Artikelarchiv -Galvanotechnik

Einleitung: Der Bedarf an immer leistungsfähigeren und effizienteren integrierten Schaltkreisen führte in den vergangenen Jahrzenten zu einer kontinuierlichen Erhöhung der Integra­tionsdichte von CMOS Bauteilen. Etwa alle zwei Jahre konnte die Integrationsdichte verdoppelt werden (Mooresches Gesetz). Diese Entwicklung stößt jedoch immer mehr an physikalische Grenzen. Die modernsten Fertigungstechnologien lassen Strukturgrößen von 5 nm zu. Ab Strukturgrößen von 2-3 nm kommt es jedoch zu quantenmechanischen Tunnelströmen, die einer weiteren Miniaturisierung in den nächsten Jahren im Weg stehen werden. Die Eigenerwärmung der Nanostrukturen durch den elektrischen Widerstand limitiert außerdem die Erhöhung der Taktfrequenz der Bauteile, da die entstehende Wärme nicht mehr durch konventionelle Kühlung abgeführt werden kann. Die Weiterentwicklung der Mikroelektronik kann aus heutiger Sicht nur durch den Einsatz alternativer Informationsverarbeitungskonzepte erfolgen; eines dieser Konzepte basiert auf der Verwendung von magnonischen Bauelementen.

Kristalle und Edelsteine galten schon vor Jahrtausenden als Insignien von Macht und Reichtum. Vom Bergkristall bis zum Diamanten waren sie Zeichen von Wohlstand und Besitz. Der sagenhafte Zwergenkönig Laurin, der in den Tiefen der Berge nach Silber, Gold und Kristallen schürfen ließ und praktisch die Abbau­lizenzen für ganz Südtirol besessen hatte, soll sogar in einem Kristallpalast residiert haben. Genützt hat es ihm nichts, denn er konnte die Tochter des Königs von Bozen nicht ehelichen. Dieser hatte mit einem Zwerg als Schwiegersohn nichts am Hut und obwohl Laurin seine Angebetete entführen konnte, wurde er letztendlich von Dietrich von Bern (einem mittelalterlichen Old Shatterhand) besiegt und gefangen genommen. Als Rache verfluchte er noch seinen Rosengarten und versteinerte ihn. Was mit den Kristallen geschah wissen wir nicht.

Digitale Transformation in Galvaniken: Mit signifikanten Investitionen in der Automatisierungstechnik hat die in Radcliffe, Großbritannien ansässige Firma BEP Surface Technologies die Digitalisierung und Dekarbonisierung im eigenen Unternehmen beschleunigt. Beim Verchromungsprozess wurde eine Echtzeittransparenz der kritischen Betriebsparameter ermöglicht und dadurch eine verbesserte Überwachung und Datenanalyse der Produktion. Im zweijährigen Projekt wurde der Energieverbrauch um 20 %, der Materialverbrauch um 10 % und der Arbeitsaufwand um 15­ % gesenkt. Die skalierbare Lösung wird jetzt auf die Kupfer- und Nickelbeschichtungsprozesse ausgeweitet. Eine Digitalisierung soll auch in die Schleifprozesse von BEP integriert werden, um vorausschauende Wartungsstrategien einzuführen, gefährliche Materialien zu überwachen und damit die Sicherheit zu erhöhen.

Diamants are Forever: „Diamonds are Forever“ ist seit langem der Werbeslogan der Firma De Beers – und welche Frau sieht nicht attraktiver aus, wenn Diamanten an ihren Ohren funkeln! De Beers ist seit langem zu 85 % im Besitz des Bergbauriesen Anglo American. Die restlichen 15 % hält die Regierung von Botswana. Nun hat Anglo beschlossen, das Unternehmen zu verkaufen. Zweifellos hat die Entwicklung der künstlichen Diamanten, die per Chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt werden, zu dieser Entscheidung beigetragen. In den letzten zwei Jahren ist der Preis für Rohdiamanten um 25 % gefallen, was größtenteils auf das Wachstum der CVD-Diamanten zurückzuführen ist. Die Technologie zur Herstellung von CVD-Diamanten wird weiter verbessert, so dass die Kosten für ihre Produktion weiter sinken werden.

Prof. Kanani, Sie sponsern den Nasser-Kanani-Preis über 3000 Euro für Fortschritte in der elektrochemischen Oberflächentechnik. Warum haben Sie diesen Preis ins Leben gerufen?

Ich bin vor vielen Jahren hierhergekommen, um zu studieren. Damals wusste ich nicht, dass Deutschland einmal meine Wahlheimat wird. Ich habe dem Land viel zu verdanken. Mir war es vergönnt, von dem Wissens- und Kulturschatz zu profitieren. Ich will einen Bruchteil von dem, was ich bekommen habe, zurückgeben. ...

