Brief aus England

Es ist verständlich, dass wir im Westen mehr darüber erfahren wollen, wie die Pandemie in China begonnen hat. Doch als die australische Regierung vor einigen Wochen diese Ansicht äußerte, erhob China prompt eine Steuer auf australische Rindfleisch- und Gerstenexporte. In den letzten Wochen haben amerikanische Geheimdienste unter Verwendung von Satellitenbildern berichtet, dass bereits im August 2019 ungewöhnlich viele Pkw auf bestimmten chinesischen Krankenhausparkplätzen standen, während auf Baidu, der chinesischen Version von Google, viele Anfragen zu Symptomen wie Husten und Fieber gestellt wurden. Es gibt noch viele andere Fragen zu den Maßnahmen, die China zu Beginn dieser Epidemie ergriffen oder nicht ergriffen hat, und wie viele Informationen es umgehend an Stellen wie die WHO (Weltgesundheitsorganisation) weitergegeben hat.

Abb. 1: Konflikt im Himalaya. Rote Punkte kennzeichnen die jüngsten chinesisch-indischen militärischen ZusammenstößeDann ist da noch das Problem des 5G-Handy-Netzes und die Rolle Huaweis als möglichem Lieferanten von Telekommunikationsgeräten. Hier gibt es zwei getrennte Sachverhalte. Erstens die Frage der Sicherheit. Es bestehen Befürchtungen, dass die Chinesen eine geheime Hintertür in die Software von Huawei einbauen könnten, um Spionage zu erleichtern. Und zweitens die massive Subventionierung von Huawei durch die chinesische Regierung (nach Angaben des Wall Street Journal ca. 56 Milliarden Dollar). In den letzten Wochen haben westliche Regierungen Treffen mit alternativen Telekommunikationsanbietern in Europa, den USA und Japan arrangiert, um nicht-chinesische Quellen der 5G-Technologie zu fördern und möglicherweise sogar finanzielle Unterstützung anzubieten. Gegenwärtig verbietet die EU staatliche Subventionen doch Huawei schlägt zurück. Unter anderem mit riesigen Zeitungsanzeigen, die die Freundschaft des Unternehmens mit dem Westen betonen. Seit Jahren wird China beschuldigt, geheime Informationen von westlichen Unternehmen zu stehlen, zuletzt von Organisationen, die einen Impfstoff gegen das Coronavirus entwickeln. In den letzten Wochen wurde enthüllt, dass die chinesische Hochseefischereiflotte weitaus größer ist, als man bisher angenommen hatte, und China wurde beschuldigt, die Weltmeere zu plündern und Küstenfischereirechte von armen afrikanischen Ländern zu kaufen, wodurch die traditionellen lokalen Fischergemeinschaften verhungern. Es gibt mindestens 2600 chinesische Supertrawler und die Experten der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (UNFAO) geben an, dass ca. 90 % der Weltmeere heute überfischt und von Ausbeutung bedroht sind, hauptsächlich durch China. China entwickelt auch die Technologie der Gewinnung wertvoller Metalle und Mineralien aus den Tiefen der Ozeanböden.

Europa arbeitet hart daran, Null Kohlenstoffemissio­nen zu erreichen. Doch China baut zusammen mit Indien und anderen asiatischen Ländern eine große Zahl von Kohlekraftwerken. Ich sehe hier nur ein Ergebnis, nämlich die Einführung einer Kohlenstoffsteuer durch die EU auf alle Produkte aus inländischen und ausländischen Quellen wie China und Indien, die sich danach richten würde, wie viel CO₂ bei ihrer Herstellung emittiert wurde.

Die jüngsten Ereignisse in Hongkong muss ich nicht kommentieren, während die Insel Taiwan unter einem ständigen Sperrfeuer chinesischer Drohungen lebt. In der Zwischenzeit haben die Spannungen an der chinesisch-indischen Grenze zugenommen, mehrere Soldaten wurden getötet.

