Artikelarchiv

1 Einleitung

In der industriellen Großflächenbeschichtung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Bei Anwendungen, bei denen eine hohe Schichtdickenhomogenität gefordert wird, stellt die Kathodenzerstäubung (Sputtern) eine viel verwendete Lösung dar. Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist die Vielfalt an Materialien, die aufgebracht werden kann. Es lassen sich dünne Metallschichten, aber auch z. B. transparente, dielektrische Schichten abscheiden. Letztere werden besonders bei der optischen Veredelung von Oberflächen verwendet. Mögliche Anwendungen sind Antireflex- bzw. Antireflex-Antistatik-Schichtsysteme für Monitore, Schaufenster, Vitrinenglas und Bildverglasungen. Für Windschutzscheiben im Kraftfahrzeugbereich wurden Sonnenschutzschichten und heizbare Schichtsysteme für Enteisung entwickelt.

Hartstoffschichten, vor allem das bereits zu den Klassikern zählende Titannitrid, werden bereits seit vielen Jahren industriell ein- gesetzt. Die tribologischen Eigenschaften von Titannitrid haben es möglich gemacht, die Standzeit von Schneidwerkzeugen durch Beschichtung deutlich zu erhöhen. Wegen seines goldfarbenen Aussehens hat es auch als Dekorschicht zunehmend an Bedeutung gewonnen. In den letzten Jahren wurden neue Hartstoffschichten entwickelt, die neben einer weiteren Erhöhung der Lebensdauer auch zu einer stärkeren Temperaturbelastbarkeit von Schneid- und Formwerkzeugen geführt haben. Dies war notwendig, da durch den Einsatz neuer Werkstoffe (z.B. Aluminium statt Gußeisen, Verbundwerkstoffe anstelle von Stahl im Triebwerksbau), und Bearbeitungsverfahren (Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, Trockenzerspanung) neue technologische Herausforderungen in der Werkzeugentwicklung auftraten.

Das Arnsberger Unternehmen Burkamp Energie- und Anlagentechnik GmbH & Co. KG projektiert, plant und realisiert schlüsselfertige Lackierkabinen und infrarot-Trocknungsanlagen für die wirtschaftliche Bearbeitung von Karossen-Teilflächen. Hier bietet der Tum-Key-Spezialist sowohl komplette Nachlackierstraßen mit integrierten IR-Trocknerelementen als auch nachrüstbare iR-Trocknungselemente für bereits bestehende Lackieranlagen an.
Die Produktpalette im Bereich der Infrarot-Trocknungstechnik reicht von Vollwerttrocknungssystemen über Portaltrockner bis hin zu Handstrahlern, womit alle Bedürfnisse - von der Trocknung ganzer Karossenpartien über Teilflächen bis hin zur Kleinstflächentrocknung - erfüllt werden. Als Nahtstelle zwischen vollwertigen Trocknungssystemen und Handapplikationen wurde kürzlich ein neuer IR-Portaltrockner mit Verfahrschienen und Schaltanlage für die Aufheizung und Trocknung von Wasserbasis- und Decklacken entwickelt.

Das Arnsberger Unternehmen Burkamp Energie- und Anlagentechnik GmbH & Co. KG projektiert, plant und realisiert schlüsselfertige Lackierkabinen und infrarot-Trocknungsanlagen für die wirtschaftliche Bearbeitung von Karossen-Teilflächen. Hier bietet der Tum-Key-Spezialist sowohl komplette Nachlackierstraßen mit integrierten IR-Trocknerelementen als auch nachrüstbare iR-Trocknungselemente für bereits bestehende Lackieranlagen an.
Die Produktpalette im Bereich der Infrarot-Trocknungstechnik reicht von Vollwerttrocknungssystemen über Portaltrockner bis hin zu Handstrahlern, womit alle Bedürfnisse - von der Trocknung ganzer Karossenpartien über Teilflächen bis hin zur Kleinstflächentrocknung - erfüllt werden. Als Nahtstelle zwischen vollwertigen Trocknungssystemen und Handapplikationen wurde kürzlich ein neuer IR-Portaltrockner mit Verfahrschienen und Schaltanlage für die Aufheizung und Trocknung von Wasserbasis- und Decklacken entwickelt.