Prof. Nasser Kanani publiziert weiter unermütlich Bücher über Technik- und Literaturgeschichte. Zwischen 2000 und 2007 erschienen die folgenden Bücher aus seiner Feder im Leuze Verlag:
Kupferschichten (2000)
www.leuze-verlag.de/shop/schriftenreihe-galvanotechnik/kupferschichten-abscheidung-eigenschaften-anwendungen-detail
Die Batterie der Parther (2005)
www.leuze-verlag.de/shop/schriftenreihe-galvanotechnik/die-batterie-der-parther-detail
Chemische Vernickelung (2007)
www.leuze-verlag.de/shop/schriftenreihe-galvanotechnik/chemische-vernicklung-nickel-phosphor-schichten-detail

Korrosion in der Kunst ist seit einiger Zeit en vogue. Rostskulpturen zieren städtische Plätze, auf Kunstmärkten und in vielen Läden finden sich unterschiedlichste Kunstwerke mit der typischen rostroten, unebenen Oberfläche. Die Geschichte dieser Kunstform ist alt, der breite Trend aber noch jung – und hat voraussichtlich etwas mit dem rasanten Wandel unserer Welt zu tun. Das Industriezeitalter begann Ende des 18. Jahrhunderts und wird allmählich vom Digitalzeitalter abgelöst. Geprägt war und ist es von den bemerkenswerten Errungenschaften menschlicher Schaffenskraft, die wir häufig mit Maschinen, Anlagen, großen Industriekomplexen, Automobilen, riesigen stählernen Ozeanriesen, aber auch gewaltigen Bauwerken, wie dem Eifelturm oder den aus Stahlbeton errichteten Wolkenkratzern in New York, Shanghai oder Dubai verbinden. Sie haben eine große Gemeinsamkeit – Metalle, meist Stahl und Eisen, sind ihre wesentlichen Werkstoffe.

Ich gebe es zu: ich habe ihn unterschätzt. Ihn milde belächelt. Dieses Getue um kraftstrotzende, braungebrannte Muskeln, aktionreiche Kampfszenen mit abstoßend rohen Gewaltorgien. Massenhaft Kunstblut und ekelig klaffende Film-Wunden. Nein, dies war definitiv nichts für mich. Erst als der Actionheld sich von seiner komödiantischen Seite zeigte, da bin ich wieder auf ihn aufmerksam geworden. In der Hauptrolle als Kindergarten-Cop habe ich ihn tatsächlich zum ersten Mal in einem Film gesehen. Arnold Schwarzenegger.
Die vergangenen Tage habe ich nun einen (ursprünglich sehr skeptischen) Blick hinter die Kulissen geworfen. Was soll ich sagen? Ich habe sein Buch „Be Useful. Seven Tools for Life“ in wenigen Stunden verschlungen.

Rezepte zur Entmetallisierung: Zusätzlich zu unseren Serienfertigungsanlagen verfügen wir über eine Mustergalvanik. Hier werden nicht nur Erstbemusterungen durchgeführt, sondern Teile für Privatkunden ent- und wieder beschichtet. Dabei handelt es sich um Einzelstücke und kleine Serien. In letzter Zeit hat sich das Spektrum stark erweitert, was insbesondere bei der Entmetallisierung eine Herausforderung darstellt. Da wir nicht bereit sind, für jede Kombination aus Substrat und Beschichtung eine teure Lösung vom Lieferanten zu erwerben, suchen wir nach einer entsprechenden Rezeptsammlung.

Der Expertenworkshop Edelmetalle beschäftigte sich am 20. März in Berlin mit dem Thema Edelmetalle in der Energie- und Mobilitätswende. In zahlreichen Vorträgen ging es um Chancen und Herausforderungen bei der Wasserstoffwirtschaft, um Materialien für Elektrolyseure und Steckverbinder in der E-Mobilität sowie um Recycling und die Vermeidung kritischer Materialien vor dem Hintergrund der vorgegebenen politischen Ziele. Der Klimawandel und damit verbunden der Weg zur CO₂-Neutralität ist ein großes Ziel für Wirtschaft, Politik und Gesellschaft. Dabei spielen Energie und Mobilität eine entscheidende Rolle. Experten aus Forschung und Industrie berichteten über die Erfolge und Möglichkeiten. Einen Überblick gab Prof. Dr. Markus Hölzle vom ZSW, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, hier wird intensiv an den Themen Windenergie Photovoltaik, Batterietechnik, Wasserstofftechnik und Brennstoffzellen gearbeitet, sowie die Politik beraten.