Gebiete im Himalaya in der Größe von Portugal sind zwischen China und Indien umstritten (Abb. 1). Die größte Bedrohung für Indien liegt jedoch in der Wasserversorgung. 47 % des von Indien genutzten Wassers stammt aus dem Fluss Ganges, der vom Fluss Kosi (oder Koshi) im chinesisch kontrollierten Tibet gespeist wird. Die strategischen Verwicklungen, die sich daraus ergeben, bedürfen keines weiteren Kommentars. Im Südchinesischen Meer gibt es Spannungen, da mehrere Anrainerstaaten beklagen, dass ihre Seerechte beschnitten worden sind. China hat vielen asiatischen und afrikanischen Staaten Geld geliehen, doch als Sri Lanka nicht in der Lage war, seine Kredite zurückzuzahlen, übernahm China mehrere wichtige Häfen als Teil dessen, was man heute als Schuldsklaverei bezeichnet. China exportiert fast alles, aber bisher nur sehr wenige Pkw. Seine einheimische e-Pkw-Industrie ist hoch entwickelt, und einige glauben, dass, sobald der europäische e-Pkw-Markt erheblich gewachsen ist, chinesische Hersteller versuchen werden, in diesen wichtigen Sektor einzudringen. Mehr dazu später.

Ich werde hier nicht die Handelskriege zwischen China und den USA erwähnen. Worauf ich hinaus will, ist, dass es so viele Streitigkeiten zwischen China und vielen anderen Ländern an so vielen verschiedenen Fronten gibt – Handel, territoriale Streitigkeiten, ideologische Streitigkeiten (wie das Virus) und Menschenrechte, und jede dieser Auseinandersetzungen könnte eskalieren. Wir alle wünschen uns eine friedliche Koexistenz, aber es fällt schwer, optimistisch zu sein. China und Indien, die beiden bevölkerungsreichsten Nationen der Welt, sind von Deutschland weit entfernt. Aber wenn die Feindseligkeiten zwischen ihnen zunehmen, wissen wir, was China tun wird. Es wird zu Europa und dem Westen sagen (genau wie man es mit Taiwan getan hat): „Wenn Sie Indien unterstützen, werden wir Sie boykottieren und unsere Handelsbeziehungen reduzieren.“ Dies ist eine unangenehme Situation, die wenig Anlass zu Optimismus gibt.

Wie oft kann man eine Maske tragen?

Abb. 2: Aus Israel kommt diese selbstreinigende Gesichtsmaske mit leitfähigem Textil und USB-Anschluss für elektrische HeizungObwohl wir – hoffentlich – allmählich das Ende der Coronavirus-Pandemie sehen, werden viele von uns noch einige Zeit lang Gesichtsmasken tragen. Aber wie oft kann man die gleiche Maske tragen? Ist es, wie einige vorschlagen, nur einmal? Können physisch intakte Masken mehrmals getragen werden? Ich weiß es nicht. Aber es wurden Einzelheiten über mindestens zwei wiederverwendbare Masken veröffentlicht. Die erste stammt aus Israel (Abb. 2), und das Textil enthält Kohlenstofffasern, um es elektrisch leitfähig zu machen. Sie ist mit einem USB-Anschluss ausgestattet. Die Reinigung geschieht elektrisch und dauert 30 Minuten. Der Strom kann örtliche Temperaturen bis zu 700 °C erzeugen – es ist also keine gute Idee, den Reinigungsvorgang während des Tragens der Maske zu starten!

Das zweite Design stammt aus China und wird als selbstreinigende antibakterielle Maske beschrieben. Die Maske ist mit Nano-TiO₂ und fein verteiltem Silber imprägniert. Sie ist als CN 101912167A patentiert. Treffen Sie Ihre Wahl, meine Damen und Herren!

