Artikelarchiv -Galvanotechnik

Bericht über ein Seminar des Z.O.G. vom 18. bis 20. Mai 2005 in Schwäbisch Gmünd

Das Zentrum für Oberflächentechnik Schwäbisch Gmünd e.V. (Z.O.G.) bietet einmal im Jahr ein dreitägiges Seminar über die Grundlagen der Galvanotechnik und Elektrochemie an, zu dem sich in diesem Jahr 28 Teilnehmer angemeldet hatten. Mit dieser Veranstaltung soll Interessierten die Möglichkeit geboten werden, sich über die Oberflächenbehandlung von und mit Metallen zu informieren und vor allem in praktischen Versuchen im Labor, in der Galvanikfertigung und in der Schleiferei die ersten Erfahrungen zu sammeln. Für die Veranstaltung stehen die Räume der Berufsschule für Galvaniseure in Schwäbisch Gmünd zur Verfügung.

Wasser: flüssig, fest, flüssig, fest

Wasser fasziniert Naturwissenschaftler und Ingenieure, egal aus welchem Fach sie kommen. Ein Grund dafür ist, dass wir die Eigenschaften von Wasser immer noch nicht ganz verstehen. Im Jahr 1987 hatte Gyan Johari von der McMaster Universität in Kanada, zusammen mit Erwin Mayer und Andreas Hallbrücker von der Universität Innsbruck, in Nature berichtet, dass Wasser bei 136 K als ultrahochviskose Flüssigkeit vorliegt. Die Viskosität dieses ultrahochviskosen Wassers kann mit der von weichen Bonbons verglichen werden. Außerdem kann es wie Glas geformt werden.

Die in Finnland beheimatete Firma Elcoteq exportiert weltweit Kommunikationssysteme. Sie braucht für deren Komponenten eine zuverlässige Präzisionsreinigung. Diese wurde im Mai 2004 mit einer Reinigungsanlage Modell EVD 80 der Firma Amsonic gefunden. Im Folgenden werden die praktischen Erfahrungen bei Elcoteq geschildert.

Die Fachfirma für chemische Oberflächenbehandlung SurTec Deutschland GmbH ist jetzt für den Aufbau ihres Qualitätsmanagementsystems nach der weltweit gültigen Norm der Automobilindu- strie ISO/TS 16949:2002 ausgezeichnet worden. Die Zertifizierung ist Voraussetzung für eine Zulassung als Automobilzulieferer und umfasst die gesamte Lieferkette der Automobilindustrie, um die Wertschöpfung zu optimieren und in jedem Produktionsbereich eine Prozessbeherrschung auf höchstem Niveau nach dem Null-Fehler-Prinzip zu erreichen. Von der hochkorrosionsbeständigen Metallschraube bis zum dekorativ verchromten Kunststoffschalthebel ist mit der SurTec-Produktpalette alles möglich. Durch die Zertifizierung nach ISO/TS 16949:2002 baut SurTec ihre Wettbewerbsfähigkeit weiter aus, steigert die Mitarbeitermotivation und sichert Arbeitsplätze.

Der Einsatz von Kunststoff, insbesondere dort, wo es im Wesentlichen auf Schadstoffförderung ankommt, ist in der Lüftungstechnik nicht mehr wegzudenken. Kunststoffventilatoren zur Absaugung von aggressiven Medien in der Abluft von Galvanikanlagen bürgen aufgrund ihrer exzellenten Widerstandsfähigkeiten für ein größtmögliches Maß an Anlagensicherheit. Konstruktive Grundvoraussetzung in Bezug auf Langlebigkeit dabei ist jedoch, dass alle mit dem Abluftstrom in Berührung kommenden Teile aus Vollkunststoff gefertigt beziehungsweise kunststoff- ummantelt oder anderweitig resistent gegenüber den je- weiligen Prozessmedien beschichtet sind.

Unsere gemeinsame europäische Heimat

Jedes Jahr verkaufen Tausende britischer Familien ihr Zuhause, sagen Auf Wiedersehen zu ihren Freunden und Nachbarn und ziehen auf das europäische Festland. Aber nicht nach Deutschland, Österreich, Skandinavien oder Italien; manche ziehen nach Spanien, aber das Ziel der meisten ist Frankreich. Warum? Zum einen wegen des Klimas, zum anderen, weil dort die Immobilienpreise sehr viel niedriger sind. Sie können ein kleines Haus in England verkaufen und für dasselbe Geld ein viel größeres in Frankreich kaufen. Aber für die meisten gibt es noch einen anderen Grund. Sie sehen in Frankreich ein Land, in dem noch die goldenen Zeiten herrschen. Ein Land, in dem die Zeit stillstand, in dem nicht so viel Autoverkehr und eine langsamere und entspanntere Lebensgangart herrscht. Auch aus der Mode gekommene Höflichkeiten spielen dabei eine Rolle, so z. B. Schulen, in denen die Schüler sich benehmen und den Lehrern Respekt entgegenbringen. Vielleicht haben Sie den reizenden Film Avoir et Etre über eine kleine Dorfschule gesehen. Kleine Städte mit familiären Geschäften und nicht diese anonymen Supermarktketten. Auch soll Frankreich eines der weltbesten Gesundheitssysteme haben.

