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Schutzbeschichtungen können die Lebensdauer der Werkzeugoberflächen verlängern. Mit einer neuen Anlage kann jetzt am Fraunhofer IPT zu Beschichtungslösungen für alle Arten von Umformwerkzeugen und Glassorten geforscht werden. Optische Komponenten mit komplexen Geometrien wie Asphären, Linsen-Arrays oder Freiform-Optiken lassen sich durch Glasumformung effizient und kostengünstig fertigen. Das ständige Aufheizen, Umformen und Abkühlen führt allerdings dazu, dass die Umformwerkzeuge bereits nach wenigen Anwendungen stark verschleißen. Schutzbeschichtungen können die Lebensdauer der Werkzeugoberflächen verlängern. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen hat seinen Maschinenpark nun um eine Anlage zur Diamond-Like-Carbon-Beschichtung (DLC) erweitert. Damit kann das Aachener Institut ab sofort als einzige Einrichtung in Europa Forschungsarbeiten zu Beschichtungslösungen für alle Arten von Umformwerkzeugen und Glassorten anbieten.

Wie die Übergabe des Unternehmens an die nächste Generation gelingen kann Das Thema Unternehmensnachfolge ist durchaus komplex: Die Leitung des eigenen Unternehmens soll zum passenden Preis in die Hände eines geeigneten Nachfolgers oder einer Nachfolgerin gelegt werden. Wie also am besten vorgehen? Diese Frage stellte mir unlängst eine verzweifelte Unternehmerin – später bat sie mich: „Machen Sie doch mal eine Podcastfolge daraus.“ Sie hatte ihr Rentenantrittsalter lange überschritten und endlich einen Nachfolger gefunden. Einen sehr jungen Mitarbeiter, der schon lange überlegt hatte, das kleine Tanzstudio zu übernehmen. Aber nicht nur Tanzschulinhaberinnen kämpfen mit der Herausforderung der Nachfolge. Auch in der Galvanobranche gibt es sehr viele kleine eigentümergeführte Unternehmen mit 5 bis 20 Mitarbeitenden, die mit dem schwierigen Thema ringen.

Obwohl die meisten mobilen Endgeräte für lange Lebenszyklen ausgelegt sind, werden diese oft durch die notwendigen Verbindung nach außen nicht erreicht. Ladekontakte und Steckverbinder für kurze Ladezeiten oder den schnellen Datentransfer korrodieren und machen das ansonsten intakte Gerät schlagartig unbrauchbar – ein preisgekrönter Rhodium-Ruthenium-Elektrolyt bietet hier einen vielversprechenden Lösungsansatz. Reklamationen der Endkunden wegen funktionsunfähiger Geräte führen neben Imageschäden zu oft unvorhergesehener Kosten auf Produzentenseite, welche mittelfristig in einen erhöhten und damit unattraktiveren Produktpreis münden. Mit Rhoduna Alloy hat Umicore Electroplating aus Schwäbisch Gmünd einen Rhodium-Ruthenium-Elektrolyt geschaffen, welcher genau hier ansetzt. Die Legierung, welche mittels metallsparender Galvanikverfahren unter Verwendung bewährter Durchlauf-Massenproduktionsanlagen aufgetragen werden kann, verleiht Kontakten eine bisher unerreichte Korrosionsbeständigkeit – ohne dabei Features wie die Schnellladefähigkeit zu beeinflussen.

In Oberflächen lassen sich jetzt im Handumdrehen Nano- und Mikrostrukturen per Laser einarbeiten. Die Technologie wird von der jungen Dresdner Firma Fusion Bionic entwickelt und vertrieben – einer Ausgründung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS. Bei der Laserstrukturierung sind der Fantasie keine Grenzen gesetzt. Ihr Vorteil: Sie ist schnell und deutlich vielseitiger als Beschichtungen. Lotuseffekte lasern: Oberflächen von Produkten lassen sich durch viele verschiedene Effekte veredeln. Beim Lotuseffekt zum Beispiel sorgt eine Mikrostruktur dafür, dass Schmutz nicht anhaftet, sondern beim nächsten Regen einfach abgewaschen wird. Die feinen Rippeln der Haifischhaut wiederum verbessern die Strömung an der Außenseite von Flugzeugen und Schiffen, was Treibstoff spart. Bislang werden viele solcher naturinspirierter Effekte erzeugt, indem man die Oberfläche beschichtet oder mit Folien beklebt, in die Mikrostrukturen eingeprägt sind.