Ein neuer elektrischer Stoff, der Bakterien und Viren abtöten kann

Eine „schockierende“ Idee: ein Gewebe, das durch Bewegung kleine Mengen an Elektrizität erzeugen kann, so dass unsere Kleidung Mikroben und Bakterien abtöten kann, während wir uns den ganzen Tag bewegen. Zwei japanische Firmen sagen, dass ihr neues Produkt genau das kann, und testen es auf alles, von der Reduzierung von Körpergeruch bis hin zum idealen Material für Schutzkleidung wie Gesichtsmasken. Das gemeinsam von der Elektronikfirma Murata Manufacturing und Teijin Frontier entwickelte Gewebe mit dem Namen Pieclex erzeugt Energie aus der Ausdehnung und Kontraktion des Materials selbst, auch wenn es von jemandem getragen wird, der sich bewegt. Die niedrigen Spannungen sind nicht stark genug, um vom Träger gefühlt zu werden, aber sie stoppen wirksam die Vermehrung von Bakterien und Viren im Inneren des Gewebes: „Das hat sich bei 99,9 Prozent der von uns getesteten Bakterien und Viren als wirksam erwiesen, indem es ihre Vermehrung eindämmt oder sie inaktiviert hat“, sagte eine Murata-Sprecherin. Die Firmen sagen, dass das Gewebe bereits vielversprechend für Produkte wie Sportbekleidung, Hygieneartikel wie Windeln und Masken sowie für die Verwendung in Filtern für die Industrieproduktion ist. Die Verantwortlichen hoffen nun, dass der Stoff auch einen besonders potenten Feind besiegen kann: das Coronavirus. Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse eines Labortests des Gewebes. Vermutlich weist das Gewebe ein piezoelektrisches Verhalten auf, was jedoch nicht angegeben ist.

Abb. 3: Test mit dem neuen Gewebe – kein Koloniewachstum in den Petrischalen linksseitig

Durchbruch

Abb. 4: Das neu gestaltete Nasa Klo für Männer und FrauenEs scheint, dass die USA derzeit in der Weltraumtechnologie weltweit führend sind. Und bei der Weltraumforschung geht es um mehr als nur um Raketen. Wenn ein Ausflug zum Mars geplant ist, dürfen auch die alltäglichsten Details nicht vergessen werden. So hat die Nasa kürzlich ihre neueste Weltraumtoilette enthüllt, die zum ersten Mal sowohl von Männern als auch von Frauen benutzt werden kann.

Die Nasa hofft, dass die Anlage (Abb. 4), die als Universal Waste Management System (UWMS) bezeichnet wird, ein Vorbild für die Anlagen späterer Marsmissionen sein wird. Kurzfristig haben die Konstrukteure zumindest ein unmittelbareres Problem gelöst: es wurde berücksichtigt, dass eine gewisse Anzahl der Astronauten weiblich ist.

Für eine Tätigkeit, die in hohem Maße von der Unterstützung durch die Schwerkraft abhängig ist, waren Toiletten schon immer einer der kniffligsten Bereiche der Raumfahrttechnik. Mit den Plänen, zum Mars zu fliegen, ist dies umso mehr der Fall.

Die Nasa geht davon aus, dass eine Weltraumtoi­lette während einer Mission von dieser Dauer mit einer Vierteltonne Exkrementen und einer größeren Urinmenge fertig werden muss, die wiederverwertet werden müssen. Die UWMS lagert Urin in leicht abnehmbaren Flaschen. Die Besatzung der ISS, auf der die Toilettenkabine noch in diesem Jahr eintreffen soll, wird die größten Veränderungen wahrscheinlich beim Gebrauch der Kabine bemerken. Das Vorgängermodell war so schwierig zu bedienen, dass die Astronauten vorher mit Hilfe von Kameras unter dem Sitz trainieren mussten, wie man das Andockverfahren am besten durchführt. Es gibt Pläne, letztlich Wasser aus dem Abfall zu gewinnen und wiederzuverwerten – zum Trinken und Kochen. Guten Appetit!

Zurück zu den Läden?

