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Die Kohlendioxid-Emissionen senken und gleichzeitig Wärme und Kälte für die Industrie bereitstellen: Wie das funktionieren kann, zeigt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit einer neuen Pilotanlage. Die Hochtemperatur-Wärmepumpe CoBra nimmt jetzt ihren Betrieb auf.
Das DLR-Institut für CO₂-arme Industrieprozesse in Cottbus (Brandenburg) arbeitet an Technologien und Lösungen für ein Energiesystem der Zukunft, das nachhaltig ist und in dem Industriebetriebe ohne fossile Brennstoffe für ihre Produktion auskommen. Die Versuchsanlage CoBra liefert einen bedeutenden Beitrag zur Wärmewende in der Industrie: „Wir können bisher weltweit einmalige Werte beim Temperaturhub und der Wärmeabgabe-Temperatur von 300 °C bei einer Wärmeleistung von etwa 200 Kilowatt erzielen“, sagt Institutsleiter Prof. Uwe Riedel. In Zukunft soll es noch weit darüber hinausgehen: „Die DLR-Wärmepumpen werden einen Temperaturbereich erreichen, für den es bisher keine technische Realisierung gibt.

Zukunftsorientierte Lösungen zur Senkung des Energiebedarfs: Der Herbst war von den Temperaturen her zum Glück noch sehr angenehm und es musste weniger als sonst üblich geheizt werden. Es geht aber nicht nur ums Heizen – die Industrieprozesse brauchen die heißbegehrte Energie. Die Energiekrise mit den exorbitant gestiegenen Energiekosten wird viele im Winter vor eine besondere Herausforderung stellen. Auch auf den ZVO-Oberflächentagen in Leipzig wurde aus aktuellem Anlass ein Energieforum durchgeführt, in dem über Energiebeschaffung und Alternativen zum Festpreis informiert und heftig diskutiert wurde. Das Thema Energie zog sich auch durch fast alle Themen des weiteren Vortragprogramms. So wurde an mehreren Stellen berichtet und Beispiele gegeben, wie nachhaltige Nutzung durch längeren Einsatz von Prozesslösungen und Einsatz niedrigerer Prozesstemperaturen durch angepasste Produktchemie helfen, Ressourcen zu sparen und den Energiebedarf zu senken.

• CO₂-Schleuder Messe
• Behandlung von Industrieabwasser: Service aus einer Hand
• Energieeffiziente Reinigungsanlagen

Die Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR) umfassen trotz vieler Streichungen durch die Novelle vom März dieses Jahres noch mehr als 250 unterschiedliche Begriffsbestimmungen. Viele davon sind neu. Im März 2022 wurden insgesamt 16 Arbeitsschutzrichtlinien überarbeitet. Manche davon mehr, manche weniger. In summa muss sich ein Unternehmen jetzt mit 51 Begriffsänderungen im ASR beschäftigen, sich einarbeiten. Darunter sind 17 völlig neue Richtlinien dazu gekommen, wobei im Gegenzug nur elf gestrichen wurden. Am wenigsten gemacht, das heißt überarbeitet, wurde auf dem Gebiet der Begriffsbestimmungen, dort wurde nur ein Bruchteil verändert. Nahezu unverändert blieben die ASR:

• A1.3, Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichnung
• A1.5, Fußböden
• A1.8, Verkehrswege
• A2.1, Absturz, Herabfallende Gegenstände, Gefahrenbereiche
• A2.3, Fluchtwege und Notausgänge
• A3.5, Raumtemperatur.

Unterschiedliche Branchen erzeugen unterschiedliche Abwässer: Jedes Unternehmen benötigt Wasser und setzt es in unterschiedlichen Prozessen ein. Abwasser ist nicht mehr benötigtes oder nicht mehr ohne weiteres verwendbares Wasser. Dabei handelt es sich in Produktionsbetrieben oftmals um Wasser, das mit Chemikalien, Ölen, Sedimenten, Bakterien oder Giftstoffen kontaminiert ist. Die industrielle Abwasseraufbereitung ist folglich der Prozess, bei dem dieses Abwasser in gereinigtes Wasser umgewandelt wird, das dann wieder in die Umwelt eingeleitet werden oder in den Kreislauf zurück gelangen darf. Doch Abwasser ist nicht gleich Abwasser. Solches aus privaten Haushalten und öffentlichen Einrichtungen wird in Deutschland in aller Regel zentral in kommunalen Kläranlagen aufbereitet.

