Artikelarchiv

Die Prozesswasserexperten von EnviroFALK zeigen auf, mit welchen Vorteilen die Integration einer Ultrafiltrationsanlage in ein bereits bestehendes Anlagenkonzept aus ECM-Maschine und Kammerfilterpresse verbunden ist. In einem dafür speziell entwickelten Lösungskonzept wird mittels Ultrafiltrationstechnik eine konstant hohe Elektrolytqualität erreicht: Die Grundvoraussetzung für einen stabilen und effizienten ECM-Prozess. Darüber hinaus wird der Reinigungsaufwand der Kammerfilterpresse enorm reduziert. Dies spart Zeit und Kosten. Zudem lassen sich die Metallhydroxidfilterkuchen als stichfeste Filter- kuchen wesentlich einfacher entsorgen. // 

Process water treatment experts from EnviroFALK explain the benefits of integrating an ultrafiltration plant with an existing ECM operation and filter press. Using a method specially developed for this situation, a constant and high quality electrolyte can be maintained, a prerequisite for operating a stable and efficient ECM process. Furthermore, the amount of cleaning required of the chamber filter press is very greatly reduced, thus saving both time and money. A further benefit is that the metal hydroxide filter cake is much more compact, thereby rendering its disposal more straightforward.

Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung, Ökologie oder auch carbon footprint sind moderne Schlagworte, die im Zusammenhang mit Umweltschutz genannt werden. Oft schwingt dabei im Unterton ein „unwirtschaftlich" mit. Der folgende Artikel zeigt an konkreten Beispielen aus der Prozesswasserversorgung und Abwasserbehandlung, dass sich vorgenannte Ziele mit Wirtschaftlichkeitsanforderungen durchaus vereinen lassen. Ein integrativer Ansatz entwickelt die reine Investitionskostenbetrachtung weiter, hin zu einer nachhaltigen Gesamtkostenbetrachtung. // 

Energy efficiency, sustainability, resource management, ecology or carbon footprint are up-to-date words, often correlated with environmental protection. Between the lines you can often read an „not economical“. The following paper describes some examples of process water supply and wastewater treatment which combine ecology and economy. An integrated approach moves the focus from a pure invest cost driven view to sustainable life cycle costing.

150 Jahre Hochschulgeschichte ist ein guter Grund einerseits auf die Feierlichkeiten und zum anderen auch auf den Hochschulalltag zu blicken. Diese Fotosession möchte beides tun. Die Mittweidaer Verfahrens- und Oberflächentechnik mit eigenen Lehrinhalten und Forschungsprojekten ist eingebunden in das Gebiet der Fertigungstechnik. Über entsprechende Aktivitäten berichteten wir ausführlich, insbesondere Anwendung wässriger Elektrolyte in der Beschichtungstechnik, außenstromlose Abscheidung auf Nichtleitern, strukturierte Schichten sowie weitere Beschichtungsverfahren (Galvanotechnik 103 (2012) 6, S. 1252-1268 und 103 (2012) 7, S. 1455-1462). Die Bewertung von Produktoberflächen ist heute unter den Gesichtspunkten Funktionalität, Qualität, Wirtschaftlichkeit sowie Umweltverträglichkeit nur ganzheitlich möglich und erforderlich. Im Studiengang Energie- und Umweltmanagement der Hochschule werden die im Studium erworbenen theoretischen Kenntnisse in den Hochschullaboren, beispielsweise im Analytiklabor, Energie- und Umweltlabor, praktisch vertieft. Hierzu zeigen wir Ihnen auch Fotos. Viel Freude bei der Betrachtung.

2015 bis 2017 feiert die Hochschule Mittweida eine Jubiläumsperiode anlässlich der vor 150 Jahren gegründeten technischen Lehreinrichtung. Der aus dem württembergischen Nordheim kommende Maschinenbauingenieur, Wilhelm Heinrich Uhland, der in einem Mittweidaer Metallbetrieb arbeitete, gründete mit Unterstützung des Handwerkervereins das erste „Technicum", das jedoch durch große wirtschaftliche Schwierigkeiten zunächst nicht bestehen konnte. Dem zum Uhland'schen Lehrerkollegium gehörende Mannheimer Ingenieur Carl Georg Weitzel gelang es, das ursprüngliche Gründungsprojekt mit Unterstützung lokaler Persönlichkeiten als „Technikum Mittweida" fortzuführen. Trotz ständig steigender Studentenzahlen, in den 20-er Jahren waren es 2300 Studierende mit zeitweise mehr als der Hälfte Ausländer, ging es der Einrichtung nicht sonderlich gut. Dennoch gab es bald Laboratorien für praktische Übungen, Lehr-Fabrikwerkstätten und ein Elektrotechnisches Institut. Doch immer wieder gab es Finanzprobleme, Weltwirtschaftskrise, Nationalsozialismus. Ab 1935 musste der Name „Ingenieurschule Mittweida" geführt werden.