Wenn die Pandemie wirklich hinter uns liegt, werden wir dann zu unseren alten Einkaufsgewohnheiten zurückkehren? Das ist die Frage, die sich Hunderttausende von Kaufhäusern stellen. Ein Sektor des Marktes ist besonders schwierig – die Damenbekleidung. Wenn eine Frau ein Bild von einem Kleid sieht, könnte sie sich fragen: „Aber wie würde ich in diesem Kleid aussehen?“ Jetzt hat ein neues Unternehmen, Zeekit (www.zeekit.me), ein KI-System perfektioniert, das diesen Wunsch erfüllt. Ein digitaler Scan erzeugt ein 3D-Bild des Körpers der Frau, das in 80 000 Segmente unterteilt ist (Abb. 5a u. b). Die Software überträgt dann ein Foto von Gesicht, Kopf und Beinen der Person ins 3D-Bild. Die Kundin kann dann sehen, wie sie selbst die tatsächliche Kleidung trägt, und wie sie sitzt. Und mit einem einzigen Klick kann sie eine andere Größe oder ein anderes Kleid „anprobieren“, vielleicht ein Dutzend verschiedene Kleidungsstücke in wenigen Minuten, und wenn sie schließlich etwas kauft, ist sie glücklich mit dem Wissen, dass es noch nie jemand getragen hat.

Die Technologie ist im US-Patent US 9,665,906 B2 unter der Überschrift „Computerimplementierte Methoden und Systeme zur Erzeugung virtueller Körpermodelle zur Visualisierung der Passform von Kleidungsstücken“ beschrieben. Aber ist das Konzept nur auf Kleidung beschränkt? Sicherlich nicht. Der Schmuckmarkt könnte die Idee übernehmen, oder die Kosmetikindustrie oder vielleicht ist es etwas für das Haarstyling? Ein weiteres Problem für das traditionelle Kaufhaus? Ein weiterer Blick in die Zukunft?

 

Vier Räder – oder mehr?

Abb. 6: Der neue Elektro-Pickup „Badger“ von NikolaDer unzweifelhafte Erfolg von Tesla Pkw hat bewiesen, was viele Experten vorausgesagt haben, nämlich dass es viel einfacher ist, e-Pkw zu bauen als herkömmliche Brennstofffahrzeuge. Tesla hat in nur wenigen Jahren erreicht, wofür Ford oder Volkswagen viele Jahrzehnte gebraucht haben. Dies liegt zum Teil daran, dass ein e-Wagen sich einfacher als seine Vorgänger verhält, und zum Teil daran, dass so viel von einem e-Pkw ausgelagert werden kann, insbesondere die Motoren und die Batterie. Jetzt gibt es einen neuen Akteur auf diesem Gebiet. Nikola, ein Elektro-Lkw-Unternehmen, das noch kein einziges Fahrzeug ausgeliefert hat, hat bereits einen höheren Marktwert als der branchenweit bekannte Fiat Chrysler. Seit seiner kürzlichen Notierung an der Nasdaq-Börse hat sich der Aktienkurs des US-Startup-Unternehmens mehr als verdoppelt und seinen Marktwert auf 26,3 Milliarden Dollar gesteigert. Die Gewinne kamen, nachdem das Unternehmen auf Twitter angekündigt hatte, dass es Aufträge für seinen Pick-up annehmen würde (Abb. 6).

Der dramatische Anstieg des Aktienkurses von Ni-kola zog Vergleiche mit dem etablierteren Rivalen Tesla nach sich, dessen Marktwert ebenfalls die traditionellen Konkurrenten in den Schatten gestellt hat, obwohl er viel geringere Umsätze und eine lange Geschichte finanzieller Verluste hat. Der Nikola-Lastwagen wird den meistverkauften F-150-Pickup von Ford herausfordern. Das Unternehmen mit Sitz in Arizona hat die finanzielle Unterstützung von Bosch und Unternehmen, die mit der Familie des Fiat-Gründers Giovanni Agnelli verbunden sind, erhalten. Vor der Börsennotierung hatte das Unternehmen rund 500 Millionen Dollar eingenommen, hat aber bisher noch keine Einnahmen erzielt. In den ersten drei Monaten des Jahres verlor es mehr als 33 Millionen Dollar. Das Unternehmen, das 250 Mitarbeiter beschäftigt, hat nach eigenen Angaben mehr als 10 Milliarden Dollar an Vorbestellungen für kommerzielle Lastwagen und plant, im nächsten Jahr mit der Auslieferung von Lastwagen zu beginnen. Am 29. Juni begann es mit der Annahme von Bestellungen für den Badger-Pickup-Truck. Zu einem bestimmten Zeitpunkt waren die Nikola-Aktien an der New Yorker Börse so hoch, dass der Wert des Unternehmens über dem Wert von Ford von 28 Milliarden Dollar lag. Und jedes seiner vorbestellten Fahrzeuge, im Wert von 10 Milliarden Dollar, ist ein Verkaufsverlust für Ford, GM und andere Hersteller.