• Endstation Chaos
• Kontrollierte Galliumoxid-Fertigung mit Ionenstrahlen
• Wenn ein Laserkragen den Lichtbogen bändigt
• Veranstaltungen

Durch den breiten Umstieg der Energiewirtschaft auf H2-Technologien, kann in Gebieten mit Energieüberschuss die „zu viel“ produzierte Energie genutzt werden, um mittels Elektrolyse Wasserstoff herzustellen. Bei der Herstellung geeigneter Biopolarplatten für Elektrolyseure und Brennstoffzellen bietet die PVD-Beschichtungstechnologie Lösungen. In den letzten Jahrzehnten wurden eine Vielzahl verschiedener Arten und Bauformen von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren entwickelt und erprobt. PEMECs (Protonenaustauschmembran-Elektrolyseure) und PEMFCs (Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen) weisen in Sachen Effizienz und Handhabung verschiedene Vorteile auf. Im Betrieb wird in PEMECs durch äußere Stromzufuhr Reinstwasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten – in PEMFCs wird Sauerstoff und Wasserstoff zu Reinstwasser umgesetzt und Strom generiert.

Ist die Entropie nutzbar, um eine neue Materialklasse zu schaffen? Die meisten griechischen Kosmologien definieren Chaos als den Urzustand der Welt, als leeren zeitlosen Raum. Da es in grauer Vorzeit üblich war, Naturphänomene, die man nicht verstand, zu personifizieren, war das Chaos oft eine Frau, eine Urmutter, die über ein Schattenreich aus Masse und Energie herrschte. Aus ihr gingen die Welt und die Götter hervor. Unsere heutigen Theorien zur Entstehung des Universums sind zwar nicht mehr ideologisch verbrämt, aber vieles wissen wir nach wie vor nicht. Kurz nach dem Urknall war das junge Universum ohne Zweifel chaotisch, aber bereits erfüllt von einer Kraft, die strukturieren und ordnen wollte und sich in den uns bekannten Naturgesetzen manifestierte. Anderenfalls wäre es nicht möglich gewesen, dass aus dem Chaos Galaxien, Planeten und letzten Endes Leben entstanden.

Künstlerische Metallteppiche: Persische Teppiche gibt es seit mindestens 2500 Jahren und sie sind weltberühmt. Interessanterweise haben Wissenschaftler an der Razi Universität in Kermanshah, Iran, jetzt einen wissenschaftlichen Prozess beschrieben, bei dem konzentrische, Multi­element-Metallteppiche durch das sogenannte One-Pot-Electroplation fabriziert werden. Ein schwe­bendes Stück Nickelschaum als bipolare Elektrode (BPE) wird in einer wässrigen Lösung gedreht, die ein ternäres Gemisch von Metallionen enthält. Ein ausreichendes Gleichstrompotential wird an die Antriebs­elektroden angelegt. Die Parameter Potentialgradient, Rotation und Konzentration/kinetische Polarisation werden variiert, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Die Erzeugung des radialen Multielement-Gradienten wurde in einer „One-Pot“-Galvanisierung für Kunstschmuck getestet.

Steht uns ein schwieriger Winter bevor? Unsere Gedanken sollten im kommenden Winter bei uns, unseren Unternehmen aber auch bei den tapferen Menschen in der Ukraine sein. Im vergangenen Februar, als Wladimir Putin mit seinen sogen. „Special Military Operations“ begann, erkannten wir bald, dass sein Ziel – ganz einfach – darin bestand, das Land militärisch zu erobern. Aber in den letzten Wochen scheint sich das geändert zu haben. Jetzt scheint Putin zu erkennen, dass er nicht in der Lage sein wird, die Ukraine zu erobern, jetzt will er sie offenbar einfach nur zerstören. Mit Raketen und „Kamikaze-Drohnen“ zielt er nicht auf militärische Einrichtungen, sondern auf Kraftwerke, Stromleitungen, Wasserwerke, Schulen, Wohnhäuser etc. Mit Raketen und Drohnen, die Hunderte von Kilometern entfernt gestartet werden, sind seine Soldaten keiner Gefahr ausgesetzt.

Am Oberflächentechnischen Institut Bodensee in Buchheim werden Anlagen zur Galvanisierung von Bauteilen in einem geschlossenen System entwickelt. Mit dieser sogenannten Gramm Selektiv Technik (GST) wurden vor rund 40 Jahren auch wesentliche Bauteile des Teilchenbeschleunigers LHC beschichtet. Die GST-Technologie ist inzwischen weltweit gefragt.
Sie ist als Weltmaschine bekannt. Mit ungeheurem technischem Aufwand und Milliardensummen aus 23 Ländern errichtet, dient sie der Erforschung der Elementarteilchen, den kleinsten Bestandteilen der Materie. So sollen neue Erkenntnisse über die Naturgesetze gewonnen werden. Die Rede ist vom Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) am Forschungszentrum Cern in Genf, einer gewaltigen 30 Kilometer langen Röhrenkonstruktion, die u. a. von supraleitenden Elektromagnetspulen eingefasst ist, um die Teilchen mit einem starken magnetischen Feld auf Kurs zu bringen und dort zu halten. Wegen seiner gewaltigen Dimensionen liegt der Teilchenbeschleuniger sowohl auf schweizerischem als auch auf französischem Staatsgebiet.