In Teil 1 in Ausgabe 10/2021 ab S. 1315 ging es um 2D-Simulationen, mit denen der Einfluss einer Dimensionsverringerung, verkleinerter Elektroden und Zellen sowie segmentierter Elektroden auf die Stromdichteverteilung der Hull-Zelle geprüft wurde. Des Weiteren wurde eine mehrfache Kerbstruktur mit weiter verkleinerten Vertiefungen der Kathode mit einbezogen. Die 3D-Simulationen, die in diesem 2. Teil beschrieben werden, wurden an der Standard-Hull-Zelle begonnen, deren Bodenplatte sowie isolierende Begrenzungen nacheinander entfernt wurden, was schließlich zur Simulation der Stromdichte-Verteilung der Winkelelektroden führt.

Teil 2 unserer monatlichen Reinigungsserie beschäftigte sich mit den Schmutzschichten, arbeitete verschiedene Schmutz- und Reiniger­arten heraus und definierte die Aufgabenstellung der Oberflächenreinigung. Dieser Teil geht nun mehr in die Tiefe, identifiziert Schwächen der Oberflächenreinigung, definiert Reinheit und nimmt die Trennung der Bindungen zwischen Oberfläche und Partikeln in den Blick.
Hindernisse und Hemmnisse bisheriger Reinigungstechnologien der nass-chemischen Oberflächenreinigung: Auf der Oberfläche eines Bauteiles wird zeitlich und räumlich definierte Reinheit erhalten. Dies ist immer ein durch Menschen und seinen Automaten gesteuerter aktiver Prozess, der in der Zeit und in dem jeweiligen Raum begrenzt erhalten werden kann. Die gegenwärtig in der Serienfertigung angewendeten Reinigungstechnologien sind Verfahren auf nass-chemischer Grundlage.

Miniaturisierte Bauteile sowie Metallbauteile mit freien geometrischen Formen (z.B. bionische Bauteile) stellen hohe Herausforderungen an die elektrochemische Bearbeitung. Neben der industriellen Dispersionsabscheidung und Schichtverbunden sowie einer Abscheidung komplexerer Legierungssysteme eignen sich hier Verfahren mit einer dynamischen Stromführung während des elektrochemischen Prozesses, etwa die Pulsanodisierung, plasmaelektrolytische Oxidation, elektrochemisches Bearbeiten und das Hirtisieren.

Sich ändernde industrielle Anforderungen sind stets eine starke Triebkraft für Optimierungs- und Entwicklungsprozesse. Dies gilt auch für den eher traditionellen Bereich der elektrochemischen und galvanischen Oberflächenbehandlungen. In der Vergangenheit standen vor allem verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Härte und Verschleißfestigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit im Fokus.

Wahrheit ist ein großes Wort und ein hoher Anspruch. Es gibt nicht nur eine, sondern viele Arten, sich um die Wahrheit zu bemühen, und verschiedene Menschen werden damit verschiedene Vorstellungen verbinden. Dabei kann einem die Frage in den Sinn kommen, ob die von einem Menschen erkannte Wahrheit anderen zumutbar ist? Als die Schriftstellerin Ingeborg Bachmann 1959 mit dem Hörspielpreis der Kriegsblinden ausgezeichnet worden ist, hat sie in ihrer Dankesrede darauf positiv geantwortet und verkündet, „Die Wahrheit ist den Menschen zumutbar.“ Für sie bestand die Möglichkeit der Schriftsteller darin, „die anderen zur Wahrheit zu ermutigen“, und die Aufgabe dieser anderen lautete, „die Wahrheit von ihm fordern“. Doch stimmt das?