Und e-LKW

Abb. 7: Der Tesla e-Lkw wird nun in Produktion gehenElon Musk, der Gründer von Tesla, hat erklärt, dass es an der Zeit ist, mit der Herstellung von e-Lkw zu beginnen. Er hat seiner Belegschaft nun mitgeteilt, dass die Zeit gekommen ist, den Tesla-Lkw in die Serienproduktion zu überführen. In seiner Botschaft sagte er: „Die Produktion der Batterie und des Antriebsstrangs wird in Giga Nevada stattfinden“, ein Hinweis auf seine Batteriefabrik in der Nähe von Reno. Die Nachricht schickte die Tesla-Aktie zum ersten Mal über 1000 Dollar pro Anteil und bewertete das Unternehmen mit 186 Milliarden Dollar.

Der Prototyp des batteriebetriebenen Lkw erschien 2017. Das Unternehmen gab an, dass der Lkw (Abb. 7) mit einer einzigen elektrischen Ladung eine Reichweite von 750 km haben würde. In den USA wird dieser Lkw-Typ als „Semi“, d. h. als Auflieger bezeichnet und er soll mit der Zeit als autonomer, fahrerloser Lkw verfügbar sein. Es wurde spekuliert, dass die Kosten pro Fahrzeug zwischen 150 000 und 200 000 Dollar liegen würden. In der Vergangenheit erklärte Musk, dass die Durchführbarkeit des vollelektrischen Lkw von den weiten offenen Straßen der Vereinigten Staaten und von der Verfügbarkeit so genannter Megalader, die in der Lage sind, solche Fahrzeuge innerhalb einer halben Stunde aufzutanken, abhängen würde. Es handelt sich um einen Markt, der sich wahrscheinlich recht schnell durchsetzen wird, da immer mehr Großstädte verlangen, dass Fahrzeuge, die durch ihre Stadtgebiete fahren, keine Verschmutzung und kein Kohlendioxid ausstoßen. Aufgrund der schieren Größe der Batterien, die für solche großen Fahrzeuge benötigt werden, teilen nicht alle die Vision von Musk. Stattdessen glauben Experten, dass die Zukunft für kohlenstofffreie Lastkraftwagen in Wasserstoff-Brennstoffzellen liegt, die eine Betankungsinfrastruktur ähnlich wie die bestehenden Benzin- und Dieselnetze nutzen würden.

Bessere Batterien

Abb. 8: Teil der automatisierten Catl-Lithium-Ionen-Batterie-Montageanlage in ChinaEin chinesischer Autobatterie-Hersteller, Catl (Contemporary Amperex Technology Co. Limited), erklärt, er sei bereit, eine Batterie herzustellen, die ein Fahrzeug über eine Lebensdauer von 16 Jahren über zwei Millionen Kilometer mit Strom versorgen kann. Im Gegensatz dazu bieten die meisten Autohersteller für die Batterien ihrer Fahrzeuge nur Garantien von 90 000 bis 200 000 km über einen Zeitraum von drei bis acht Jahren. Catl wird einen Aufschlag von 10 % auf die bereits gelieferten Batterien verlangen. Das Unternehmen unterzeichnete im Februar einen Zweijahresvertrag über die Lieferung von Batterien für Teslas Modell 3-Autos. Zu seinen weiteren Kunden gehören BMW, Daimler, Honda, Toyota, Volkswagen und Volvo. Ich gebe zu, dass ich bis jetzt noch nie von Catl gehört habe, der angeblich der weltweit größte Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien für e-Fahrzeuge ist und ehrgeizige Pläne zur weiteren Steigerung der Produktion hat. Die erste Fabrik außerhalb Chinas befindet sich jetzt in Arnstadt im Bau. Abbildung 8 zeigt einen Ausschnitt der Anlage in China.

