Artikelarchiv Galvanotechnik

In vielen galvanotechnischen Betrieben sind die Zustände unhaltbar: New York, 11. September 2001. Als ein Passagierflugzeug den Nordturm des World Trade Centers trifft, verlassen die 280 Mitarbeiter der Morgan Stanley Bank sofort und geordnet ihre Arbeitsplätze und eilen zum Treppenhaus. Ihre Büros sind im 70. Stock des Südturms untergebracht. Die Gruppe hat erst das 40. Stockwerk erreicht, als das zweite Flugzeug in den Südtower kracht. Die Wucht der Erschütterung reißt viele der Menschen von den Beinen, doch sie streben weiter und unbeirrt treppab. Einer hilft dem anderen. So haben sie es während unzähliger Notfallübungen gelernt. Der Sicherheitsbeauftragte der Bank war schon immer davon überzeugt, dass es einen Anschlag auf das World Trade Center geben wird und hat die Bankangestellten gezielt genau darauf gedrillt.

• Geschätzter Experte und Sachverständiger
• Veranstaltungen

Thermoplastische Hochleistungskunststoffe wie Polyetheretherketone (PEEK) verfügen über ähnliche mechanische Eigenschaften wie menschliche Knochen. Somit ist PEEK ein vielversprechender Kunststoff für medizinische Anwendungen für Knochenersatz. Um die Bioaktivität von PEEK zu erhöhen, können Hydroxylapatit (HAp)-Schichten mittels
Kaltplasmaspritzen auf PEEK-Oberflächen abgeschieden werden. Die abgeschiedenen und haftfesten HAp-Schichten weisen eine poröse Struktur auf, welche für das Anwachsen von Knochenzellen geeignet ist.

Im ISS-Hightech-Ofen schmilzt und erstarrt Metall ohne Behälter: Die Diskussion um Sinn und Zweck der Raumfahrt ist mindestens so alt wie diese selbst. Begleitet wird sie leider von viel Polemik, wobei sachliche Argumente keine Rolle spielen. Die positiven Seiten der Weltraumfahrt werden meist in den Hintergrund geschoben, z.B. dass Erdbeobachtungssatelliten heute Klima- und Wetterprognosen machen können, dass Hurrikane erkannt und rechtzeitig vor ihnen gewarnt werden kann oder dass eine weltweite Kommunikation per Satellit in Not Befindlichen schnelle Hilfe bringen kann. Auch die Wirtschaft profitiert von globaler Erreichbarkeit, was wieder unseren Wohlstand vermehrt. Es gibt noch viele weitere Beispiele für den vielfältigen Nutzen von Raumfahrt und Satellitentechnik und auf der seit 1998 die Erde umkreisenden Internationalen Raumstation (ISS) arbeiten Forschende an vielfältigen Themen von der Medizin­technik bis zu Werkstoffen.

Die ZVO-Oberflächentage finden nach der Premierenveranstaltung 2018 zum zweiten Mal in Leipzig statt: Vom 14.-16. September 2022 trifft sich die Fachwelt der Galvano- und Oberflächentechnik im Congress Center Leipzig. Ein Vortragsprogramm mit insgesamt 89 Beiträgen, begleitet von der Industrieausstellung mit über 60 Ausstellern, deckt die Branchenthemen ab.

• Brenscheidt – Dienstleistungen rund um das Thema technische Oberflächen
• Galkor – 20 Jahre Erfahrung in der Galvanotechnik
• Harter – Beachtliche Einsparungen durch richtiges Trocknen
• Munk – Nachhaltigkeit trifft Effizienz
• Heimerle + Meule GmbH – Grenzenlos in Edelmetall. Stark im Team – seit 1845
• Icom – Realisierung von Produktionsautomatisierungen
  
• Meta@labs – Komponentenversorgung für Hull-Zellen-Tests

Elektrolytische Mitabscheidung von MCrAlX-Schichten: Die Luft- und Raumfahrtindustrie hat spezielle Anforderungen zu Korrosions- und Hitzebeständigkeit. Deshalb werden Leichtmetalle und ihre Legierungen, mit oder ohne funktionelle Beschichtungen, genutzt. Zu den funktionellen Beschichtungen gehören die sogenannten MCrAlY-Beschichtungen. Die MCrAlY-Beschichtungen, die normalerweise durch physikalische Abscheidung aus der Dampfphase mittels Elektronenstrahl oder thermischem Spritzen hergestellt werden, werden häufig zum Schutz von Superlegierungen gegen Hochtemperatur­oxidation und Korrosion eingesetzt. Neben Y haben sich auch andere Elemente wie Ta, Hf und Si als nützlich erwiesen. MCrAlY-Beschichtungen (mit M = Co, Ni oder Co/Ni) werden in großem Umfang auf Turbinenschaufeln der ersten und zweiten Stufe sowie auf Düsenleitschaufeln aufgebracht, wo sie als korrosionsbeständige Deckschichten oder als Haftvermittler für Wärmedämmschichten verwendet werden können.

