gewonnen. Das Verfahren wird eingehend beschrieben und anhand von Beispielen erläutert, die nach dem Verfahren der Galvanoformung erzeugt wurden.

One important branch of electroforming or electrofabrlcation is the manufacture of hollow components in the electronic industry. Although the process of producing objects by electrodeposition has been known since decades – a process which was formerly called „electrotyping“ or „galvanoplasty“ – it has in recent years considerably gained in importance. The process is outlined in full detail and examples importance. The process is outlined in full detail and examples are described of parts produced by this method.