Der europäische Markt für Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybride wuchs in den ersten drei Monaten des Jahres um 72 % im Vergleich zum gleichen Zeitraum im Jahr 2019, was 7 % aller ausgelieferten Neufahrzeuge entspricht, so das Forschungsunternehmen Canalys. Im Gegensatz dazu belastete die Pandemie den Gesamtmarkt, auf dem die Auslieferungen in diesem Quartal insgesamt um 26 % zurückgingen. Canalys sagte, die Behauptung von Catl sei „signifikant, aber schwer zu überprüfen“. „Der Einbau von Catl-Batterien wird wahrscheinlich von einigen Autoherstellern als Unterscheidungsmerkmal verwendet werden, wenn es einen signifikanten Unterschied von einem Fahrzeug zum anderen gibt – was sich dramatisch auf den Wiederverkaufswert auswirkt“, sagte der leitende Automobilanalyst von Canalys. Bei allen Vorteilen von Elektroautos gibt es jedoch einen großen Nachteil. Wenn Sie weiter als beispielsweise von Köln nach München fahren wollen, müssen Sie zum Aufladen ca. 45 Minuten an einer Autobahnraststätte verbringen.

Kernfusionstechnologie für schnelleres Aufladen von Batterien

Eine neue Technologie, die auf der Erforschung der Kernfusion basiert, könnte einen Weg darstellen, die Ladezeit der Batterien um zwei Drittel zu verkürzen. Das bedeutet, dass die Nutzer von Elektroautos kaum Zeit haben werden, die Einrichtungen einer Raststätte zu genießen, bevor sie wieder auf der Straße sind. Die britischen Ingenieure, die hinter der Innovation stehen, glauben, dies erreichen zu können, da sie einen Weg gefunden haben, den Hauptengpass beim schnellen Aufladen zu lösen. Batterien brauchen lange, um wieder aufgeladen zu werden, nicht weil es schwierig ist, Energie hineinzubekommen, sondern weil es schwierig ist, die entstehende Wärmeenergie herauszuholen. „Eines der großen Probleme beim schnellen Laden ist, dass Batterien intern viel Wärme erzeugen“, sagte Dr. Jack Nicholas, der Mitbegründer der Qdot Engineering Group (www.qdot.tech). „Und bisher ist noch niemand auf die Idee gekommen, diese Wärme im Grunde genommen schnell genug abzuführen.“

Dr. Nicholas hat einige Erfahrung mit der Ab-leitung von Wärme in einer noch extremeren Umgebung als einem e-Pkw. Seine Doktorarbeit an der Universität Oxford befasste sich mit der Auslegung der Abgasführung von Kernfusionsreaktoren. „Ein Fusionsreaktor ist
sehr heiß“, sagte er. „Er ist fünfmal so heiß wie das Zentrum der Sonne.“ Das bedeutet, dass das, was herauskommt, einen schnellen Temperaturabfall erfahren muss. „Bei den Abgasen ist es ziemlich entscheidend, ein leistungsfähiges Kühlsystem zu haben.“

Die Lösung, die er fand, war die Verwendung von Metallplatten, die mit einer präzisen Geometrie von Löchern durchbohrt wurden. Das Muster, das ein Geschäftsgeheimnis ist, vergrößert nicht nur die Oberfläche für den Wärmeverlust, sondern ermöglicht auch, dass die Wärme weiter fließt und gleichmäßig durch die Platte verloren geht. Abbildung 9 zeigt das Konzept.