Nach 6 Monaten ... Der Krieg in der Ukraine dauert nun schon ein halbes Jahr an und ein Ende ist nicht in Sicht. Wir in Europa spüren die Auswirkungen sowohl privat als auch wirtschaftlich. Denn von unseren Unternehmen haben viele ihre Märkte in Russland verloren. Es gibt Warnungen vor Gasknappheit in den kommenden Wintermonaten. Die Inflation macht uns zu schaffen, vor allem den weniger Wohlhabenden. Aus diesen Gründen ertönt jetzt der Ruf nach einer Art Friedensabkommen mit Russland, wie etwa von Herbert Diess, bis vor kurzem VW-Vorstandsvorsitzender. Aber unsere Probleme sind nichts im Vergleich zu den Leiden der Ukraine, in der russische Raketen weiterhin Krankenhäuser, Schulen, Bahnhöfe und Wohnhäuser zerstören. Russische Truppen plündern und stehlen Millionen von Tonnen Getreide, sie haben Landmaschinen gestohlen, vor allem Mähdrescher. Sie plündern Privatwohnungen.

Die Firma Hansgrohe aus Schiltach im Schwarzwald prägt seit weit über 100 Jahren die Ästhetik von Armaturen- und Brausen fürs Badezimmer. Der ehemalige Handwerksbetrieb von 1901 ist mittlerweile zu einem mittelständischen Global Player aufgestiegen und legt mit atemberaubenden Wachstumsraten zu. Eines der Erfolgsgeheimnisse ist das breite Know-how für Oberflächenbeschichtung und die Liebe zum Detail. Es vermittelt ein Gefühl von Wohlbefinden, wenn eine frische Dusche unter makellosen Armaturen und Duschapplikationen nach einem Saunagang Körper und Seele reinigt. Oder wenn nach dem Abendessen im Restaurant gehobener Klasse bei sanfter Hintergrundmusik exklusive Armaturen an edlen Waschtischen mit bereitliegenden Handtüchern Wasser spenden und einen gelungenen Abend abrunden.

Dr. Seniz Sörgel, Leiterin der neuen Abteilung Elektrochemische Energiesysteme am Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie fem

Welche Ziele verfolgen Sie am Forschungsinstitut Edelmetalle mit der neuen Abteilung Elektrochemische Energiesysteme (EES)?
Wir glauben an grüne Energie und vereinen unsere traditionellen Stärken der Oberflächentechnologie, Materialwissenschaft und Elektrochemie, um sie zu realisieren. Die neue Abteilung wird einen signifikanten Beitrag zur Energiewende leisten und die Zukunft mitgestalten. Wir werden die Ausstattung des fem mit neuen Prüfständen und Charakterisierungsmethoden weiter ausbauen. Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseure spielen eine Schlüsselrolle für eine klimafreundliche und treibhausgasneutrale Wirtschaft. Innovative Herstellungsmethoden sowie die Entwicklung, Optimierung und Charakterisierung von Komponenten wie Elektroden und Elektro­katalysatoren sind unsere Kernkompetenzen. 

Es ist unerträglich heiß im Büro. Das Thermometer klettert weit über die 30 Grad-Marke. Keine Entspannung in Sicht. Die Hitzewelle hat Europa fest im Griff … und endlich URLAUB! Und dann stellt sich da die Frage: Soll ich es wagen und das Handy zu Hause „vergessen“? Das Reiseziel wurde demokratisch innerhalb der Familie festgelegt. Die Mitarbeiter und Kunden sind informiert, dass ich für 2 Wochen nicht erreichbar bin. Und still und leise schleicht sich ganz im Hinterkopf der Gedanke ein, ob ich es wagen soll? Echt wirklich mutig sein? Das Handy einfach zu Hause zu lassen?!?
Ich werde es mir überlegen …

Anoden-/ Kathodenverhältnis: Wir setzen noch einen cyanidischen Zinkelektrolyten ein und haben dabei immer wieder Probleme mit dem Zinkgehalt. Dabei stießen wir auf die Frage, wie das Flächenverhältnis zwischen Anode und Kathode sein muss. Eine allgemeine Vorschrift gibt es unseres Wissens nach nicht. Es kommt vor allem auf das Verhältnis NaOH zu NaCN sowie Zink zu NaCN an. Das Verhältnis Zink zu NaCN liegt bei 1:2 bis 1:2,5. Das Verhältnis NaOH zu NaCN liegt zwischen 3:1 und 1,5:1.In der Regel liegt das Anodenverhältnis bei 1:1 bis 1:2, kann aber vereinzelt stark davon abweichen bzw. variiert je nach Zinkgehalt. Bei etwa 12 g/L Zink ist die Metallverteilung sehr gut. Mit steigendem Zinkgehalt verbessert sich die Stromausbeute, so dass sie bei rund 24 g/L ihr Maximum erreicht. Der Metallgehalt wird über die Anodenfläche gesteuert. Zu große Anodenflächen führen zu einem Anstieg des Metallgehalts.

