Artikelarchiv Galvanotechnik

Zum Herstellen von Se- rienprodukten sind Formen und Werkzeuge erforderlich, die entsprechend des zu verarbeitenden Materials und des Verfahrens ausgeführt werden. Die Maßpalette reicht vom kleinen Präzisionswerkzeug bis zum tonnenschweren Umformwerkzeug für Automobilteile. Weit verbreitet sind dabei mechanische Formwerkzeuge sowie Gusswerkzeuge. Nach DIN 8580 werden Urform- und Umformverfahren unterschieden. Urformverfahren bilden aus einem formlosen Stoff einen festen Körper. Die dazu benötigten Werkzeuge, zum Beispiel Gusswerkzeuge, nehmen das Material des Werkstücks in geschmolzener Form auf. Bei dem Material kann es sich sowohl um geschmolzene Metalle wie Zink, Magnesium oder Aluminium handeln oder um Kunststoffe wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polypropen (PP). Bei der Auswahl der Werkzeugmaterialien für Gusswerkzeuge spielt die Temperatur des Schmelzguts sowie die Wärmeabfuhr eine entscheidende Rolle. Diese Werkzeuge werden häufig aus besonderen Stählen hergestellt (Abb. 1).

Am 6. November fand in Ilmenau die Gründungsfeier des neuen fachübergreifenden Instituts für Chemie, Elektrochemie und Galvanotechnik statt (Beitrag auf den Seiten 2951 bis 2954). Damit hat Deutschland wieder einen Fachbereich an einer Hochschule, der im Namen den Begriff der Galvanotechnik publik macht. Damit wird endlich einem seit vielen Jahren beobachteten Trend entgegengewirkt, nachdem alles galvanotechnische nach Möglichkeit unerwähnt blieb – dies galt sowohl für die Industrie als auch die Forschung und Ausbildung in staatlichen Einrichtungen. Erst seit die kleine Vorsilbe Nano zum Treiber in der Forschung, Entwicklung und Anwendungstechnik geworden ist, hat auch die Oberflächentechnik wieder den Mut zur öffentlichen Darstellung gefasst. Jetzt wird verstärkt darauf hingewiesen, dass Effekte aus der Nanotechnik in der Galvano- und Oberflächentechnik eigentlich immer eine nicht zu vernachlässigende Rolle gespielt haben.

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Die generelle Entsorgungssituation in Deutschland hat sich mit dem vollständigen Inkrafttreten der TA Siedlungsabfall [1] bzw. der Abfallablagerungsverordnung [2] unter Einbeziehung der für die Organika relevanten Abfallparameter zum 1. Juni 2005 dra- matisch gewandelt. Ab diesem Datum kann nur noch Abfall auf Deponien verbracht werden, der vorher entweder in Verbrennungs- oder mechanisch/biologischen Behandlungsanlagen vorbehandelt wurde. Zum gleichen Zeitpunkt erfolgte die Schließung einer großen Anzahl von Altdeponien, die bisher ohne Deponiebasisabdichtungen betrieben wurden. Obwohl der Zeitpunkt dieser Maßnahmen bereits seit längerer Zeit bekannt war, die TA Siedlungsabfall stammt aus dem Jahr 1993, haben diese Maßnahmen partiell zu einem Entsorgungsnotstand geführt. Das betrifft einerseits einen Großteil der anfallenden hausmüllähnlichen Gewerbeabfälle sowie der Baumischabfälle, für die mit dem Wegfall der direkten Deponierungsmöglichkeiten preisgünstige Entsorgungswege entfallen sind. Die alternativ zur Verfügung stehenden Hausmüllverbrennungs- bzw. me- chanisch/biologischen Behandlungsanlagen können kapazitätsseitig häufig die anfallenden Abfallmengen nicht bewältigen, was zu teils dramatischen Preiserhöhungen geführt hat. Auf der anderen Seite produzieren die mechanisch/biologischen Behandlungsanlagen im Output eine größere Menge so genannter mittel- und heizwertreicher Abfallfrak- tionen, deren Verbrennung bzw. Mitverbrennung in Zement- oder Verbrennungsanlagen ebenfalls kapazitätsseitig nicht gewährleistet werden kann. Das hat wiederum zu erheblichen Preiserhöhungen, die bis in den Bereich der Sonderabfallverbrennung durchgeschlagen sind, geführt.