Optische Meßverfahren werden auf vielen Gebieten eingesetzt, um berührungslos, genau und mit vorzugsweise großen Arbeitsabständen verschiedenste Meßgrößen zu ermitteln. Diese Vorteile sind gera- de in der Lackiertechnik von besonderer Bedeutung, um die Eigenschaften von Sprühstrahlen oder Pulverwolken, welche eine primäre Größe für die Beschichtungsqualität und -effizienz darstellen, ohne nennenswerte Beeinflussung bestimmen zu können.
Optische Meßverfahren finden am Fraunhofer IPA bereits seit langem Verwendung. Bewährte Geräte zur Bestimmung der Durchmesser von Lackpartikeln stellen die sogenannten Malvem Particle Sizer dar, die nach dem Fraunhofer-Beugungsverfahren arbeiten und sowohl bei runden wie auch beliebig geformten Teilchen angewendet werden können. Die besonderen Merkmale dieser Geräte sind einfacher Aufbau, hohe Reproduzierbarkeit und kürzeste Meßzeit, was deren Verwendung als schnelles Kontrollsystem begünstigt. Das Meßergebnis stellt eine integrale Durchmesserverteilung durch den Sprühkegel entlang eines ca. 1 cm dicken Laser-Meßstrahles dar. Abbildung 1zeigt beispielhaft den radialen Verlauf des Volumenmedians in der Sprühwolke einer Pralltellerdüse bei horizontaler Applikation.

Bericht über die Jubiläumstagung am 14. und 15. September 1999 in Düsseldorf

Am 21. Juli 1949 wurde in Rüdesheim am Rhein die Forschungsgesellschaft Blechverarbeitung gegründet, aus der nach mehrfachem Strukturwandel die DFO (Deutsche Forschungsgesellschaft für Oberflächenbehandlung e.V.) hervorging. Keine Weinlaune, wenn man bedenkt, welche umfassenden Beiträge die Forschungsgesellschaft zur Entwicklung der Lackiertechnik geleistet hat. Mit dem heutigen Dienstleistungsprogramm ist die DFO eine zentrale Anlauf- und Koordinationsstelle für Problemlösungen in der heutigen industriellen Lackiertechnik.

Die Anwendung von Farben und Lacken ist eng verknüpft mit der Geschichte der Menschheit.
Schon vor Tausenden von Jahren wurden Gemische aus bunten Erden, Ruß, Fetten und anderen Naturstoffen zur Verschönerung von Körpern und zum Bemalen von Behausungen und Kultstätten verwendet. Lange Zeit diente eine Bemalung, Färbung und Beschichtung nur der Kennzeichnung oder zu dekorativen Zwecken. Erste Ansätze in der Anwendung als Oberflächenschutz wurden in China ca. 2000 v.Ch. gemacht als Lacke basierend auf Baumsäften neben dekorativen, glatten und glänzenden Oberflächen auch einen gewissen Witterungsschutz boten. Weitere wichtige Anwendungsbereiche wurden im 4. Jh. v. Ohr. erschlossen, als mit dem Aufkommen der Seefahrt Öle und Baumharze, sowie Naturasphalt zur Verbesserung der Wasserfestigkeit der verwendeten Materialien eingesetzt wurden.

Farbton von Messingschichten

Frage: Wir vermessingen Gestellteile In einem cyanidischen Elektrolyten. Der Kunde besteht auf einem grüngelblichen Farbton und ist nicht bereit, Abweichungen zu tolerieren. Es gelingt uns zwar manchmal, diesen Farbton zu erzielen, leider aber meist nur für kurze Zeit. In unserer Galvanik gibt es zwischenzeitlich die wildesten Theorien, unser Problem lösen sie aber nicht. Können Sie uns einen Hinweis geben oder vermitteln?

ln der Möbelbranche gewinnt der Einsatz von Aluminium zunehmend an Bedeutung. Das Leichtmetall unterstützt dabei den flexiblen Aufbau der Möbelsysteme, ist optisch sehr ansprechend und bietet durch seine guten Recycling-Eigenschaften auch ökoiogische Vorteile.
Insgesamt verarbeitete die deutsche Möbelindustrie 1996 über 45.000 Tonnen Aluminium im Jahr. Zwei Drittel davon wurden für die Herstellung von Türgriffen, Möbelknöpfen und -beschlägen verwendet, der Rest für Stangpreßprodukte. Insgesamt wurden für den gesamten Bausektor 1996 etwa 300.000 Tonnen Alumium eingesetzt, das sind rund 16 Prozent des gesamten deutschen Aluminiumverbrauchs (2,1 Millionen Tonnen).