Neuer Mann an der Spitze des Industriegeschäfts
Beim Thema Beschichtung ist bei Arxada jetzt Jean-Michel R. Gauthier erster Ansprechpartner

Vennemann in Aufsichtsrat berufen
Soll die Finanzen bei Atotech im Auge behalten: Klaus-Günter Vennemann

REACh-Expertin berät zu Umwelt und Arbeitssicherheit
Bringt Licht ins Dickicht der Chemikaliengesetzgebung: Miriam Jacob tor Weihen

• American Coatings Award für Vortrag über biobasierte Chemie
• BASF bestätigt Klimaziele und geht Emissionsreduzierung an
• Hendor und Pforzheimer OTSM schließen Partnerschaft
• Gemeinsame Produktsuche für Beschichtungs-Formulierungen
• Schichtdickenmessgerät für Nürnberger Galvanotechnik-Schule
• Fraunhofer ILT eröffnet H2-Forschungslabor
• Top-Auszubildende bei Metoba
• Henkel wird Geschäfte in Russland aufgeben
• Top Job-Siegel geht erneut an Hillebrand
• Feinstreinigung per Ultraschall
• Partnerschaft von Vink Chemicals und Nanopartikel-Spezialist Nanox

Wir kommen nicht darum herum, dem menschgemachten Klimawandel entgegenzutreten. Die Aufgabe wird zwar dadurch erschwert, dass sich die Weltbevölkerung in zunehmendem Tempo verfielfacht, global betrachtet immer mehr CO2 ausgestoßen wird und auch technologische Lösungsansätze zur Emissionsminderung wie die Elektromobilität Schattenseiten haben. Eine Entschuldigung, um die Flinte ins Korn zu werfen ist das aber nicht. Sinngemäß lautete so der Tenor der diesjährigen Ulmer Gespräche, eingeleitet durch einen Impulsvortrag von Prof. Franz-Josef Radermacher vom Forschungsinstitut für anwendungsorientierte Wissensverarbeitung in Ulm. Er schlug vor, den aufgezählten Widrigkeiten weltweiter Entwicklung durch das Auffangen von CO2 aus chinesischen Kohlekraftwerken zu begegnen, welches gespeichert und als Energieträger eingesetzt werden könnte. Prof. Radermacher pflegt Kontakte zum Club of Rome, der sich für eine nachhaltige Zukunft der Menschheit einsetzt, und ist Vertrauter von Ex-Entwicklungshilfeminister Gerd Müller.

DIN 11867:2021-08:
Komponenten von nichtrostendem Stahl für aseptische Anwendungen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie – Bogen für Molchanlagen

DIN EN ISO 276:2021-08:
Bindemittel für Beschichtungsstoffe – Leinöl-Standöl – Anforderungen und Prüfverfahren (ISO 276:2019); Deutsche Fassung EN ISO 276:2021

DIN EN ISO 8130-4:2021-08 (Entwurf):
Pulverlacke – Teil 4: Berechnung der unteren Explosionsgrenze (ISO/DIS 8130-4:2021); Deutsche und Englische Fassung prEN ISO 8130-4:2021

Dr. Hermann Oppermann ist Werkstoffwissenschaftler mit Promotion in Metallphysik und seit 1999 am Fraunhofer IZM. Er leitet eine Gruppe für Montagetechnik und Assembly.

Morten Brink ist Chemiker und hat sein Diplom u a. über Abscheidung von Metallen am Fraunhofer IZM in Berlin gemacht. Er betreut u. a. Infrarot-Projekte.

Dr. Oppermann, mit Galvanik werden Quantencomputer leistungsfähiger. Warum?
Oppermann: Weil Quantencomputer eine sehr hohe Anschlussdichte brauchen. Qubits müssen an andere Qubits, Schaltungen und Kontroll­elektronik angeschlossen werden. Weil die Zahl der Qubits die Leistung des Computers steigert, ist es notwendig kompakter zu werden. Deshalb sind unsere Feinpitchs so wichtig.