Udo Klotzbach, Geschäftsführer der Europäischen Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V. (EFDS), begrüßte die 45 Teilnehmer zum Wissens- und Erfahrungsaustausch über Chancen und Herausforderungen, die sich durch Verwendung alternativer umweltfreundlicher Technologien ergeben. Chrom kommt auf vielen Oberflächen sowohl zur Verbesserung des Korrosionsschutzes als auch aus ästhetischen Gründen zum Einsatz. Demzufolge sind viele Branchen von der REACh-Verordnung und den damit verbundenen Auflagen betroffen. Zum Workshop kamen Anwender, die Hartchrom aus Chrom(VI)-Elektrolyten galvanisch abscheiden und Anwender, die bereits auf Chrom(III)-Elektrolyte umgestellt haben. Darüber hinaus nahmen Hersteller von Anlagen für PVD-Technologien (Physical Vapour Deposition/ physikalische Gasphasenabscheidung) teil. Die Vorträge – auch über die aktuellen gesetzlichen Auflagen – waren für alle Teilnehmer sehr interessant.

Das Expertenforum in Ulm lässt keinen Zweifel offen: Eine Vielzahl von Forschungsprojekten in der Galvano- und Oberflächentechik beschäftigt sich derzeit mit Wasserstoff, Batterien, Speichern und Anwendungen in der E-Mobilität. Damit ist die Innovationskraft der Branche eng mit der Transformation der Industrie verwoben. Auch ein Überraschungsgast gab sich in Ulm die Ehre – Prof. Nasser Kanani verlieh den nach ihm benannten Preis in diesem Jahr selbst. Das Ulmer Gespräch fand 43 Mal in Neu-Ulm statt und nur zweimal in Ulm“, rechnete Dr. Klaus Wojczykowski, Veranstaltungsleiter und Leiter des DGO-Fachausschusses Forschung, den Teilnehmerinnen und Teilnehmern zum Auftakt der Veranstaltung vor. Der Grund für das Zahlenspiel war einfach: Der seltene Fall war eingetreten – in diesem Jahr tagten die rund 70 Branchenvertreter aus Forschung, Anwendung und Zulieferindustrie auf der Ulmer Donau­seite im Stadthaus direkt neben dem Ulmer Münster.

Magnesium alloys are well adapted for use in structural and non-structural applications which can be easily fabricated from castings, extrusions, plates, sheets, and forgings. Casting is one of the major manufacturing processes for magnesium alloys and wrought products have gained applications in recent years. Magnesium alloys have HCP structure to possess low ductility, but warm working (above 260 °C) results in a few more slip planes operating to improve plasticity. Magnesium alloys, especially precipitation-
hardened alloys, are used in casting.

Wandstärken von mikroverfahrenstechnischen Apparaten liegen oft unter einem Millimeter. Dadurch lassen sich große Wärmemengen stark exothermer Reaktionen übertragen und Prozesse kontinuierlich statt im Batch betreiben. Da Korrosion eine Systemeigenschaft ist, bilden La­bortests die Realität nicht immer zutreffend ab. Hervorragende Korrosionsbeständigkeit ist somit essentiell. Mikroverfahrenstechnische Apparate werden oft aus einer Vielzahl mikrostrukturierter Blechlagen aufgebaut. Die Verbindung erfolgt mittels Diffusionsschweißen bei hohen Temperaturen. Die Parameter Temperatur, Dauer und Flächenpressung müssen für jeden Werkstoff neu optimiert werden, da sich die Verformung unterscheidet. Es wurden zwei hoch molybdänhaltige Werkstoffe, Hastelloy B3 (2.4600) und Hastelloy BC-1 (2.4708) hinsichtlich Korrosion in 70 %iger Schwefelsäure bei 100 °C für 1000 h untersucht. Außerdem wurden Diffusionsschweißversuche und Zugversuche zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften durchgeführt.

For many years, tin-lead alloys have been the primary surface coating for press-fit pins or vias in solder-free connections, due to their suitable insertion and holding force, high reliability, and low tendency for whisker formation. Until this year tin-lead coated press-fit pins are exempt from the RoHS Directive 2002/95/EC [1], which bans lead in electronics. So manufacturers will soon need to fully remove tin-lead to comply with these regulations. As a result, major connector manufacturers are increasingly adopting lead-free products, replacing tin-lead with 0.3 - 1 μm thick lead-free coatings [2,3,4]. However, pure tin alternatives face the challenge of whisker growth, especially as electronics move towards smaller pins and finer pitches, which can cause short circuits. Therefore, leading electronics manufacturers are still seeking reliable, RoHS-compliant alternatives to tin-lead coatings.