Im dekorativen Bereich ist Silber wegen seiner hellen Farbe und seiner hohen Lichtreflektion sehr beliebt. Bei den elektronischen Anwendungen steht der geringe elektrische Widerstand (und auch Übergangswiderstand) im Vordergrund. Elektrolytisch abgeschiedene Silberschichten müssen die entsprechenden physikalischen Eigenschaften selbstverständlich auch aufweisen. Aufgrund dieser Anforderungen wurden spezielle Elektrolyte für die verschiedenen Funktionsbereiche entwickelt.
Die elektrochemische Abscheidung von Silber wird überwiegend aus cyanidischen Prozessen durchgeführt. Es sind Rezepturen bekannt, die cyanidfrei arbeiten, doch leider sind diese Prozesse noch schwer steuerbar und für die Praxis meist wenig geeignet.

Bericht von einer Veranstaltung DGO-Bezirksgruppe Stuttgart am 28. Oktober 1999

Themen, die etwas mit der Verzinkung und Zinküberzügen zu tun haben, stoßen - zumindest in der Bezirksgruppe Stuttgart - immer auf reges Interesse. So konnte der Bezirks-gruppenleiter, Herr Schulz, auch diesmal eine Teilnehmerschaft begrüßen, die größer war als der in Stuttgart übliche - gute - Durchschnitt.

Maßgeschneiderte Oberflächen für Aluminiumbauteile

Aluminiumwerkstoffe zeichnen sich durch hervorragende Eigenschaften aus. Um bestimmte Anforderungen erfüllen zu können, ist in vielen Fällen jedoch eine Modifikation der Werkstückoberfläche nötig. Diese Aufgabe übernehmen für den Einsatz zweckoptimierte Oberflächenschichten, die zum Teil auch neue Anwendungen erlauben.
Zur Funktionserfüllung eines Bauteils sind oft weniger die Merkmale der Grundwerkstoffe als die Oberflächeneigenschaften relevant, die durchaus von denen des Grundwerkstoffes abweichen können. In erster Linie bestimmen Topographie, chemische Zusammensetzung sowie physikalische und chemische Merkmale der Oberfläche deren funktionelle oder dekorative Eigenschaften. Die jeweiligen Anforderungen an den Korrosions- und Verschleißschutz, das tribologische Verhalten, die Oxidationsbeständigkeit, thermische oder elektrische Leitfähigkeit und optische Eigenschaften kann der Grundwerkstoff in vielen Fällen erst mit einer beschichteten oder anderweitig modifizierten Oberfläche erfüllen. Dies gilt in gleicher Weise auch für Aluminiumwerkstoffe, wobei optimal auf den Ein- satzzweck abgestimmte Oberflächenschichten sogar völlig neue Anwendungen ermöglichen.

Bericht über die 100. Konferenz der „Japanese Surface Finishing Society“ (JSFS) in Nagoya

Anfang Oktober 1999 feierte die Japanese Surface Finishing Society (JSFS) mit ihrer 100. Konferenz, einer zweimal jährlich stattfinden- den Veranstaltungsfolge, das 50jährige Bestehen. Die Konferenz bot vor etwa 300 Teilnehmern mit fast 200 Vorträgen und einer begleitenden Ausstellung einen sehr guten Überblick über die Arbeitsfelder auf dem Gebiet der Oberflächentechnik in Japan. Sie wurde veranstaltet im Municipal Nagoya Industrial Research Institute (NMIRf), einer Institution, die in der sehr industrieintensiven Präfektur Aichi vorwiegend die kleineren und mittleren Zulieferbetriebe und Institute für die Automobilindustrie, wie etwa die dort hauptsächlich ansässige Firma Toyota, beliefert. So waren auch weite Themenbereiche sowie eine Podiumsdiskussion den Problemen im modernen Automobilbau gewidmet. Im folgenden sollen, wenn auch fragmentarisch, wenigstens einige der wichtigsten Themen genannt werden.