In 35 Jahren vom Start-up zum gewichtigen 100-Mann-Mittelständler. Im Interview sprechen Karl und Sebastian Rieder über die Einsatzmöglichkeiten ihrer Technologie, das internationale Geschäft und die Entwicklung von plating electronic. Die Gleichrichterexperten aus Sexau am Fuße des Schwarzwalds haben seit ihrer Gründung vor 35 Jahren einen kontinuierlichen Aufschwung erlebt. Heute gehört das Familienunternehmen zu den Innovationstreibern bei Gleichstrom- und Pulsstromquellen für elektrochemische Prozesse in Industrie und Forschung. Auf der Branchenmesse für Galvano- und Oberflächentechnik Surface Technology in Stuttgart durfte plating electronic deshalb nicht fehlen. Die „Galvanotechnik“ nutzte die Gelegenheit zu einem längeren Gespräch mit Geschäftsführer Karl Rieder und seinem Sohn Sebastian Rieder, der auch neue Geschäftsbereiche über die Elektrochemie hinaus erschließt.

Die galvanische Abscheidung von Dispersionsschichten ist bereits seit etwa hundert Jahren bekannt. Dabei werden die einzulagernden Partikel in Form von Pulvern oder als Suspension zu einem Metallmatrixelektrolyten gegeben und durch Umpumpen, Rühren, Lufteinblasung, etc. in Schwebe gehalten. Durch die Wahl geeigneter Elektrolytzusätze und Abscheideparameter kann ein Partikeleinbau in die Schicht stattfinden. Bereits in den 1930er-Jahren wurden Diamantpartikel in Nickelschichten eingelagert, z.B. für Anwendungen in der Zahnmedizin oder als Beschichtung für Nagelfeilen. Im Laufe der Jahre und Jahrzehnte wurden für verschiedenste Anwendungen nahezu unzählige Metall-Dispersoid-Kombinationen abgeschieden und charakterisiert. Ausgehend von den zunächst empirischen Versuchen wurden ab den 1960er-Jahren verschiedene Modelle erarbeitet und diskutiert, um den Mechanismus der Co-Abscheidung zu beschreiben.

Nach 2-jähriger, Corona-bedingter Unterbrechung meldete sich der Winterthurer Oberflächentag an der ZHAW Winterthur Anfang Juni mit 95 Teilnehmern zurück. Die acht Vorträge drehten sich um das Thema „Smart Coatings“. 14 Aussteller waren bei der Industrieausstellung vertreten. Was bedeutet eigentlich Smart Coatings? Dieser neue Begriff stammt aus dem 21. Jahrhundert und bezeichnet Beschichtungen, die auf einen äußeren Reiz reagieren können, so wie beispielsweise die menschliche Haut. Deshalb werden sie auch Bioinspired Coatings genannt. Ein Beispiel: Es gibt selbstheilende Beschichtungen, auf der Kratzer wieder verschwinden. Der globale Markt für Smart Coatings soll bis 2025 in etwa 25 Mrd. US-Dollar erreichen und damit massiv wachsen.

Die Bedeutung der Kontrolle des Stromflusses: Wenn Strom von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt wird, fließt der Strom in Wellenform. Genauso wie ein Licht, das mit einem solchen Strom betrieben wird, flackern würde, werden auch elektrochemische Prozesse beeinträchtigt, indem sie entweder verlangsamt oder gestoppt werden, wenn auch nur für Millisekunden – und für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar. Dieser Artikel zeigt, wie die Schwankungsbreite dieser Wellen – hoch oder niedrig – einen erheblichen Einfluss auf die Homogenität und Streufähigkeit, die Beschichtungsqualität und die für die Metall-veredelung erforderlichen Ressourcen hat.
Numerische Messwerte zeigen Durchschnittsspannung an: Die Spannungsanzeige auf einer Gleichrichtertafel ist nur ein Durchschnittswert. Was wirklich zählt, ist der Prozentsatz der Nennspannung, der tatsächlich genutzt wird. Zum Beispiel entsprechen 7,3 V eines 18-V-Gleichrichters 40,4 %. Das Schaubild in Abbildung 1 zeigt, wie die Realität hinter diesem Durchschnitt aussieht und was tatsächlich passiert.