Ultradünne Barrierebeschichtungen gewinnen im Bereich der Beeinflussung von Permeation und Diffusion aus dem umliegenden Gewebe in implantierte Sensoren und Aktuatoren und zum Schutz des Gewebes vor sich aus dem Implantat lösenden, eventuell zytotoxischen Elementen und Verbindungen zunehmende Bedeutung. Da speziell Polymere als Grundmaterial für derartige implantierte Elektronik eingesetzt werden, fokussiert sich diese Arbeit auf die Untersuchung der Barrierewirkung von dünnen anorganischen Vakuumbeschichtungen auf Polyetheretherketon- folien (PEEK). Verschiedene reine und dotierte diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC, a-C:H) werden dafür in ihrem mechanischen Verhalten, der Oxidationsbarriere, Zytotoxizität und dem mikro- biologischen Verhalten verglichen. Die Ergebnisse zeigen einen starken Einfluss von Nanoporosität auf die Sauerstoffpermeationsrate für alle Beschich- tungen. Durch die geringe Dicke der PEEK-Folie kommt der Zähigkeit der Beschichtung als Maß für die Tendenz für ein Kohäsionsversagen beim Biegen der Folie große Bedeutung bzgl. der Barrierewirkung zu, da durch Risse ausgedehnte Makrofehlstellen gebildet werden. Die Zytotoxizitätsuntersuchungen zeigten keinerlei schädlichen Einfluss auf das Wachstumsverhalten von Endothelzellen. Auch wird das Bakterienwachstum durch diese Schichtmaterialien nicht beeinflusst. // 

Ultra-thin barrier coatings gain increasing importance in biomedical technology. They enable the control of permeation and diffusion from the surrounding tissue to implanted sensors and actuators as well as protect the tissue from possibly cytotoxic elements and compounds from electronic parts. Due to increasing use of polymer based electronics, this work focuses on the barrier effect of ultra-thin inorganic vacuum coatings on thin polyether ether ketone (PEEK) foils. Film deposition occurred at room temperature by plasma-activated chemical vapour deposition (PA-CVD) by dissociation of acetylene precursor by a linear anode layer ion source plasma as well as by physical vapour deposition by pulsed magnetron sputtering of titanium and silicon in acetylene atmosphere. Various pure (a-C:H) and doped (a-C:H:N, a-C:H:Si, a-C:H:Ti) diamond-like carbon films (DLC) were benchmarked in their mechanical, oxygen barrier, cytotoxic and microbiological behaviour in comparison to RF sputtered, state-of-the-art silicon oxide films (SiO2). The results reveal a strong influence of nano porosity on oxygen permeation, while the micro porosity (particles, etc.) has lower impact. Toughness is of high importance due to the high flexibility of the PEEK foil to prevent cohesion failure of the films during bending. No cytotoxicity in contact to endothelium cells as well as no influence on the bacterial growth was found for all film materials.

Kürzlich zu Halloween bevölkerten mal wieder Hexen, Außerirdische und eine zunehmende Zahl kleiner und großer Zombies die Straßen. Die Zombie-Mania greift nach drei Jahrzehnten erneut um sich: Die Möchtegern-Untoten behandeln mit viel Aufwand (und Schminke) ihre chronischen Wunden und versammeln sich auf post-apokalyptisch inszenierten Zombie-Festivals. Filmen zufolge wird das Untot-sein durch einen Virus per Zombie-Biss übertragen. Nicht uninteressant ist die Zahl wissenschaftlicher Artikel, die sich mit dem Thema beschäftigen. In den Vereinigten Staaten untersucht die Zombie Research Society Fragen wie „Welche Auswirkungen hat es, dass Zombies nicht blinzeln?" (bereits nach 60 Se- kunden wird die Hornhaut dünner und die Augen werden erblinden) oder „Können Zähne wirklich so großen Schaden anrichten, wie in den Filmen dargestellt?" (Ja! – gute Zahnpflege vorausgesetzt). Vor allem aber – und hier wird es tatsächlich spannend – helfen Zombie-Invasions-Szenarien dabei, die Ausbreitung von Epidemien zu studieren. Die National Science Foundation förderte an der Texas Tech University ein Projekt zum Aufbau eines Supercomputers zur Studie von Zombie-Invasionen. Das Ziel war hier vorrangig, Studenten für das Fach Mathematik zu gewinnen.