Rückblick auf die Leistungen der Oberflächentechnik für den Umweltschutz

-Fortsetzung aus Heft 10/2006-

Ausblick

Die vorangegangenen Ausführungen haben nur einen groben Überblick geben können über die Entwicklung der Oberflächentechnik und ihre vielfältigen Anwendungsgebiete insbesondere bezüglich ihrer Bedeutung für den Umweltschutz. Fragen des Um- weltschutzes sind nicht neu. Bereits vor mehreren hundert Jahren entstanden an bestimmten Wirtschafts- und Handelszentren Umweltbelastungen von zum Teil außerordentlichem Ausmaß, denen man sich zunächst scheinbar hilflos ausgeliefert sah.

Der Mensch hat zwar den biblisch-göttlichen Auftrag, die Schöpfung zu bewahren und zu verwalten, er maßt sich aber zunehmend an, die Schöpfung vermeintlich zu verbessern. Viele gut gemeinte, diesbezügliche Maßnahmen entpuppen sich daher in der Folge als Rückschläge, weil wir die aus unzähligen Faktoren zusammengesetzte Welt mit unserem begrenzten Hirn gar nicht voll erfassen können. – Mit unserer Technik sind wir von deren Vorzügen für unsere Bequemlichkeit zunächst begeistert, stellen dann aber zunehmend die Schattenseiten fest und versuchen dann – meist mit pekuniärem Druck und Steuergewinn für das Staatssäckel – die Entwicklung zu korrigieren. Eine solche Entwicklung ist auch der sparsame Dieselmotor. In jüngerer Zeit stellte man fest, dass die mit dieser Technik verbundenen Emissionen nicht nur den Auspuff schwärzen, sondern mit den emittierten Kleinpartikeln auch die Atemluft beeinträchtigen. Man lernt immer noch dazu. Was also tun? 

Bericht über die zweite 4M-Konferenz in Grenoble

Die Anzahl von Konferenzen, die sich mit den Begriffen Mikro, bzw. in den letzten Jahren Mikro-Nano schmücken, ist recht zahlreich. Als Schlüsseltechnologie mit großem Potenzial für viele Zukunftsanwendungen gibt es enorme Forschungsaktivitäten und dement­sprechend auch Bedarf an Konferenzen, um die neuesten Ergebnisse im Expertenkreis vorstellen zu können. Anwendungen, wie Sensoren oder Aktoren, haben schon lange ihre Plattform und Themen wie die Mikrofluidik und die Mikrooptik füllen große Veranstaltungssäle. Allerdings werden die meisten dieser Tagungen von siliziumbasierten Bauteilen dominiert. Die Arbeiten, die sich mit Materialien wie Metall, Polymer oder gar Keramik befassen, fristen in diesen Konferenzen meist ein Schattendasein. Da bei der Auswahl der Veranstaltung die Anwen

Bericht über die MST-Sitzung bei der ZVO-Tagung 2006 in Bonn

Der Vortragsblock über die Mikrosystemtechnik fand ganz am Ende einer der drei Parallelsitzungen des fachlichen Teils der ZVO-Jahrestagung 2006, am Freitagnachmittag nach 15 Uhr statt. Vor den Konferenzräumen war die Ausstellung schon fast abgebaut und die Reihen der Tagungsteilnehmer hatten sich deutlich gelichtet. Immerhin saßen zu Beginn der Vorträge noch mehr als 25 Zuhörer im großen Saal, um die Mikrosystemtechnik-Sitzung zu erleben. Allerdings dünnte sich die Zuhörerschaft im Lauf der Vorträge deutlich aus und am Ende saß dann nur noch ein harter Kern ziemlich verloren in einem Riesenraum, der wohl 300 Sitzplätze hatte. Die Sitzungsleitung für diesen Teil hatte Prof. Dr. Christine Jakob von der TU Ilmenau und der ge- meinsame Nenner der letzten drei Vorträge war die LIG(A)-Technik.

