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In der Fertigungstechnik werden meist nur die klassischen Verfahren wie Drehen, Fräsen oder Bohren ausführlich untersucht und die ebenfalls in der Praxis wichtigen Verfahren der Endbearbeitung wie Entgraten oder Finishen werden als nebensächlich abgehandelt. Eines dieser Verfahren, das Gleitschleifen oder Gleitspanen, dient der Bearbeitung von Werkstückoberflächen und zum Entgraten durch den Kontakt zwischen Werkstücken und Schleifkörpern in Anlagen, die durch Drehung oder Vibration eine Relativbewegung herstellen. Grundlegende Zusammenhänge wurden bereits früher untersucht und auf dieser Grundlage wurden neue Versuche mit vier verschiedenen Werkstoffen unternommen, wobei ein linearer Zusammenhang zwischen der Bearbeitungszeit und dem Massenabtrag gefunden wurde. Hinsichtlich der Oberflächenrauheit konnte keine Verbesserung erzielt werden, weil die gefrästen Flächen sehr glatt waren. Die ausführliche Beschreibung des Charakters der Oberflächen erfolgte mit einem digitalen Lichtmikroskop, einem Weißlichtinterferometer, einem Tastschnittgerät und einem Rasterelektronenmikroskop. In einer neuen, eigenen Untersuchung wurde die Abhängigkeit der Schleifwirkung von der Masse der Teile zahlenmäßig erfasst. Das Ergebnis des Abtrags war ebenso linear wie der Unterschied der Massen der Teile selbst. Es ist denkbar, dass für das Verfahren Gleitschleifen unter bestimmten Voraussetzungen mit dieser Methode Tabellen erstellt werden könnten, mit denen der Abtrag prinzipiell vorausberechnet werden kann, wie dies z. B. für die Schnittkraft beim Drehen oder Fräsen möglich ist. Schließlich wurde eine weitere Versuchsreihe mit unterschiedlichen Werkstückformen aufgelegt. Während die scheibenförmig und die stangenförmig gestalteten Teile weniger abgetragen wurden, war es bei den blockig gestalteten deutlich mehr, was auf die Art der Umwälzung zurückgeführt werden konnte. Bisher nicht publizierte Zusammenhänge der Bearbeitungsergebnisse in Abhängigkeit von den Einstellparametern beim Gleitschleifen werden ausführlich dargestellt und sind als wertvolle Hilfe bei der Produktionsplanung gedacht.

Eine grobe Faustregel besagt, dass sich in etwa alle drei Monate ein Großbrand in einer Galvanik in Deutschland ereignet, also etwa 4 Großbrände pro Jahr.
Als Großbrand gilt ein Ereignis mit einer Schadenssumme über einer Million Euro. Die viel häufigeren kleineren Brände sind hier nicht mitgezählt. Ein kursorischer Blick auf das Brandgeschehen im abgelaufenen Jahr 2018 zeigt, dass es bedauerlicherweise sogar mehr als üblich waren: mindestens 6 Großbrände haben im abgelaufenen Jahr stattgefunden. Jeder Einzelfall ist schlimm und oft existenzbedrohend für die Betroffenen und ruft jeweils spezifische Umweltgefährdungen, auch durch kontaminiertes Löschwasser, hervor.

Mitteilung aus dem Institut für Metallurgie-Metallhüttenkunde der Technischen Universität Berlin und der Firma Schempp und Decker, Industriegalvanik, Berlin

1 Einleitung

Aufgrund der hohen Ansprüche, die an die Reinheit des Kathodenkupfers gestellt werden, ist es notwendig, bei der Elektrolyse Kathodenniederschläge mit möglichst glatten Oberflächen zu erzielen. Unebenheiten führen zu Elektrolyteinschlüssen und damit zur Verunreinigung des abgeschiedenen Kupfers. Die heute in den konventionellen Kupferelektrolysen angewendeten hohen Strom- dichten sowie die geringen Kathoden-Anoden-Abstände erfordern die Zugabe von organischen Zusätzen zum Elektrolyten, um die Entstehung von Knospen und Dendriten zu verhindern. Von den in kleinen Mengen zugesetzten organischen Substanzen wird eine einebnende Wirkung verlangt.

 1 Einleitung

Die Herstellung von metallischen Beschichtungen durch elektrochemische und chemische Verfahren wird neben den zahlreichen dekorativen Anwendungen, beispielsweise in der Automobil- oder Sanitärindustrie, insbesondere im Korrosions- und Verschleißschutz eingesetzt [1]. Ein kleiner Bereich der modernen Galvanotechnik ist die Herstellung von Chemisch Nickel-Dispersionsschichten, bestehend aus einer Nickel-Phosphor-Matrix mit eingebetteten funktionellen Partikeln. Um optimale und gewünschte Beschichtungseigenschaften zu erzielen, ist es wichtig, eine homogene Verteilung der Partikel in der Schicht zu gewährleisten. Dazu müssen die Partikel im Elektrolyten stabil und gleichmäßig verteilt sein. Bei hydrophoben Substanzen werden häufig Dispergierer und Tenside eingesetzt, die die Partikel umschließen und in einer stabilen Dispersion halten.

Die Digitalisierung bietet auch in der Galvanotechnik große Potentiale. Besonders die Verwendung von anfallenden Daten zu Verbesserung der Elektrolytführung, der vorausschauenden Anlagenwartung oder Steigerung der Qualität stellt ein spannendes Anwendungsgebiet dar. Der Artikel bietet eine Übersicht zu Chancen und Hemmnissen bei der Einführung der Industrie 4.0, erläutert häufig verwendete Begriffe und führt in das Themengebiet rund um die Datenerfassung, Datenanalyse und die Simulation ein. Abschließend werden anhand von Praxisbeispielen aus Projekten des Fraunhofer IPA, des IFF der Universität Stuttgart und des IWF der TU Braunschweig erste KMU-taugliche Lösungen für die digitale Transformation in der Galvanotechnik vorgestellt.