Bericht über den Stand von Entwicklung und Anwendung eines innovativen Verfahrens

Die HIPIMS-Konferenzen finden jährlich abwechselnd in Braunschweig und Sheffield statt. Tagungsort der 6. HIPIMS Konferenz war dieses Jahr Braunschweig. Sie wurde organisiert von der Sheffield Hallam University, dem Kompetenznetz Industrielle Plasma-Oberflächentechnik e.?V. – INPLAS und dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig. Ca. 120 Teilnehmer aus 26 Ländern waren vom 10.–11. Juni 2015 in die Stadt Heinrich des Löwen an der Oker gekommen, um sich über den aktuellen Stand von Forschung und Entwicklung sowie über neueste Anwendungen zu informieren.

1. Motivation 

Metallisierungen mit Schichtdicken im nm- bis mm-Bereich finden vielfältige industrielle Anwendungen. Derzeit werden solche Schichten entweder chemisch oder galvanisch abgeschieden oder unter Vakuum hergestellt. Im Vakuum finden dabei vorzugweise PVD-Verfahren (Aufdampfen, Sputtern) Anwendung. Die chemische Abscheidung und galvanische Verfahren haben technische Einschränkungen bezüglich Schichtkontrollierbarkeit und Substratmaterialien, Vakuumverfahren benötigen eine aufwändige Anlagentechnik und sind nicht sehr flexibel einsetzbar. Hier wird ein neues Verfahren vorgestellt, mit dem es möglich ist, Beschichtungen durch Sputtern bei Atmosphärendruck durchzuführen. Dies eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten und verspricht Kosteneinsparungen bei existierenden Anwendungen.

In der physikalischen Beschichtungstechnik spielt das Vakuum eine wichtige Rolle. Die alten Griechen hingegen hatten eine grundsätzliche Abneigung gegen das Konzept eines „Nichts" und bestritten seine Existenz. Schon Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.) umschrieb mit dem lateinischen Begriff „horror vacui" die These, dass die Natur kein Nichts kenne. Dieser (Aber)Glaube hielt sich hartnäckig bis zum Ende des Mittelalters und das nicht nur in der Kunst, wo man aus Scheu vor der Leere die Notwendigkeit sah, alle freien Flächen, besonders in der Malerei und im Relief, mit Darstellungen oder Ornamenten zu füllen. Auf dieser Grundlage entwickelte sich später der überladene Prunk des Barock und noch später der der viktorianischen Kunst.

Im Oktober haben die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) die Höhe der EEG-Umlage für 2016 veröffentlicht, die mit 3 Prozent nur moderat steigt und deren Anteil am Haushaltsstrompreis voraussichtlich weiterhin bei 22 Prozent liegt. Neben der EEG-Umlage sind die ÜNB gesetzlich verpflichtet, auch eine Prognose über die weitere Entwicklung der Erneuerbaren Energien zu erstellen. Diese Prognose fällt zumindest für die Photovoltaik derzeit sehr düster aus. Die Zubauziele der Bundesregierung von 2400 bis 2600 Megawatt Anlagenleistung werden bei weitem nicht erreicht, die Branche rechnet nur mit etwa 1000 Megawatt. Die Windenergie ist weiterhin auf Erfolgskurs, zumindest an Land. Aber, sie ist auch weiterhin umstritten, denn es gibt genügend Kritiker, die Lärm, Landschaftsverbrauch und die Zerstörung der Landschaftsästhetik zumindest vor ihrer eigenen Tür nicht hinnehmen wollen.