Das Stichwort Nano-Mikro-Integration beschreibt die Integration von Nanostrukturen in Mikrosysteme mit dem Ziel, eine bessere Funktionalität des Gesamtsystems zu erreichen. Meistens bedeutet es in der Praxis jedoch (nur), dass man Mikrosysteme teilweise unter Verwendung von Nanomaterialien herstellt. Man kann Nano/Mikrosysteme als intelligente miniaturisierte Systeme beschreiben, die Sensor- bzw. Aktoreigenschaften mit Informationsverarbeitung verbinden. Meistens sind es multifunktionale Systeme, die zwei oder mehr elektrische, mechanische, optische usw. Eigenschaften verbinden. Es ist mittlerweile zur Genüge bekannt, dass die Gesetze in der Nanowelt von denen der Makro- und häufig auch der Mikrowelt total verschieden sind. Gesetzmäßigkeiten aus unserer Makrowelt lassen sich kaum in die Nanowelt übertragen und umgekehrt. Aber gerade diese Unvereinbarkeit bietet die Chance, Nano- strukturen in Mikrosysteme zu integrieren und von den neuartigen physikalischen oder chemischen Eigenschaften der nanostrukturierten Materialien zu profitieren. In den meisten Fällen, in denen Nanostrukturen in Mikrosysteme integriert sind, handelt es sich um ultradünne Schichten bzw. Schichten oder Verbundschichten aus Nanoteilchen. Auf diese Weise sind Techniken und teilweise Anwendungen möglich geworden wie gassensitive Schichten, GMR-Sensoren (für Festplatten-Leseköpfe mit höherer Integrationsdichte, die heute schon auf dem Markt sind und für höchstempfindliche Linear- oder rotierende Encoder, die man ebenfalls schon kaufen kann), oder höchstauflösende mechanische Detektion mit AFM-Techniken.

Beitrag zum sicheren Umgang mit Prozessgasen

Technische Gase gehören in vielen Bereichen zum Industriealltag. Für alle, die damit richtig umzugehen wissen, bedeuten sie keine Gefahr. Durch technische oder verhaltensbedingte Fehler jedoch können Unfälle oder Schadensfälle verursacht werden, die unter Umständen auch rechtliche Konsequenzen beinhalten. Derzeit befinden sich die entsprechenden Sicherheitsvorschriften im Umbruch. Diese sehen im Bereich Arbeitsschutz eine erweiterte Eigenverantwortung für den Arbeitgeber vor. Die Sorge um Sicherheit und Gesundheitsschutz der Beschäftigten ist eine wesentliche Führungsaufgabe – gleichzusetzen mit der Verantwortung für Produktion, Qualität, Kosten und Wirtschaftlichkeit. Sie schließt die Verpflichtung ein, stets alle für den Schutz der Beschäftigten erforderlichen Maßnahmen durchzuführen. Oft mangelt es aber an der Zeit beziehungsweise an Mitarbeitern, die in der Lage sind, diese Aufgaben vollständig zu erfüllen.

Gegenstand der hier vorgestellten Forschungsarbeiten ist die Herstellung und Charakterisierung feinkörniger hartmetallähnlicher Schichten durch Laser- und Plasma-Pulver-Auftragschweißen. Als Schichtwerkstoff dient TiC-Verbundpulver mit Kern-Hülle-Struktur, das zur besseren schweißtechnischen Verarbeitung mechanisch mit Metallpulver auf Nickel- oder Kobaltbasis gemischt wurde. Es entstehen Schichten mit homogen verteilten feinkörnigen Hartstoffpartikeln und metallurgischer Bindung zum Substrat. Die Härtewerte der Schichten liegen zwischen 550 und 820 HV0,3. Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen dienen der Charakterisierung der Auflösungs- und Ausscheidungsvorgänge.

