Artikelarchiv

Die Erdwärme ist eine Energiequelle, mit der fossile Brennstoffe ersetzt und CO₂-Emissionen gesenkt werden können. Es gibt Technologien zur Nutzung geothermischer Energie, jedoch sind die Betriebsbedingungen in geothermischen Anlagen aufgrund der chemischen Zusammensetzung der hydrothermalen Flüssigkeiten und der hohen Temperaturen in vielen Fällen extrem korrosiv. Daher ist die Werkstoffauswahl auf der Grundlage einer vorausgehenden Werkstoffqualifizierung mittels Korrosionsuntersuchungen unerlässlich.
Ergebnisse Auslagerungstests: Außer in Wässern mit niedrigem pH-Wert wiesen alle untersuchten Werkstoffe nach 24-wöchiger Auslagerung Korrosionsraten auf, die unter dem zuvor festgelegten Grenzwert von 0,3 mm/Jahr lagen. Alle Werkstoffe zeigten eine ausreichende bzw. sehr gute Korrosionsbeständigkeit in den ausgewählten synthetischen Geothermalwässern. Es wurden keine Anzeichen für eine SpRK-Anfälligkeit gefunden. Bei einem pH-Wert von 2 wies der Kohlenstoffstahl Korrosionsraten von mehr als 1 mm/Jahr auf.

Langsam nimmt die Elektromobilität Fahrt auf und die Akzeptanz steigt. Der International Council on Clean Transportation (ICCT) analysierte Daten zur Elektromobilität und untersuchte außerdem die soziale Teilhabe. Die Analysen zeigen deutlich, dass die Marktakzeptanz von Elektroautos kontinuierlich steigt. Von Januar bis Oktober 2023 lag bei den Neuzulassungen der Anteil für E-Autos bei 18 Prozent, wobei die wenigsten Autos im Osten Deutschlands zugelassen wurden. Von Januar 2021 bis Dezember 2022 hat sich die Zahl der Ladesäulen fast verdoppelt. Aber auch diese sind geographisch ungleichmäßig verteilt. Ab 2035 dürfen neuzugelassene Fahrzeuge kein CO₂ ausstoßen, so empfiehlt es der EU-Umweltrat. Das Europäische Parlament verhandelt noch über eine entsprechende Verordnung. Die Fahrzeuge sollen dann entweder e-Fuels tanken oder batterieelektrisch unterwegs sein.

• Kunststoffrecycling neu gedacht
• Schulungen für die Industrie von morgen
• Versandhalle aus grünem Stahl

Immer stärker in den Fokus des Umweltschutzes gerät die Ressource Wasser. Früher als Abwasser abqualifiziert, spricht man heute durchaus von einem Wertstoff. Ein wichtiges Instrument im (Ab-)Wassermanagement sind Filter. Wasser ist eine essenzielle Ressource für das Leben auf unserem Planeten. Es ist nicht nur für den menschlichen Konsum unverzichtbar, sondern spielt auch eine entscheidende Rolle in vielen Industriezweigen und landwirtschaftlichen Prozessen. Gleichzeitig stellt die effektive Behandlung und Entsorgung von Abwasser eine Herausforderung dar, um die Umwelt zu schützen und eine nachhaltige Nutzung der Ressourcen zu gewährleisten. In diesem Kontext gewinnt das Thema Wasser- und Abwassermanagement zunehmend an Bedeutung. Ganz zu schweigen vom Faktor Kosten: Frisches Süßwasser wird in den meisten Industrieländern stetig teurer und wer beispielsweise Prozesswasser aus filtriertem Altwasser nehmen kann, spart erheblich.