Ein Flugzeug, welches nur durch die Kraft der Sonne getrieben tausende von Kilometern fliegt und auch während der Nacht in der Luft bleiben kann – dass diese Vision möglich ist beweist der Flug des Solar Impulse 2 genannten Solarflugzeuges, dessen Entwicklung unter anderem der Abenteurer und Flugpionier Bertrand Piccard initiiert hat. Doch nicht nur an den Grenzen des Machbaren tüfteln heute die Flugzeugingenieure sondern auch an einfacheren und vielleicht bald schon serienmäßig praktisch anwendbaren Konzepten.

Es gibt nichts, das schwieriger im Beginn und ungewisser im Ausgang ist als die Führung zu übernehmen, wenn eine neue Ordnung, ein neues System und ein neues Denken eingeführt werden. Denn der Erneuerer hat als Feinde all jene, die vom alten System profitieren und als halbherzige Verbündete nur jene, die vielleicht vom neuen System Vorteile haben werden. Diese Aussagen Nicolo Machiavellis aus dem Jahr 1515 scheinen auch heute für die Befürworter und Förderer der Erneuerbaren Energien zu gelten. Die Feinde sind reich an Zahl und mächtig, wie sonst wäre es wohl möglich gewesen, dass die Internationale Energie-Agentur (IEA) seit Jahren die Chancen und das Wachstum von Photovoltaik und Windenergie geringer darstellte, als es war? Nach einer Studie der Energy Watch Group (Berlin) und der Lappeenranta University of Technology (Lappeenranta, Finnland) hat die IEA die Möglichkeiten von Solar- und Windenergie im letzten Jahrzehnt kontinuierlich untergraben. Trotz der in den letzten Jahren exponentiell steigenden Neuinstallationen von PV- und Windenergieanlagen weltweit geht die IEA nach Feststellungen der Studie noch immer von einer weiterhin linearen Wachstumskurve dieser Technologien aus, also von gleichbleibenden jährlichen Installationen. Diese Einschätzung ist unverständlich, im Lichte der Erfahrung der letzten zehn Jahre und von vielen Studien von Marktforschungsunternehmen nicht haltbar und sie hat sehr negative Folgen, da die Berichte der IEA auch für viele Regierungen als Planungsgrundlage dienen.

Ein Chrombad warten

Frage: Ich bin als Berater in einem metallverarbeitenden Betrieb tätig, der von der Entwicklungshilfe gefördert wird. Um einige der Fertigteile zu vernickeln und verchromen, wird auch eine kleine galvanische Werkstatt betrieben. Dazu stehen zwei einheimische Vorarbeiter zur Verfügung, die früher als Gastarbeiter in Galvaniken gearbeitet haben. Nachdem wir die Wannen, Gleichrichter und anderen Geräte soweit in Ordnung gebracht und die Bäder mit Chemikalien angesetzt haben, die wir von einer hiesigen Fachfirma gekauft haben, lassen sich die Teile auch verhältnismäßig anständig beschichten. Mit der Wartung der Bäder bin ich als Maschinenbauer aber überfordert, zumal wir keine Möglichkeit haben, Analysen durchzuführen. Mit dem Nickelbad, für welches wir präparierte Salze und Zusätze haben, kommen unsere Galvaniseure verhältnismäßig gut zurecht. Mit dem Chrombad, für welches nur Chromsäure und Schwefelsäure geliefert wurde, haben sie offensichtlich aber ihre Schwierigkeiten. Von der Fachfirma, die hier nur ein Lager ohne Fachpersonal unterhält, ist nicht viel zu erwarten. Gibt es eine einfache Methode, mit der das Chrombad in Schuss gehalten werden kann?

Antwort: Wenn man so liest, mit welchen einfachen Mitteln Sie Ihre Galvanik betreiben und trotzdem gute Ergebnisse haben, kann man Ihnen eigentlich nur gratulieren. Man staunt immer wieder, was man mit einer Hand voll Erfahrungen, etwas Fingerspitzengefühl und Ordnungssinn so alles hinkriegen kann. Nichtsdestotrotz ist eine laufende analytische Kontrolle die Voraussetzung für langzeitig stabile Ergebnisse und gute Qualität. Über analytische Methoden und Einrichtungen sowie deren Lieferanten können Sie sich in der Fachliteratur informieren [1, 2].