Die Situation der Galvanik-Branche

In Deutschland gibt es laut ZVO (Zentralverband Oberflächentechnik) ca. 3 000 Lohn- und Inhousegalvaniken. Das statistische Bundesamt hat im Wirtschaftszweig 28.51 – Oberflächenveredelung und Wärmebehandlung – 710 Unternehmen (Stand 9-2002) mit mehr als 20 Beschäftigten und 961 Unternehmen mit weniger als 20 Beschäftigten (Stand 9-2002) eingetragen. Das bedeutet: Es gibt in Deutschland etwa 1 700 Lohngalvaniken und etwa 1 300 Inhousegalvaniken. Bezüglich der Techniktrends sieht die Branche abnehmenden Bedarf bei Nickel- und Zink-Beschichtungen. Steigende Nachfrage wird erwartet bei Dispersionsschichten, elektrolytischem Polieren, Zinklegierung, chemisch Nickel und Phosphatieren (Quelle: VDI-Verlag, Schriftenreihe Wissenstransfer Oberflächentechnik, Band 11).

Anlaufen von Grauguss nach dem Vernickeln

Frage: Wir vernickeln außenstromlos die Innenwände von großen und schweren Teilen aus Grauguss. Dazu werden die ganzen Teile an Gestellen entfettet, gebeizt und gespült. Vor der eigentlichen Vernicklung werden die Abflussöffnungen abgedichtet und der Elektrolyt wird in den Innenraum gepumpt. Nach Ablauf der Vernicklung wird er wieder herausgepumpt, die Teile werden gespült und schließlich im Luftstrom getrocknet. Das Problem besteht nun darin, dass die nicht vernickelten Flächen schon einige Minuten danach braun anlaufen. Obwohl unser Kunden meint, dass dies den Anwendungszweck nicht beeinträchtigt, betrachtet er das Anlaufen als Fehler und will es in Zukunft nicht tolerieren. Wir stehen deshalb vor dem Problem, wie das Anlaufen vermieden werden kann und möchten Sie nach Ihrer Meinung fragen. Dazu möchten wir noch einmal darauf aufmerksam machen, dass es um schwere und große Teile geht, deren Handhabbarkeit eingeschränkt und daher schwierig ist.

Die steigende Nachfrage nach hochwirksamen und leistungsstarken Materialien zusammen mit einer immer strengeren Gesetzgebung in puncto Abgaswerte, Sicherheit und biologischer Abbaubarkeit erhöhen die Attraktivität der Anwendung von Nanotechnologie auf dem globalen Automobilmarkt be- trächtlich. Ferner werden Automobilhersteller durch das Angebot kostengünstiger Lösungen motiviert, Nanotechnologie in zunehmendem Maß anzuwenden.

Bericht über ein Enthone-Seminar am 21. April 2005 in Ulm

Unter dem umfassenden Thema Verschleißschutztechnologien stellte Enthone bei einer Tagung am 21. April 2005 in Ulm neue Wege und Ideen auf den Sektoren chemisch Nickel und Hartchrom vor. Gerd Peschek, Verkaufsleiter Süd, konnte 100 interessierte Fachleute aus Süddeutschland begrüßen, die gekommen waren, um die neuen Entwicklungen von Enthone und Markttendenzen kennenzulernen. Jürgen Dietrich, Geschäftsführer Enthone Deutschland, stellte die Firma in ihrer Entwicklung und mit ihren Zielen vor. Die breite Produktpalette ist, genauso wie die Kundennähe durch die Servicezentren in Langenfeld, Leipzig und Maulbronn, eine der Grundfesten von Enthone. Die Dienstleistungen dokumentieren sich unter anderem in den Tatsachen, dass ca. 50 dezentral ansässige Mitarbeiter im Außendienst beschäftigt sind und drei Laboratorien ca. 20 000 Service-Analysen jährlich durchführen. Daneben stehen den Kunden das Technikum, die Metallographie und der Entsorgungs- und Umweltservice zur Verfügung.