Der Aufsatz befaßt sich mit dem Härteverlauf wärmebeanspruchter Nickel-Kobalt-Niederschläge bei der Galvanoformung, Es werden Arbeitsbedingungen diskutiert, welche die Abscheidung von Nickel-Kobalt-Niederschlägen mittlerer Härte und geringen inneren Spannungen ohne Verwendung von besonderen Zusätzen ermöglichen. Besonders für die Herstellung von Gieß- und Preßwerkzeugen, die hohen Temperaturen ausgesetzt werden, sind die Ergebnisse der Untersuchungen wertvoll.

In the present paper the hardness of nickel-cobalt deposits obtained by electroforming is discussed, notably with regard to resistance to heat. Operating conditions are outlined suitable for the first-class deposition of nickel-cobalt coatings of medium hardness and little internal stress without the use of special additives. The evaluations of the tests described are especially helpful for anybody dealing with the manufacture of eating and pressing tools exposed to high temperatures.

Nachdem im ersten Teil der Veröffentlichung eine neue methodische Vorgehensweise bei der Entwicklung REACh-konformer Alternativen für Zn-Ni-Legierungsschichten vorgestellt wurde, präsentiert der zweite Teil wesentliche Ergebnisse, insbesondere hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung, Korrosionsbeständigkeit, Mikrostruktur und Ritzbeständigkeit der Schichten. Es zeigt sich, dass Zn-Fe-Mo-Legierungsschichten bereits im Klimawechseltest korrosionsbeständige Deckschichten ausbilden und in Verbindung mit einer angepassten Passivierung eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Mittels Pulse-Plating sind besonders feinkörnige Schichten mit hoher Stromausbeute herstellbar. Auch ohne Zugabe des Spitzenglanzbildners werden Schichten mit geringer Rauheit abgeschieden. Darüber hinaus resultiert aus der Verwendung eines Spitzenglanzbildners und der gepulsten Stromführung im Vergleich zu kommerziellen Zn-Ni-Schichten sogar eine überlegene Ritzbeständigkeit. Im Rahmen des Upscalings zeigt sich, dass die mittels robotergestützter Galvanikanlage erzielten Ergebnisse auf den industrienahen Maßstab übertragbar sind.

Die Galvanotechnik wird seit der Erfindung der Voltaschen Säule, nunmehr über eine Zeit von 221 Jahren, betrieben. Großtechnisch sind es, seit der Erfindung der Dynamomaschine durch Werner von Siemens im Jahre 1867, 154 Jahre. Die Galvanotechnik ist aufgrund ihres unmittelbaren Anwendungsbezugs von vornherein eine Domäne des Handwerks und der Technik gewesen und dies im positivsten Sinne. Ist es doch eine Kunst und eine Frage von viel praktischer Erfahrung und Intuition, Beschichtungsgegenstände mit ihren diversen Fehlern und Inhomogenitäten „richtig“ zu beschichten. Es ist in diesem Zusammenhang eine Freude, die praktische Literatur zu lesen, zeigt sie doch, wie tiefgehend die Heuristiken auf diesem Gebiet sind. Als Verfechter des „sowohl als auch“, ist es mir wichtig, in dieser Einleitung deutlich zu machen, dass eine akademische Betrachtungs- und Herangehensweise nicht grundsätzlich überlegen oder gar alleine ausreichend wäre, um in der Praxis (!) gute Ergebnisse zu erzielen.

Bei Rauheitsmessungen hat sich jahrzehntelang nahezu nichts geändert, lediglich die Auswertecomputer sind leistungsfähiger geworden. Inzwischen gibt es eine ganze Reihe optischer Methoden wie auch die Notwendigkeit, Oberflächen umfassender beschreiben zu können. Im Gegensatz zur Forschung sind diese Normen in der industriellen Praxis weitgehend unbekannt und werden auch nicht angewendet. In mehreren Messreihen zeigte sich, dass taktile und optisch gewonnene Werte für Ra sehr gut übereinstimmen, während die übrigen Maße in der Tendenz ähnlich sind. Grundlagen: Bei den optischen Verfahren sind außerdem Auswertungen möglich, die für die Charakteristik und das Verhalten einer Oberfläche im Einsatz sehr wichtig sein können. Dazu gehören die Autokorrelationslänge, das Texturseitenverhältnis oder Isotropiekoeffizient, die Texturrichtung sowie das Übergangsflächenverhältnis. Es mag sein, dass zur Kontrolle einer laufenden Großserienproduktion einfache Werte einer Abtastung ausreichen.

Digital ist nicht gleich digital. Denn eine digitale Lösung hilft nur dann, wenn sie auf die Arbeitsprozesse eines Betriebs zugeschnitten ist. Jeder Betrieb in der Oberflächentechnik hat seine eigenen Abläufe und Strukturen – doch die ganze Branche hat mit ähnlichen Herausforderungen zu kämpfen. Kunden fordern immer knappere Wunschtermine, die Losgrößen einzelner Aufträge schrumpfen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Qualitätssicherung. Daraus resultieren oft ähnliche Fragestellungen, wie zum Beispiel: Wie können wir unseren Kunden unkomplizierter Auskunft über den Stand ihrer Ware erteilen? Wo können wir Zeit einsparen? Möglich wird das mit den Mitteln der Digitalisierung. Die Oberflächentechnik ist eine vielschichtige Branche mit unterschiedlichsten Unternehmen. Von der Fünf-Mann-Firma bis zu Unternehmensgruppen mit mehreren Standorten und hunderten Mitarbeitern ist ein breites Spektrum vertreten.