Bericht von einer Veranstaltung der TA Esslingen am 22. und 23. November 1999

Informationen über Entwicklungen in der Oberflächentechnik, die Konstrukteuren, Ingenieuren und Technikern aus dem Maschinen- und Fahrzeugbau sowie der Anlagentechnik üblicherweise zur Verfügung stehen, entsprechen meist bei weitem nicht der Bedeutung, welche die Oberflächentechnik in diesen Branchen hat. Einmal als Veredelung der Oberflächen , durch die zahlreiche Produkte einen beträchtlichen Wertzuwachs erfahren oder ihre Funktion überhaupt erst erfüllen können. Und zum Zweiten als Fertigungstechnik, die für die Produktion gleichermaßen wichtig ist, wie alle anderen Fertigungstechniken auch.

Die Firma Flex-Elektrowerkzeuge in Steinheim/Murr gehört zu den Markennamen im Bereich der hoch- wertigen Elektrowerkzeuge für den Fachmann. Moderne Produktions- und Montagetechniken erlauben es den härtesten und ständig steigenden Profianforderungen gerecht zu werden. In Zuge der ständigen Modernisierung sollte 1994 eine alte CKW-Waschanlage ersetzt werden. Zu reinigen galt es mit Spänen und Emulsionen verunreinigte Gehäuse, die für den anschließenden Lackierprozeß eine späne- und fleckenfreie Oberfläche auf- weisen müssen. Weiter sollten Antriebselemente für Winkelschleifer vor der Montage gereinigt wer- den. Auch hier ist für eine einwandfreie Funktion eine absolute Sauberkeit erforderlich. Um dies zu erreichen, war auch aufgrund der Tatsache, daß die Antriebselemente in Stiften übereinander liegen, sich flächig berühren und schöpfend sind, ein komplexes Verfahren erforderlich.

Reinigungsverfahren der Linde AG in verschiedenen Anwendungsbeispielen

In der Industrie kristallisieren sich immer deutlicher differenzierte Qualitätsstandards heraus. Neben den bekannten DIN EN ISO 9000ff- Zertifikaten, die als Wettbewerbsindikatoren eines Produktionsbetriebs schon fast zur Selbstverständlichkeit geworden sind, streben die Unternehmen mancher Branchen zusätzliche Zertifizierungen an. So hat sich beispielsweise das Qualitätssiegel der GTS - ein Zusammenschluß von Anwendern und Förderern des Thermischen Spritzens - eine unverwechselbare Position verschafft.
Um den steigenden Qualitätsanforderungen im Bereich der Oberflächenbehandlung gerecht zu werden, ist es notwendig, die Aufmerksamkeit zunächst einmal auf die erste Stufe zu richten: die Reinigung. Wenn Materialien vor einer Weiterverarbeitung von Ölen und Fetten befreit werden müssen, wenn es gilt, wachsartige Substanzen oder Rostschutzanstriche bzw. Druckfarben zu entfernen sowie Klebstoffe, Harze und Produktionsreste aller Art zu beseitigen, bietet die Strahlreinigung mit Cryoclean, die anhand des
nachfolgenden Anwendungsbeispiels aus dem Schiffbau näher erläutert wird, außergewöhnlich gute Ergebnisse.

Was zeichnet Landesmeister aus ?