Welche Qualitäten machen eine echte Führungspersönlichkeit aus?

Über kaum ein Thema wird in der Geschäftswelt so heftig diskutiert wie über die Qualitäten, die eine wahre Führungspersönlichkeit auszeichnen. Kaum ein anderer Bereich des menschlichen Lebens – von der Liebe einmal abgesehen – wurde von Ge- schichtsschreibern so leidenschaftlich dargestellt wie dieser. Doch was genau sind die Charakteristiken, die eine echte Führungspersönlichkeit auszeichnen? Woraus setzt sich Führungsqualität wirklich zusammen? Und welche Eigenschaften scheinen nur Teil davon zu sein?

Politiker aller Couleur, auch jene, die als 68er alle Eliten zu Hilfstruppen des Teufels erklärten, haben eine neue Entdeckung gemacht - die Eliteuniversitäten. Man kann nur hoffen, dass sie damit etwas anderes meinen, als jene amerikanischen Vorbilder, die gemeinhin wohl deshalb so tituliert werden, weil dort wegen der exorbitanten Gebühren vor allem die Kinder der Finanzeliten des Landes studieren können. Schon für Eltern, die nur zur Bildungselite gehören, ist die Finanzierung eines solchen Studiums meist problematisch. Der 100. Geburtstag unseres verehrten Lehrers Kurt Schwabe provoziert geradezu die Frage, ob der Gedanke der Eliteuniversitäten in Deutschland tatsächlich so neu ist, wie es uns manche glauben machen wollen. Eines soll gleich vorweg genommen werden: Kurt Schwabe und Elite, das sind zwei synonyme Begriffe, präziser, Kurt Schwabe war ein leuchtender Repräsentant der deutschen Bildungselite, oder anders, wer den Anspruch erhebt, selbst zur Bildungselite zu gehören, der sollte sich in seinem Leistungsvermögen und Handeln an dem orientieren, was uns Kurt Schwabe vorgelebt hat. In diesem Sinne ist, selbst wenn das manchem etwas antiquiert erscheinen mag, kann mit einem gewissen Stolz der Begriff Vorbild genannt werden.

Der nachfolgende Beitrag basiert auf einem Vortrag im Rahmen eines Festkolloquiums am 18. Mai 2005 in Dresden. Der Autor hat von 1957 bis 1963 in Dresden Chemie studiert. Er hat in dieser Zeit die Vorlesungen bei Kurt Schwabe gehört und die Prüfungen zum Vordiplom, zum Diplom und später auch zum Doktorat bei ihm abgelegt. Er ging nach Abschluss des Studiums ins Institut für Organische Chemie und hat dort als Oberassistent gearbeitet, bevor er 1992 im Zuge der Hochschulerneuerung zum Professor berufen wurde. 1994 wurde er – drei Jahrzehnte nach dem Rektorat Kurt Schwabes – als nächster Chemiker zum Rektor der TU Dresden gewählt und war bis 2003 in diesem Amt. Die nachfolgenden Reflexionen sind also nicht die eines Schwabes-Schülers, sondern die eines außen stehenden Beobachters.

-Fortsetzung aus Heft 7/2005-

Zu Beginn der Galvanotechnik wurde Gleichstrom mittels rotierender Maschinen, einem Motor zum Antrieb und einem Gleichstromgenerator erzeugt. In der Nachkriegszeit wurden diese Einheiten durch Halbleitergleichrichter, z. B. auf Selenbasis, verdrängt. Bedauerlicherweise beschäftigen sich heute die meisten verfügbaren galvanotechnischen Fachbücher nur sehr stiefmütterlich mit der Thematik „Gleichrichter". Oft entdeckt man noch Definitionen, die nahezu nichts mehr mit den heutigen Standards und Trends zu tun haben. Es kommt nicht selten vor, dass aufgrund mangelnden Informationsstandes Fehler bei der Beschaffung von Gleichrichtereinheiten gemacht werden. Dies führt wiederum dazu, dass nachträglich Zusatzkosten entstehen und daraus Vorurteile gegenüber bestimmten Technologien oder Bauarten resultieren. War doch der Galvanikgleichrichter bisher eine robuste, nahezu unverwüstliche Einrichtung im rauen Galvanoalltag. Schließlich ist ein Gleichrichter als notwendiges Übel betrachtet worden und sollte nur die doch wichtigere Produktion mit guten Ergebnissen sicherstellen! Dieser Beitrag ist gezielt darauf ausgerichtet, Informationsdefizite insbesondere in der Galvanotechnik zu minimieren. Es soll dabei versucht werden, Technologien für den Praktiker verständlich vorzustellen und darüber hinaus wichtige Randerscheinungen bewusster darzulegen. In erster Linie wird auf die drei klassischen Ge- rätetypen – Stelltransformatortechnik, Thyristortechnik und Schaltnetzteiltechnik – eingegangen. Weiterhin werden wesentliche Kriterien wie z. B. der Wirkungsgrad oder die Restwelligkeit angesprochen. Aufbau und Gestalt der Gleichrichtergeräte werden in hohem Maße von den vielfältigen Forderungen der breit gestreuten Anwendungsbereiche in der Galvanotechnik bestimmt. Die Geräte müssen neben den eigentlichen Betriebsbedingungen eine Reihe weiterer Forderungen erfüllen, die mit den Begriffen „Zuverlässigkeit", „Elektro-Magnetische Verträglichkeit" (EMV) und „Sicherheit" umrissen werden können.