Filtern kommt aus dem Italienischen und bedeutet durchseihen. Auch die alten Germanen hatten dafür ein geflügeltes Wort, wer etwas durch Filz (Altdeutsch Felt) laufen ließ, der tat nichts anderes, als zu Filtrieren. Die Filtration beinhaltet die Abtrennung von festen Partikeln, Makromolekülen, Mikroorganismen, Viren oder Tröpfchen aus einem Fluid mittels eines Filtermediums. Das Fluid kann dabei das Filtermedium durchströmen, während die abzutrennenden Komponenten des zu filtrierenden Fluids durch das Filtermedium zurückgehalten werden. Die Permeation des Fluids durch das Filtermedium ist dabei mit einer Druckdifferenz verbunden. Das zu filtrierende Fluid kann gasförmig oder flüssig sein. Es kann sich um eine Lösung, eine Suspension, eine Emulsion oder ein Aerosol handeln. Die Filtration gehört zu den mechanischen Trennverfahren. Da als Filtermedien häufig Membranen verwendet werden, besteht ein enger Zusammenhang mit der Membrantechnik. Klassische Filtrationsprozesse werden üblicherweise von anderen membranbasierten Separationsprozessen oder chromatographischen Verfahren abgegrenzt.

• Winzige Elektromagnete aus ultradünnem Kohlenstoff
• Magnetisierung per Laserblitz
• Effizientere Rotorblattfertigung für Windenergieanlagen durch PeelPLAS-Trennfolie
• Veranstaltungen

Sol-Gel-Beschichtungen sind typischerweise in der Schichtdicke beschränkt, um rissfrei aushärten zu können. Die Aushärtung mit Atmosphärendruckplasmen verschiebt den nutzbaren Schichtdickenbereich deutlich nach oben. Diese Studie verknüpft die Aushärtung mit Plasma-Jets mit gleichzeitiger Funktionalisierung der Schichten, um antimikrobielle Eigenschaften
unter Verwendung eines thermisch und UV-härtenden Sol-Gel-Systems zu erzielen. Die Infektionslast kann mittels integrierter Kupfer-Partikel massiv reduziert werden.
Mithilfe der FTIR-Spektroskopie können der Reaktionsfortschritt und der Grad der Polykondensation in der Schicht zu verschiedenen Zeitpunkten nach dem Plasma-Curing bestimmt werden. Dadurch ist es möglich, chemische Reaktionen zu beschreiben und deren Auswirkungen auf das Aushärteverhalten aufzuzeigen. Die Primärreaktion wird durch die Polykondensation der Si-Ethoxygruppen (1067 cm^-1) untereinander unter Bildung eines Si-O-Si-Netzwerks (1013 cm^-1) beschrieben.

Zwerge sind in der Mythologie und im Volksglauben menschengestaltige, kleinwüchsige Fabelwesen, die meist unterirdisch in Höhlen oder im Gebirge leben. Ihren Ursprung haben sie in der nordischen Mythologie. Sie waren für Götter, Helden und Könige, aber auch für den Normalbürger (Schneewittchen, Heinzelmännchen zu Köln) tätig. Sie waren Schmiede mit Meisterqualifikation aber auch erfahrene Bergleute und Metallurgen, die benötigte Erze oder Edelmetalle selbst abbauten, verhütteten und auch weiterverarbeiteten. Ob sie für die oft von Göttern und Helden in Auftrag gegebenen Sonderanfertigungen (Laurins Tarnkappe, Odins Donnerkeil, Thors Hammer oder Handschellen für den Fenriswolf) auch Seltene Erden abbauten und mit Hilfe von Laser- und Dünnschichttechnologien bereits nanotechnologische Produkte erzeugten, wissen wir nicht.

ISF 2024 Konferenz und Messe: Nach acht Jahren hat die Metal Finishers‘ Association of India MFAI, die indische Dachorganisation für die Oberflächentechnik mit mehr als 1000 Mitgliedern, wieder von 14. bis 16. Februar 2024 die Konferenz und Messe „Indian Surface Finishing ISF 2024“ im Großraum Neu-Delhi organisiert. Eine ähnliche Veranstaltung im Jahr 2020 wurde wegen der Pandemie gestrichen. Eine Besonderheit der ISF 2024 war die Tatsache, dass die „Regional Interfinish 2024“ der International Union for Surface Finishing IUSF gleichzeitig stattfand. Während der Eröffnungsveranstaltung sprach Prof. Dr. Sungo Moon, Vize-Präsident von IUSF sowie Präsident der Korean Society of Surface Finishing and Engineering (KSSFE), von der engen Zusammenarbeit zwischen KSSFE und MFAI.