Vor 10 Jahren sprach jeder, wenn es um „nationale Meister” ging von Boris Becker. Heute hat sich die Bedeutung dieses Wortes jedoch geändert - man versteht darunter ein Unter- nehmen, das in einem bestimmten Bereich weltführend und eindeutig einem Staat zu- gehörig ist. Deutschland hat viele Landesmeister - Siemens, Volkswagen, Daimler-Chrysler.... Durch den fortlaufenden Trend der Globalisierung blieben viele kleinere Unternehmen auf der Strecke, nicht zuletzt auch in der Oberflächentechnik-Industrie. Nachdem Cannings übernommen wurde, gibt es in Großbritannien nur noch einen bedeutenden Lieferanten - Lea Manufacturing (nicht mit LeaRonal verwandt). Nun wurde auch dieser Lieferant vom amerikanischen MacDermid übernommen, der bereits Cannings vor einem Jahr gekauft hat. In einem viel größeren Umfang verfechten die Telekommunikationsunter- nehmen ihre Sache. Auch die Mannesmann- Vodafone-Schlacht ist noch nicht entschieden. Wie in fast allen Ländern verschwindet ein Landesmeister nach dem anderen von der Bildfläche und wir fragen uns, ob dies ins Gewicht fällt. In den meisten Fällen verschwindet ein Landesmeister wegen einer Übernahme, die manchmal nur kurz als Fusionierung er- wähnt wird. Solche Übernahmen sind nur möglich, weil die Aktionäre in Versuchung geführt werden ihre Anteile für einen Preis, den sie für gut halten, zu verkaufen. Der angebotene Preis für die Anteile ist immer gut. Die An- teile wurden gekauft und an der Börse für z.B. 240 DM verkauft - und plötzlich taxiert das Übernahmeangebot die Anteile auf 310 DM.

Salzkonzentrationen und Zusammensetzungen von Bädern lassen sich in praktischer Weise über den Brechungsindex kontrollieren. Die Brechungsindizes der Komponenten addieren sich anteilmäßig zu einem Gesamtindex, wenn sie sich nicht untereinander beeinflussen oder Reaktionen miteinander eingehen. Diese Voraussetzungen ermöglichen eine Reihe leicht handhabbarer Betriebsanalysen:
Über die Aufsättigung einer Komponente sind sogar die Konzentrationen von Zweistofflösungen zugängig.
Ähnlich der Leitfähigkeits-Titration ist auch eine Titration über die Anzeige des Brechungsindexes möglich, wenn die Stoffdaten deutliche Unterschiede aufweisen, wie es bei der Titration von Bariumchlorid mit Natriumsulfat gegeben ist.
Hydratsalze haben, analog zu den Dichten, niedrigere Brechungsindizes als die wasser- freien Substanzen. In einigen Fällen verläuft die Hydrat-Konzentration annähernd proportional zur Lichtbrechung. Aus diesen linearen Beziehungen lassen sich auch unbekannte Daten inter- oder extrapolieren. Beispiele dafür sind die hydratbildenden Verbindungen Natriumcarbonat, Natriumsulfat und Mangansulfat. Brechungsindizes von Alaunen dagegen sind nur in den seltensten Fällen über eine aliquote Addition der Komponenten-Anteile M(l)- und M(lll)-Sulfat und 12 Wasser ermittelbar. Lineare Beziehungen zwischen Brechungsindex und Dichte sind bei den Alaunen nur in grober Näherung erfüllt.

1 Allgemeines

In den letzten Jahren haben die analytischen Anforderungen an Betriebe der Galvanikindustrie allgemein zugenommen. Neben einer regelmäßigen Kontrolle des Abwassers auf Schwermetalle, adsobierbare organisch gebundene Halogene (AOX) usw. bekommt die Analytik galvanischer Prozeßbäder eine immer größere Bedeutung [1,3].
Eine gute Qualität der Überzüge setzt eine entsprechende Badpflege voraus. Um die galvanischen Bäder optimal zu pflegen, bedarfeseinerschnellen und sicheren Analytik. Dabei werden die Elektrolyte Chrom, Nickel und Kupfer als Hauptbestandteile bestimmt, um sie entsprechend der geforderten Elektrolytzusammensetzung gegebenenfalls nachzudosieren. Außerdem sollen Verschleppungen in die nachfolgenden Bäder nachvollzogen werden. Bislang werden meist naßchemische Verfahren zur Badanalytik eingesetzt. Diese erfordern mehrere Handlingschritte, zudem müssen die eingesetzten Reagenzien zunächst angesetzt und später entsorgt werden. Die Dr. Lange Küvetten-Tests* stellen hier eine wesentliche Vereinfachung dar.