Seit der Entdeckung vor über 25 Jahren, dass Polyacetylen durch p- (bzw. n-)Dotierung (chemisch oder elektrochemisch) metallische Eigenschaften annehmen kann [1-3] haben sich intrinsisch leitfähige Polymere (ICP) ein weites Anwendungsfeld erschließen können. Grundlage hierfür waren einerseits die metallischen Eigenschaften, andererseits ihre variablen Eigenschaften bezüglich Leitfähigkeit, Absorption und Schichtstrukturen. Die Möglichkeiten, ICPs an die jeweiligen Fertigungsprozesse anzupassen, sind vielfältig. Bekannteste Vertreter sind Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen und deren Derivate.

Galvanische Silber-Wismut-Legierungsüberzüge finden insbesondere in der Elektrotechnik und Elektronik Anwendung [1, 2]. Die Legierung wird hauptsächlich aus alkalischen cyanidischen Elektrolyten abgeschieden. Dank der Nähe ihrer Abscheidungspotentiale scheiden sich beide Metalle relativ leicht miteinander ab. Die Abscheidung erfolgt aus verhältnismäßig stabilen Komplexen – cyanidischen Silberkomplexen und Hydroxyd- bzw. Hydroxyd-Tartrat-Komplexen des Wismutes [3, 4]. Der Wismutgehalt in den abgeschiedenen Schichten hängt von den Elektrolysebedingungen ab, wie z. B. vom Verhältnis beider Metalle im Elektrolyten, der kathodischen Stromdichte, der Konzentration des freien Komplexbildners, der Temperatur und der Elektrolytbewegung. In einer früheren Arbeit wurde gezeigt, dass es in Abhängigkeit von der Art und Konzentration des Komplexbildners für das Silber möglich ist, Wismut bei niedrigeren Potentialen als jenen des Silbers abzuscheiden bzw. das Silber leichter als Wismut aufzulösen [5]. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, Legierungsschichten mit einem Wismutgehalt von 0 bis 100 % abzuscheiden. Andererseits folgt aus dem Zustandsdiagramm der Le- gierung, dass in festem Silber maximal 5,5 Gew.- % Wismut gelöst werden können [6]. Bei elektrolytisch abgeschiedenen Legierungen haben E. Raub und A. Engel [7] gezeigt, dass diese Grenze bei ca. 2,5 Gew.-% Wismut liegt. Bei höherem Wismutgehalt in der Legierung erhält man heterogene Überzüge, die aus einer festen Lösung des Wismuts im Silber und aus reinem Wismut zusammengesetzt sind.

In Europa sind wir als hochtechnologische Region in hohem Maße von energieliefernden Rohstoffen abhängig. Dies wird um so deutlicher, je mehr die aufstrebenden Riesenstaaten China und Indien dem bei uns geschaffenen Lebensstandard zustreben. Auch dort besteht der Wunsch nach einem eigenen Auto, nach elektrischen und elektronischen Geräten oder nach akzeptablem Wohnkomfort. Betrachtet man aber den notwendigen Energiebedarf zur Schaffung dieses Lebensstandards, so wird schnell klar, dass uns in nächster Zeit eine merkliche Knappheit an Rohstoffen jeglicher Art – gekennzeichnet durch eine stetige Preiserhöhung – und besonders der Energielieferanten wie Öl, Gas oder selbst der Kohle bevorstehen dürfte. Dies gilt allein schon aufgrund der immensen Zahl an Menschen, die den genannten Lebensstandard anstreben – während in den EU-Staaten etwa 460 Millionen und in Nordamerika 325 Millionen Menschen leben, sind dies in China etwa 1,3 Milliarden und in Indien ca. 850 Millionen.

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