Moderne Kriegsführung: Wir sind Oberflächentechniker, keine Soldaten, aber trotzdem betreffen die beiden Kriege, einer in der Ukraine und einer im Nahen Osten, uns alle. Als Oberflächentechniker beschichten wir Militärfahrzeuge, Marineschiffe und Flugzeuge. Einige dieser Beschichtungen sind hochtechnisch und sollen Radarwellen absorbieren. Als Oberflächentechniker behandeln wir die Innenflächen von Waffenrohren, um sie härter zu machen. Die Kriegsführung ist zunehmend elektronisch, und so sind Leiterplatten heute das Herzstück vieler Waffen. Aber darüber hinaus sind wir als Technologen Zeugen des technologischen Wandels in der Kriegsführung, der sich auf unsere Branche auswirken wird. Und als europäische Bürger beeinträchtigt die faktische Blockade des Roten Meeres und damit auch des Suezkanals die internationalen Handelsströme. Jemen ist ein Land, das aufgrund von Wassermangel vielleicht näher am totalen Zusammenbruch ist als irgendein anderes Land auf der Welt – doch den Huthis scheint das egal zu sein – Krieg führen ist die einzige Fähigkeit, die sie beherrschen.

Die chemische Industrie ist für 5 % der globalen CO₂-Emis­sionen verantwortlich. Angesichts der weit verbreiteten Verwendung kohlenstoffreicher Rohstoffe steht die Dekarbonisierung der Industrie jedoch vor großen Herausforderungen.
Wie können wir den Übergang von fossilen Rohstoffen zu nachhaltigeren Alternativen in der Chemieindustrie effektiv gestalten? Obgleich der besonderen Herausforderungen bei der Dekarbonisierung dieser Industrie gibt es inzwischen mehrere technologische Wege zur Herstellung von Chemikalien mit Netto-CO₂-Emissionen auf der Grundlage von Biomasse, Recycling und Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung. Bei der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS) werden Chemikalien aus fossilen Brennstoffen wie beim Business-as-­usual (BAU) unter Verwendung der derzeitigen organischen Chemie synthetisiert. Allerdings werden alle entlang der Kette entstehenden CO₂-Emissionen abgeschieden und in geeigneten unterirdischen geologischen Strukturen oder in Baumaterialien dauerhaft gespeichert.

Utikal Automation aus Achstetten-Bronnen bei Ulm ist der Branchenexperte in Sachen Automatisierung. Nach 35 Jahren Geschäftstätigkeit ist das Unternehmen weltweit bekannt – und ein unentbehrliches Verbindungsglied zwischen der traditionellen Galvanotechnik und der Digitalisierung der Produktion in der Galvanotechnik.Vor 35 Jahren, im Jahr 1989, wagte ein kleines Startup von einer Bürogemeinschaft in Ulm aus die ersten Schritte. Der einzige Mitarbeiter damals: Richard Utikal, Diplomingenieur der Automatisierungstechnik. Er hatte sich gerade selbstständig gemacht und arbeitete für IBM, das nach der Schließung seiner Entwicklungsabteilung in der süddeutschen Großstadt weiter auf seine Expertise bei Programmierung und Automatisierung setzte. „Im Vergleich zu heute konnten Computer damals noch gar nichts“, sagt Utikal schmunzelnd mit Blick auf Geräte wie den Commodore 64 mit 64 KB Arbeitsspeicher und der rudimentären Programmiersprache Basic.

Könnte es möglicherweise an Ihren Führungsqualitäten liegen? Da stecken Sie vielleicht Unmengen Geld in kostspielige Maßnahmen zur Mitarbeitermotivation, bieten monetäre Anreize, nehmen Geld in die Hand für Geschäftsautos, E-Bikes, Billardtisch und Gutscheine für den Besuch im Fitnessstudio. Und trotz solcher echt tollen Angebote gibt es keinerlei Dankbarkeit von Seiten des Teams. Möglicherweise sind Sie sogar mit Abneigung konfrontiert. Autsch, das tut weh! Das ist leider kein Einzelfall. Aber wieso ist da so? Eine Freundin erzählte mir unlängst fassungslos, dass in ihrer Abteilung im Sozialwesen in 2 ½ Jahren 14 Mitarbeitende gekündigt haben – wegen ihrer Chefin! Was ist passiert? Die neue, junge Teamleitung hatte keine Branchenerfahrung und bekam bald nach ihrem Studium die Stelle als blutjunge Führungskraft. Sie wurde Chefin eines hochmotivierten und gut eingespielten Teams mit gut funktionierenden Abläufen und Prozessen. Eigentlich tolle Voraussetzungen für eine erfolgreiche Zusammenarbeit.