Die Investition in neue Galvanikanlagen ist für Unternehmen immer mit Herausforderungen verbunden. Die Anlagen sollen rechtzeitig in Betrieb gehen und dauerhaft leistungsfähig, innovativ, ressourcenschonend und betriebssicher sein. Die Wahl des richtigen Anlagenbauers ist deswegen besonders wichtig. Er muss die Anforderungen des Kunden verstehen und in der geplanten Zeit die bestmögliche Anlage für den Kunden errichten. Dafür muss der Anlagenbauer – in diesem Fall Metzka aus Schwanstetten – viele Faktoren berücksichtigen: Welche Galvaniktechnologie verwendet wird, welche Einsatztemperaturen und chemischen Medien eingesetzt werden und welche Konstruktionswerkstoffe unter diesen Einsatzbedingungen die höchste Prozess- und Betriebssicherheit ermöglichen.

Für einen Dresdener Galvanik-Dienstleister realisierte der Sonderanlagenbauer FK Galvanik eine vollautomatische Eloxal-Anlage mit 47 Bädern. Die Großgalvanik für Flugzeugteile setzt Standards in den Bereichen Anodisieren, Hartanodisieren, Chromatieren und Färben. Die Entfettungs- und Spülbäder sind mit insgesamt 54 Ultraschallsystemen von Weber Ultrasonics aus Karlsbad ausgestattet. Es war ein Brand, der bei der Nehlsen-BWB Flugzeug-Galvanik Dresden GmbH & Co. KG die Investition in eine neue Anlage für das Eloxieren/Anodisieren erforderlich machte. Das zur Schweizer BWB-Gruppe gehörende Unternehmen ist langjähriger Partner der Luftfahrtbranche mit zahlreichen Zertifizierungen (QSF-A/B – extended Workbench with additional capabilities) und der Industrie. Entsprechend hoch waren die Anforderungen an die Qualität, Kapazität und Prozessstabilität sowie die Größe der Bauteile, die in der neuen Galvanikanlage behandelt werden können.

Neues trivalentes Chromverfahren bietet unkomplizierte Abwasserbehandlung: Im dekorativen sowie funktionellen Bereich der Galvanotechnik spielen Chromschichten eine entscheidende Rolle. Die helle, glänzende und harte Schicht hat einen hohen Stellenwert in der Armaturen-, Möbel- und Automobilindustrie. Durch das Ersetzen von sechswertigen Chrombädern durch trivalente Elektrolyte ergibt sich oftmals das Problem, dass sich die Schichten optisch voneinander unterscheiden und so ein Mischverbau nicht möglich ist. Das Saphir 2000 BL Verfahren der Fa. Kiesow Oberflächenchemie GmbH & Co. KG aus Detmold ist ein modifiziertes, trivalentes Chromverfahren welches Abscheidungen mit b*-Werten im negativen Bereich (-0,5 bis -1) ermöglicht. Es ist speziell für die Ansprüche der Automobilindustrie entwickelt worden).

Oberflächenreaktionen mal anders: Empa-Forscher lassen Kopplungsreaktionen nicht in Flüssigkeit, sondern im Hochvakuum auf einer Goldoberfläche ablaufen. Durch die Erkenntnisse könnte auch die flüssige Chemie weiterentwickelt werden. Chemische Synthesen in Flüssigkeiten und Gasen finden im dreidimensionalen Raum statt. Aus zufälligen Kollisionen muss in extrem kurzer Zeit etwas Neues entstehen. Doch es geht auch anders: Auf einer Goldoberfläche im Ultrahochvakuum können still nebeneinanderliegende Moleküle dazu gebracht werden sich zu verbinden – sogar solche, die in Flüssigkeiten nie miteinander reagieren möchten. Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa haben nun eine solche Reaktion entdeckt. Das Beste daran: die Experten können „auf Zeitlupe schalten“ und bei jedem Reaktionsschritt zusehen.

Weil es nur bedingt zur eigentlichen Wertschöpfung beiträgt, ist Entgraten ein wenig geliebtes und untersuchtes Bearbeitungsverfahren. Bei Kunststoffteilen ist das Entgraten an sich nicht üblich, weil z. B. Spritzgießen gratfreie Werkstücke liefert. Trotzdem muss in sehr vielen Fällen entgratet werden. Ein Zweiteiler über Grundlagen, Materialien und Verfahren. Strahlspanen: Aufgrund der Nennungen und Fachberichte in der Literatur wird Strahlspanen zum Entgraten von Kunststoff und Gummi häufiger als Gleitschleifen angewendet. Dabei muss dieses Verfahren unterteilt werden in das aus der Metallbearbeitung bekannte Druckluft- und Schleuderradstrahlspanen sowie in das Strahlen von mit Trockeneis oder flüssigem Stickstoff unterkühlten Werkstücken (siehe folgender Abschnitt).