Ich will mit Hilfe von Beispielen demonstrieren, dass erstens Wissenschaft die Welt nicht aufklärt, sondern sie – im Gegenteil – romantisiert, dass zweitens Wissenschaft keine Geheimnisse lüftet, sondern sie – im Gegenteil – vertieft, und dass drittens faktisches Wissen nicht ausreicht, um etwas zu verstehen, sondern es dazu nötig ist, sich ein Problem einzubilden, um mit ihm gedanklich spielen zu können. Wissenschaft muss quasi als Kunst betrieben werden. Das Beispiel handelt vom Licht, von dem man wissen möchte, was es denn ist. Vom Licht meinte man im 19. Jahrhundert, dass es sich dabei um elektromagnetische Wellen handelt, wobei die physikalischen Vorgänge mehr als rätselhaft bleiben, auch wenn sie genau berechenbar sind.

• Entscheidungen für Spitzenforschung mitgestalten
  Prof. Dr. Thomas Lampke ist Inhaber der Professur Werkstoff- und Oberflächentechnik der TU Chemnitz.
• Neue CEO bei Anlagenbauer thyssenkrupp Uhde
  Soll die grüne Transformation bei thyssenkrupp Uhde begleiten: Wirtschaftsingenieurin Nadja Håkansson.
• Kooperation von JLU Gießen und Wirtschaft bei moderner Beschichtung
  Soll Wirtschaft und Wissenschaft bei Beschichtungstechnologien zusammenbringen: Prof. Dr. Sangarn Chatterjee

• Stromausfälle bei 70 % der Unternehmen
• Teilnehmerrekord bei der ITSC in Mailand
• Neues Anwendungstechnikum für die Trocknung
• Dürr-Lackierroboter für E-Autos von Audi
• Expertin: Betriebe tun sich schwer mit Energiewende
• Wirtschaftsstaatssekretärin besucht Schlötter in Geislingen
• Rieger legt Nachhaltigkeitsbericht vor
• Fraunhofer FEP eröffnet Forschungszentrum RESET
• Niedax Group setzt in der Produktion auf CO₂-reduziertes Zink
• BASF ist Lieferant des Jahres 2023
• Klimaneutralität im Fokus im Zinq-Futurium
• Superlegierung trotzt extremer Hitze und Kälte
• Forschung rückwirkend fördern lassen

Die Messe liegt hinter uns, eine Flut an Eindrücken, ­neuen Kontakten und ­Inspirationen bleibt. In der Rückschau ist festzuhalten, dass sowohl bei den Ausstellern als auch bei den Besuchern ein Anstieg zu verzeichnen ist. 240 Aussteller (2022: 220) und 4000 Besucher (2022: ca. 3000) sind in diesem Jahr auf der Surface Technologie Germany in Stuttgart gewesen. Ein lediglich moderater Zuwachs, der aber meiner Auffassung nach keinen Unmut bei den Ausstellern hervorgerufen hat. Allerorten war von der hervorragenden Qualität der Gespräche die Rede. Auffälliger als noch vor zwei Jahren waren die ausländischen Aussteller und Besucher aus China und Indien sowie u. a. aus den unmittelbaren Nachbarländern Schweiz und Italien.

Oliver Brenscheidt ist in 4. Generation Galvano­tech­niker, hat Chemie studiert und an der TBK Solingen Galvaniseur gelernt. Er arbeitete viele Jahre im Famlienbetrieb Otto Brenscheidt und betreibt neben dem Labor den Onlinehandel Met@Lab für Hullzellenmaterialien.

Sie betreiben ein externes Galvaniklabor. Wie kamen Sie auf die Idee ein solches Labor aufzubauen und wie hoch war die Investition?

Die Idee mit dem Labor entstand eigentlich eher aus dem Wunsch heraus, wieder praktisch arbeiten zu können. Mein Lebensweg hatte mich als Chemiker und Galvaniseur an den Schreibtisch geführt, und ich wollte wieder mit Flüssigkeiten zu tun haben. Dass wir einen solchen Erfolg haben würden, war am Anfang nicht abzusehen. Im letzten Jahr haben wir rund eine halbe Million Euro investiert und sind seit Anfang dieses Jahres in neuen Räumen. Das Team besteht derzeit aus fünf Personen.

• Geburtstagsgruß – Dr. Werner John feierte 75. Geburtstag
• Fraunhofer-Gesellschaft – Innovation seit 75 Jahren
• DGO BG Iserlohn – 13. Südwestfälischer Oberflächentag im Juni
• DGO BG Nord und Bielefeld – 21. Norddeutscher Galvanotag am 23. Mai
• Messen & Konferenzen
• Fortbildungstermine