KI statt Fachpersonal?
Zu Beginn des Jahres fanden in unserer Geschäftsleitung mehrere Sitzungen statt, die sich mit Maßnahmen zur langfristigen Kostensenkung in Anbetracht steigender Ausgaben befassten. Neben den Energiekosten stellen insbesondere die Personalkosten ein wachsendes Problem dar. Ganz darauf verzichten können wir nicht, jedoch streben wir an, bei den kostenintensivsten Mitarbeitern – dem Fachpersonal – Einsparungen zu realisieren. Die Überlegung besteht darin, das Fachwissen durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz, Datenbanken und Fachfirmen zu ersetzen, um weitgehend auf hochqualifiziertes Personal zu verzichten. Künftig soll nur noch ein Meister oder Techniker eingesetzt werden, anstelle der bisherigen Praxis mit mehreren Meistern, Technikern und Oberflächenbeschichtern. Dies hätte den zusätzlichen Vorteil, dass wir auf Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen sowie die zeitaufwändige Suche nach Fachleuten weitgehend verzichten könnten. In einer Ära von ChatGPT und anderen KI-Technologien sollte die Umsetzung eines solchen Vorhabens heute weniger problematisch sein. Wie würden Sie vorschlagen, ein solches Vorhaben anzugehen?

Um die Themen bei der Heißlufttrocknung weiß jeder, der Zentrifugen im Einsatz hat: thermische Belastung der Teile, erforderliche Kühlungen, hohe Energiekosten. Dass es auch andere Möglichkeiten gibt und wie sich diese realisieren lassen, zeigt ein Projekt mit Wärmepumpentrocknung. Die Hubert Stüken GmbH & Co. KG, kurz Stüken, aus Rinteln, Hersteller von Präzisionstiefziehteilen, Stanzteilen und Baugruppen hatte für ihre Produktion in die Jahre gekommene Zentrifugen im Einsatz. Mit viel heißer Luft wurden in der Galvanik behandelte Bauteile 30 Minuten lang erhitzt und benötigten danach eine längere Abkühlphase, bevor sie verpackt werden konnten. Der Ablauf war umständlich und kostspielig „Wir wollten diesen ganzen Prozess automatisieren“, erläutert Dr. Christopher Bruns, Projekt­ingenieur bei Stüken, „und die bisherige Trocknung durch eine zeitgemäße Technologie ersetzen.“

Damit Industriebetriebe CO₂-Emissionen senken und schlussendlich klimaneutral werden können, sind viele Maßnahmen erforderlich, von denen viele in dieser Energiesparserie erschienen sind. Eine davon ist der Austausch des verbrennerbetriebenen Fuhrparks und der Dienstwagen durch batteriebetriebene Fahrzeuge. Denn Dienstfahrzeuge gehen unter Scope 1 in die Klimabilanz ein. Den Schritt hat Sven Reimold, Experte für Metallveredelung, Autor unserer Serie und Pionier der Elektromobilität schon vollzogen. Er fährt seit 2011 vollelektrisch. Teslas Vision musste Reimold ausprobieren und war einer der ersten, der sich ein Tesla Model S zulegte. Ein E-Auto, das schon damals Seinesgleichen suchte und Reimold zufolge schon vor zwölf Jahren die deutsche Automobilindustrie abgehängt hat.