Abb. 9: Hocheffizienter Wärmetauscher in einer Batterie eingebaut

Nicholas und seine Kollegen behaupten, dass sie bewiesen haben, dass die gleiche Technik die Kühlung von Batterien beschleunigen kann. Anstelle der gegenwärtigen Technik, bei der die Platten an der Außenseite der Batterie angebracht werden, wo es länger dauert, bis die Wärme von innen nach außen gelangt, werden sie direkt mit dem Zentrum verbunden, wodurch die Wärme abgeführt wird. Die Faraday Institution, die britische Batterieforschungskooperation, hat das Team um Nicholas unterstützt. Ian Ellerington, der Leiter des Technologietransfers der Institution, sagte, er hoffe, dass das System in fünf Jahren in Autos eingebaut werden könne. „Es handelt sich um ein Gerät, das auf sehr kleiner Fläche sehr große Wärmemengen entziehen kann“, sagte er. „Wenn dadurch der Ladevorgang auf zehn Minuten verkürzt werden kann, entspricht das plötzlich dem Tanken eines Benzinautos – das ist das Ziel.“

Ich wünsche Qdot viel Erfolg, aber ich habe noch eine Frage. Das Aufladen oder Entladen einer Batterie erforderte eine oder mehrere chemische und elektrochemische Festkörperreaktionen. Werden diese in der Lage sein, mit den viel höheren Reaktionsgeschwindigkeiten zu arbeiten, die für eine Schnellladung erforderlich sind?

Fazit: Zwei Entwicklungen, die, wenn sie Erfolg haben, den Markt der Elektrofahrzeuge völlig verändern werden.

Trockenes Elektropolieren

Abb. 10: Medizinische Bauteile aus Titan vor und nach dem TrockenelektropolierenWie viele von uns kennen das Trockenelektropolieren? Erst vor kurzem habe ich von diesem Verfahren gehört, das ein nicht abrasives, trockenes Elektropolier-Oberflächenbearbeitungssystem darstellt. Es ist in der Lage, die Oberflächenrauigkeit zu reduzieren und gleichzeitig die Geometrie und Toleranzen der Werkstücke beizubehalten. Im Vergleich zu mehreren Schritten, die bei der mechanischen Bearbeitung oft erforderlich sind, bietet diese neue Technologie ein vollautomatisches Polieren bis zum Spiegelglanz in nur ein oder zwei Schritten, je nach Ausgangsoberfläche. Das trockene Elektropolieren bietet eine Verbesserung gegenüber traditionellen Endbearbeitungssystemen und vereinfacht den Po-lierprozess von Metallteilen mit einer neuen patentierten Technologie – der Oberflächenbearbeitung von Metallen durch Ionentransport. Die Werkstücke wer-den durch positiv geladene Klemmen gehalten und in einem negativ geladenen Behälter in sich ständig bewegende, elektrisch leitende Medienpartikel eingetaucht. Diese leitfähigen, porösen Partikel, die eine Elektrolytflüssigkeit enthalten, absorbieren das Metall, das elektrisch von den Spitzen der rauen Oberfläche der Fertigungsteile entfernt wird, während die Kantenintegrität und die durchdringenden/polierenden Innenbereiche, die mit herkömmlichen Methoden nicht zugänglich sind, erhalten bleiben. Das Verfahren eignet sich besonders für den medizinischen Bereich, wo Geräte und Komponenten oft eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit erfordern, die durch ein nicht aggressives Verfahren erreicht wird, um Schäden zu vermeiden und gleichzeitig die Einhaltung der strengsten Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften zu gewährleisten, wobei sichergestellt wird, dass die Teile alle gesetzlichen Anforderungen erfüllen und eine Risiko-/Nutzenanalyse der Biokompatibilität und Toxizität ermöglicht wird. Unter Beibehaltung der Geometrie des Bauteils ohne Abrundung der Kanten kann das Trockenelektropolieren feine Schleifspuren entfernen und brillante, spiegelnde Oberflächen mit überschaubaren Kosten liefern. Es bietet die Möglichkeit, komplexe Geometrien zu bearbeiten, ohne Mikrokratzer auf der Oberfläche zu hinterlassen. Die Komponententoleranzen werden eingehalten. Es steht eine Reihe von Maschinen zur Verfügung, um eine Vielzahl von Komponentengrößen und -mengen sowie Elektrolyte für die meisten gängigen Metalle und Legierungen (z. B. Kobalt-Chrom, Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Nickellegierungen, Kupferlegierungen, Titan usw.) zu bearbeiten. Das Verfahren wird oft als DLyte oder DryLyte bezeichnet.