Dr. Michael Zöllinger, Geschäftsführer und Leiter Forschung & Entwicklung bei der Dr.-Ing. Max Schlötter GmbH & Co. KG

Dr. Zöllinger, Ihr Unternehmen feiert in diesem Jahr 110jähriges Jubiläum. Welche Meilensteine gibt es in dieser langen Zeitspanne?
Schlötter wurde 1912 in Leipzig gegründet und zog später in den Berliner Bezirk Adlershof um. 1944 erfolgte kriegsbedingt ein erneuter Umzug nach Geislingen, wo wir seither organisch gewachsen sind. Der Gründer hat das Unternehmen als elektrochemisches Forschungslaboratorium aufgebaut und ihm so seinen Markenkern gegeben. Heute arbeiten allein 45 der 200 Mitarbeiter am Standort in der Forschung und Entwicklung. In den 1960er Jahren folgte die Internationalisierung. Heute sind wir in Irland, England, Schweden, Singapur und China mit Standorten vertreten.

Im Jahr der Fassungslosigkeit lernen mit Unwägbarkeiten umzugehen.
„Liebe Manuela, ich bin sehr traurig, denn M. ist gestern sanft entschlafen. Stille Grüße S.“
Ich bin fassungslos! Vor einem Monat waren die Ärzte noch zuversichtlich. Die Chemo hat gegriffen. Und jetzt …. ?!?! Doch nicht geschafft. Ende. Aus. Aus dem Leben gerissen. Mit 61 Jahren. In einem Lebensabschnitt, wo sie erst vor ein paar Jahren den Schritt in die Selbstständigkeit gewagt hat. Voller Elan und Zuversicht all ihre Expertise weitergeben wollte. Sie so voller Hoffnungen war. 2022 wird bei mir eingehen in die Geschichte als Jahr der Fassungslosigkeit.
Ich bin fassungslos über
• die grauenhafte Gewalt und die schrecklichen Eskalationen im Ukraine-Krieg.
• massive Unterdrückung und Erniedrigung eines Geschlechts. Von 50 % der menschlichen Bevölkerung. Und das nicht nur im Iran und in Afghanistan.
• die grässlichen Hiobsbotschaften über die steigende Inflation, galoppierende Energiepreise, existenzbedrohende Situationen.

Haftfestigkeitsprobleme und Rauheiten von Zink-Nickel Schichten:
Wir lassen Stahlteile extern am Gestell Zink-Nickel beschichten. Der Grundwerkstoff ist 1.0503 nach EN 10277-2. Die Beschichtung soll nach DBL 8451.76 erfolgen. Die von uns beauftragte Galvanik beschichtet die Teile in einem alkalischen Bad und liefert immer wieder fehlerhafte Teile, wobei die Fehlerbilder recht unterschiedlich sind. Am häufigsten treten Abplatzer der Schicht auf. Diese zeigen sich an Kanten, Rändern und bevorzugt an mechanisch bearbeiteten Stellen. Blasen sind nicht zu erkennen. An denselben Flächen gibt es oft Rauheiten, diese Stellen weisen meist eine mattere, leicht dunklere Oberfläche auf.
Einige Teile weisen eine unschöne oder nicht einheitliche Optik auf. Dies zeigt sich in schwarzen Flecken und „Punktewolken“, wobei letztere rund ein Viertel der Oberfläche betreffen.

Unter der Rubrik: Aus der Praxis für die Praxis wurde 1991 in der Zeitschrift Galvanotechnik das Problem der Entstehung abgegrenzter „Glanzstellenflecken“ bei der Reingoldabscheidung besprochen, die sich nicht nur optisch von den sie umgebenden Flächen unterschieden, sondern auch die Schichtdicke in den Flecken und der jeweiligen Umgebung verschieden war. Der befragte Experte wies in seiner Antwort darauf hin, dass diese flächenmäßigen Strukturunterschiede mit einer lokal unterschiedlichen Inhibition durch Glanzbildner und entsprechend lokal unterschiedlicher Stromdichten zusammenhängen könnten, und dass ähnliche Befunde auch bei Zinn-Bleischichten auf Leiterplatten sowie der Kupfer- und Nickelabscheidung beobachtet worden sind. Als wahrscheinlichste Ursache für die unterschiedlich starke Inhibition und die damit verbundenen Schichtdickenunterschiede führte der Experte die bereits von Fischer und Matschke beschriebenen Strömungsplastiken an, wobei interessanterweise vom Experten diesem Phänomen eine S-förmigen Stromdichte-Spannungskennlinie zugeordnet wurde.