Folgt man den Angaben in der Literatur, so kann die Einführung der galvanischen Verchromung als kommerziellem Prozess etwa auf das Jahr 1924 datiert werden, das Jahr in dem das Patent von Lieb­reich – ein Schlüsselpatent der galvanischen Verchromung – dieser galvanischen Abscheidung den entscheidenden Schub verlieh. Nahezu zur gleichen Zeit wurde in den USA von Fink ein Patent eingereicht, das in seiner patentrechtlichen Auswirkung dem von Liebreich ähnlich war. Somit blicken wir in diesem Jahr auf eine 100-jährige Geschichte der galvanischen Chrombeschichtung zurück, die für die galvanotechnische Branche in mehrfacher Hinsicht geradezu revolutionierend war. Die Chromabscheidung zog die Galvanotechnik im Eiltempo in das zwanzigste Jahrhundert. Bis zu diesem Zeitpunkt war die galvanische Praxis eher eine Kunst als eine Wissenschaft, die sich über Jahrzehnte kaum verändert hatte und als kleines Gewerbe hauptsächlich mit der Silberbeschichtung von Bestecken, Goldbeschichtung von Schmuck und der Nickelabscheidung von kleinen Beschlägen beschäftigt war.

Die im ersten Teil dargestellten experimentellen Arbeiten zur Entwicklung eines Herstellungsprozesses für Aluminiumfolien mittels Galvanoformung werden zu Beginn dieses zweiten und letzten Teils abgeschlossen, dann folgt das Resümee. Das Aluminium wird in einer ionischen Flüssigkeit abgeschieden. Die Galvanoformung wird an Substraten aus unterschiedlichen Materialien und mit verschiedenen Geometrien untersucht. Durch Charakterisierung der Folien mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie können Zusammenhänge zwischen den Abscheidungsbedingungen und der Mikrostruktur der Folien hergestellt werden.
Galvanoformung mit rotierendem Substrat: Für die Galvanoformung mit rotierendem Substrat wurde ebenfalls mittels CAD ein Becherglasaufsatz konstruiert und über 3D-Druck aus Polyvinylalkohol hergestellt, um das Handling in der Glovebox zu erleichtern. In den Aufsatz waren seitlich parallele Schlitze zur Befestigung der Gegenelektroden sowie Löcher für den Temperaturfühler der Heizplatte und die Referenzelektrode eingebracht. Außerdem waren darin Löcher eingebracht, die der Führung und zentralen Platzierung des Warenträgers dienten.

Neben dem Eloxalverfahren sind die Prozesse Nasslackieren und Pulverbeschichtung zwei weitere wichtige Säulen in der Oberflächentechnik. Die Schichtaufbauten und Einflussquellen liegen in einer anderen Form auf der Oberfläche vor, verglichen mit dem Eloxalverfahren. Jede Oberflächenbeschichtung ist abgestimmt auf die Anforderungen eines Bauteils. Ob für dekorative Anwendungen oder spezielle technische Anforderungen können über eine Vielzahl von Oberflächenbeschichtungsverfahren effektiv die bestmöglichen Eigenschaften eines Schichtsystems genutzt werden.
Die Nasslackierung und die Pulverbeschichtung zeichnen sich durch zwei sehr vielseitig einsetzbare Technologien aus. Im Dekorbereich bilden die unzähligen Möglichkeiten der Farbgestaltung, sowohl bei der Nasslackierung als auch bei der Pulverbeschichtung, einen wesentlichen Faktor. Durch die Beachtung der Grundlagen des Nasslackierens und der Pulverbeschichtung, die Auswahl des richtigen Lackmaterials und die Anwendung geeigneter Techniken können hochwertige Oberflächen mit maximaler Effizienz erreicht werden. Dies reicht von ausgezeichneter UV-Beständigkeit, bis hin zu Elastizität oder Abriebfestigkeit.

Magnesium is the lightest structural metal and therefore a dream material for applications where fuel economy is a prerequisite. Applications of magnesium alloys are primarily motivated by their strength-to-weight ratio, ability to dampen shockwaves, close dimensional tolerance, and ease of fabrication. Magnesium alloys are therefore widely used in the construction of automobile, aerospace and ballistic missiles parts. Owing to their comparative strength and relatively lower cost, magnesium alloys are also seen as an alternative to conventional lightweight fibre metal laminates or carbon fibre composites. In this articles series in twelve parts, we will discuss from the extraction of magnesium to surface finishing of its products.