Kemet behauptet, dies sei ein neues und patentiertes Verfahren, aber ich konnte kein solches Patent ausfindig machen. Was ich fand, war ein russisches Patent aus dem Jahr 2019, RU 2697757 (C1). Ich zitiere aus dem Abstract: „Das Verfahren umfasst die Befestigung des Blisks auf dem Halter, das Eintauchen der Blisk-Schaufeln in elektrisch leitendes poröses Granulat, das Füllen des Arbeitsbehälters, der aus sulfoniertem Copolymer aus Styrol-Divinylbenzol hergestellt und mit Elektrolyt gefüllt ist, das Verbinden des Blisks mit der Anode und des elektrisch leitenden Granulats mit der Kathode und das Polieren, um die spezifizierte Rauheit der Oberfläche der Blisk-Schaufeln zu erzeugen. Als Arbeitsbehälter wird eine elastische Hülle aus elektrisch isolierendem Material mit einer innen liegenden Elektrode verwendet, die elastische Hülle wird auf die behandelte Klinge gelegt, die elastische Hülle wird mit elektrisch leitendem Granulat gefüllt, das Granulat wird in Schwingungsbewegung und in eine Hin- und Herbewegung entlang der Rückseite und des Trogs der Klinge gebracht, die für ein gleichmäßiges Waschen mit dem Granulat der Rückseite und des Trogs der Klinge sorgen. Der Arbeitsbehälter besteht aus elastischem, elektrisch isolierendem Material in Form eines Mantels mit Abmessungen und Form, die die Abdeckung der gesamten behandelten Oberfläche der Blisk-Schaufel und ihre Platzierung im Schaufelzwischenraum gewährleisten. Die Erfindung kann im Turbomaschinenbau bei der Bearbeitung der Blisk-Schaufeln von Gasturbinenverdichtern eingesetzt werden.“

Abb. 11: Metallkomponenten werden in mit Elektrolyt befeuchteten Medien und (rechts) vor und nach dem Ergebnis gerührtEin „Blisk“ ist Teil einer Gasturbine, der kreisförmigen Scheibe, an der die Turbinenschaufeln befestigt sind. Das russische Patent scheint dem von Kemet beschriebenen Verfahren sehr ähnlich. Ein italienisches Unternehmen, Steros GPA Innovate S.L., behauptet ebenfalls, ein patentiertes Verfahren anzubieten – vielleicht ist dies dasselbe wie bei Kemet. Abbildung 10 zeigt ein medizinisches Implantat vor und nach dem Trockenelektropolieren, und Abbildung 11 zeigt Metallkomponenten, die verarbeitet werden. Die Beschreibung „trocken“ ist nicht wirklich genau, „feucht“ wäre eine genauere Beschreibung. Es sieht aus wie nasses Sägemehl.

Gegenwärtig befinden sich die meisten Trockenelek-tropoliermaschinen in Europa mit Kunden vor allem in der Dentalindustrie, aber die Maschinen werden auch von größeren Firmen wie dem französischen Luft- und Raumfahrtunternehmen Safran Group und dem globalen Medizinriesen Johnson & Johnson eingesetzt. Ein mittelgroßes Dentallabor, das etwa 50 Teile pro Tag herstellt, soll im Vergleich zum manuellen Polieren etwa 102 000 Euro pro Jahr, vor allem bei den Arbeitskosten, einsparen und mit dem DLyte Dental-System durchschnittlich etwa neun Fertigteile pro Stunde herstellen. Die neueste Maschine der DLyte 1000 Industrial Series könnte mit einem KUKA-Roboterarm gekoppelt werden, ein Beispiel dafür, wie Systeme kundenspezifisch angepasst und an die aktuellen Produktionsabläufe angepasst werden können.

Anschrift des Verfassers

Dr. Anselm T. Kuhn, c/o Metal Finishing Services Ltd., 105 Whitney Drive, Steven-age, Herts, SG14BL/England; Fax: +44/1438-906306,
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Anmerkung der Redaktion: Die im „Brief aus England“ abgedruckten politischen Inhalte müssen nicht der Auffassung von Verlag und Redaktion entsprechen, sondern sind die persönliche Meinung des Verfassers.