• Stabwechsel bei Neue Materialien Bayreuth
• Neuer Kupferverband bündelt Kupferwissen

• Hirn-Organoide zeigen kortikale Fehlbildung

Mittels plasmachemischer Oxidation – einem Verfahren zwischen Plasmaphysik und Galvanik – wurde eine für den Körper unbedenkliche Beschichtung eines Implantats aus einer Magnesiumlegierung entwickelt Biologisch abbaubare Materialien ziehen schon seit ein paar Jahren die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler und Mediziner für die Verwendung von Implantaten in der rekonstruktiven Medizin auf sich. Im Rahmen eines internationalen Forschungsprojektes wurden die biokompatiblen Beschichtungen auf einer MgCa1- Legierung mit Hilfe der plasmachemischen Oxidation (PCO) gebildet und ihre Morphologie, Struktur, Phasenzusammensetzung, Korrosion und biologischen Eigenschaften untersucht. Die beschichteten Proben wiesen im Vergleich zu einer unbeschichteten Magnesiumlegierung bemerkenswerte Korrosionsschutzeigenschaften auf, sie beeinträchtigten die Lebensfähigkeit der Zellen nicht und waren gemäß ISO 10993-5: 2009 nicht toxisch.

Plasmaoxidierung thematisch eng verbunden mit Elektrogalvanisierung: Kalte Plasmen in Flüssigkeiten faszinieren Forscher und die Industrie. Diese Plasmen werden elektrisch direkt in der Flüssigkeit gezündet und erzeugen darin hochreaktive Bestandteile. Sie haben großes Potential für eine Vielzahl neuer Anwendungen in der Medizin, der Landwirtschaft, der Wasserwirtschaft und in der chemischen Industrie. Nicht nur lassen sich mit Plasmen in Flüssigkeiten Beschichtungen erzeugen, Bakterien werden inaktiviert, Krebszellen abgetötet (dies ist Gegenstand aktueller Forschung), oder Pflanzen können zum Wachsen angeregt werden. Kalte Plasmen in Verbindung mit biologischen Organismen werden im Forschungsgebiet „Plasmamedizin“ untersucht.

• Stromkosten senken, Netz entlasten
• Erneuerbares Methanol für Brennstoffzellen

Methanol lässt sich nicht nur deutlich leichter transportieren als Wasserstoff, sondern auch nahezu unbegrenzt aufbewahren. Dadurch könnte beispielsweise grüner Wasserstoff in sonnenreichen Gegenden hergestellt, in Methanol umgewandelt und transportiert werden. Wasserstoff ist der Hoffnungsträger der Energiewende: Er soll sowohl die Mobilität als auch industrielle Prozesse nachhaltig gestalten. Doch hapert es derzeit noch an der Verfügbarkeit, da der Transport von Wasserstoff aufwändig ist. Abhilfe schaffen kann die Umwandlung von Wasserstoff in Methanol. Das Kohlenstoffdioxid, das für die Methanolproduktion benötigt wird, könnte entweder aus der Atmosphäre entnommen werden oder aber aus Industrieprozessen stammen, etwa aus der Zementproduktion. Zudem bietet Methanol mit etwa 4,8 Kilowattstunden Energie pro Liter eine sehr hohe Energiedichte – eine Größenordnung höher als die von komprimiertem Wasserstoff. Die International Energy Agency prognostiziert für Methanol mit etwa sechs Cent pro Kilowattstunde darüber hinaus sehr attraktive Kosten.

Kosten senken mit LED-Licht, effizienten Pumpen und Wärmerückgewinnung: An Tagen wie diesen wird auch heftig über die gestiegenen Energiepreise diskutiert. Einerseits werden die russischen Erdöl- und -gasimporte in Frage gestellt. Andererseits braucht Deutschland die Energieimporte unbedingt. Alle Verbraucher und gerade die Unternehmen ächzen unter den hohen Preisen. Derzeit werden schnell umzusetzende Maßnahmen gesucht, um irgendwie der Preisspirale zu entkommen. Ganz schnell muss die Energieeffizienz gesteigert und so Energie eingespart werden. Außerdem ist der Ausbau der erneuerbaren Energien, an dem seit Jahren gearbeitet wird, voranzutreiben. Viele Unternehmen befassen sich seit längerer Zeit mit Energieeffizienzmaßnahmen, die sich aber oft nicht gerechnet haben. Den Kostenvergleichen lagen aber auch die alten Energiepreise zugrunde. Nun müssen die Maßnahmen neu kalkuliert werden.