Beim Laserauftragsschweißen werden Metallschichten auf Werkstücke aufgeschweißt oder additiv ganze Bauteile Schicht für Schicht gefertigt. Das Fraunhofer IPT hat das Verfahren mit Draht als Schichtwerkstoff jetzt mit dem sogenannten optischen Kohärenztomografieverfahren kombiniert. Auf diese Weise soll der Prozess künftig zu einem vollwertigen 3D-Druckverfahren werden.
Prozessstabilität und -kontrolle sind beim Laserauftragschweißen (Laser Metal Deposition, LMD) von großer Bedeutung: Auf Störungen und Abweichungen muss idealerweise sofort und ohne Verzögerung reagiert werden, um Prozessabbrüche zu verhindern. Hier sind maschinenintegrierte Überwachungssysteme gefragt, die die Prozesse an Ort und Stelle prüfen und Korrekturen veranlassen können.

Wolfram ermöglicht die Funktionalisierung von Oberflächen in vielfältiger Weise, etwa durch Korrosions- und Strahlenschutz und thermische Leitfähigkeit. Nun ist eine Mischkristall-Legierung in Pulverform entwickelt worden, deren Einsatz im 3D-Druck oder in Beschichtungsverfahren möglich ist. Wolframlegierungen (WNiFe/WNiCu) werden wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit gegen Metallschmelze sowie ihrer hohen thermischen Leitfähigkeit beim Aluminiumkokillengießen genutzt. Aber auch in der Werkzeugherstellung und zur Abschirmung von Alpha- und Gammastrahlung ist das Schwermetall mit der vergleichbaren Dichte zu Gold nicht mehr wegzudenken. Allerdings besitzt Wolfram mit rund 3.400 °C den höchsten Schmelzpunkt aller chemischen Elemente und ist deshalb sowie aufgrund seiner Mohshärte von 7,5 nur sehr schwer zu bearbeiten. Infolgedessen muss für Bauteile mit komplexeren Formen, wie etwa Kurven oder konische Bohrungen, häufig auf den einfacher modellierbaren Warmarbeitsstahl ausgewichen werden.

Die galvanotechnischen Betriebe leisten mit ihren Innovationen, wie neuartigen Oberflächen für Solarzellen, einen großen Beitrag für den Klimaschutz. Doch als energieintensive Betriebe müssen sie auch ihre eigenen Treibhausgasemissionen reduzieren. Was ist hierfür die richtige Strategie? Welche Maßnahmen sind sinnvoll? Und wofür gibt es Fördermittel?
Eine Frage stellt sich zuerst: Warum sollte das Unternehmen Anstrengungen für den Klimaschutz auf sich nehmen? Dafür sprechen viele Gründe. Neben dem naheliegendsten, nämlich der Notwendigkeit zu mehr Klimaschutz generell und dem wachsenden Bewusstsein darüber in der ganzen Gesellschaft, gibt es für Unternehmen zahlreiche weitere: Die meisten Maßnahmen tragen dazu bei, die Preis- und Versorgungssicherheit zu erhöhen. Und weil immer mehr Unter-
nehmen beim Einkauf auf den CO₂-Fußabdruck der Produkte oder Dienstleistungen achten, dienen Klimaschutzmaßnahmen auch der Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens.

Erster Kongresstag nach der Eröffnung war der 15. September. Jetzt startete das Vortragsprogramm im Congress Center am Rande des Leipziger Messegeländes. Rund 50 der 90 Vorträge wurden an diesem Tag gehalten. Ein großer Block beschäftigte sich dabei mit Klimaneutralität & Energie- und Ressourceneffizienz (lesen Sie hierzu auch unseren Artikel „Der Weg zum klimaneutralen Unternehmen“ auf S. 1457). Eigens wegen der Energieproblematik infolge des Ukrainekriegs hatte der ZVO ein Energieforum initiiert, das den Tag einleitete.

Die Versuche mit Sattdampf als Medium zur Reinigung von Oberflächen waren Inhalt der letzten Folgen der Serie. Nun folgen Versuchsbeschreibungen, Versuchsergebnisse sowie die Evaluierung technologischer Parameter für eine erfolgreiche Oberflächenreinigung.
Entfernen von Schmutzfilmen mit Heißdampf auf außenliegenden regelmäßigen und unregelmäßigen Flächen: Die zielsichere Reinigung von Draht, Blechen, Formprofilen und unregelmäßigen Oberflächen mittels Heißdampf wird im Folgenden erklärt. In der Praxis arbeitende Reinigungsanlagen der Heißdampftechnologie zeigen die Umsetzung der Theorie in die Praxis. Berechnungen und Diagramme zur Auswahl der technologischen Parameter werden aufgezeigt.