Die Meinungen zum zukünftigen Umgang mit der Kernenergie sind in Europa geteilt. Deutschland zählt zu den wenigen Staaten, die in der Kernenergie keine Zukunft sehen und auf andere Energiequellen setzen. Einerseits sollen umweltfreundliche wie die Solar- und Windenergie sowie die Wasserkraft weiter genutzt und ausgebaut werden, andererseits will man vermehrt auf im Land verfügbare Kohlevorräte zurückgreifen. Modernste, emissionsarme Braunkohlekraftwerke mit höherem Wirkungsgrad sollen den Ausstoß von Kohlendioxid deutlich verringern. Sicher eine brauchbare Übergangslösung, aber auch die Kohlevorräte sind endlich und es wird noch immer eine Menge Treibhausgas in die Luft gepustet. Welche Alternativen gibt es noch?

Wer als Autofahrer auch künftig up to date sein möchte, der setzt bei der Lackierung seines Fahrzeugs auf effektvolle Mischfarben, deren Zuordnung zu einer klassischen Farbe kaum noch möglich ist. Statt Grün, Blau oder Grau heißt es bald Petrol-Grau, Greige oder Greenish Blue. So lassen sich die neuen Trendsetter noch am ehesten beschreiben. Das komplette Farbspektrum solch eines Mischtons offenbart sich oft erst durch einen besonderen Lichteinfall. Türkise Effekte lassen ein Blau geheimnisvoll erstrahlen, feiner Perlglanz überzieht raffiniert ein zartes Grüngrau. Was zählt, sind Überraschungseffekte und das bewusste Spiel mit Wahrnehmung und Zweideutigkeiten. Das erklärten die Designer der BASF Coatings, Michaela Finkenzeller, Sandra Mathia (Nordamerika) und Eiji Fujimori (Asien-Pazifik) bei der Vorlage der traditionellen, jährlichen Farbtrendprognose der BASF Coatings. Neben Farben und Effekten wird die haptische Beschaffenheit von Autooberflächen für Käufer immer wichtiger. Sie werden künftig noch differenzierter gestaltet: hochglänzend, matt oder beides in Kombination. Die vorgelegten Prognosen, die die BASF Coatings in enger Zusammenarbeit und Abstimmung mit den Designern der globalen Automobilindustrie entwickelt hat, halten erfahrungsgemäß in drei bis sechs Jahren ihren Einzug in die Automobillackierung, also in den Jahren 2009/2010.

Beschichtungen können im Freien durch die Einwirkung von Licht, Wasser und Sauerstoff abgebaut werden, vor allem dann, wenn die Beschichtungen Titandioxid (TiO2) enthalten, das photokatalytisch aktiv ist und deshalb den Abbau des umgebenden Bindemittels der Beschichtung beschleunigt [1, 2]. Daher wird in der Praxis die photokatalytische Ak- tivität des Titandioxids durch Oberflächenbehandlung vermindert und es werden beständige Bindemittel eingesetzt. Man hat auch schon früher versucht, die photokatalytische Aktivität von Pigmenten in Beschichtungen zu ihrer Selbstreinigung zu nutzen. Allerdings wurden dabei die Beschichtungen von der Oberfläche her kontinuierlich abgebaut.

Im Oktober 2006 wurden die Nobelpreisträger dieses Jahres nominiert. Ausgezeichnet werden die fünf klassischen, von Alfred Nobel selbst benannten Fächer. Die Preisverleihung selbst ist im Dezember in Stockholm. Ganz anders bei den Preisträgern des Ig Nobel. Diese haben ihre Auszeichnung bereits in einer feierlichen, etwas ungewöhnlichen Zeremonie erhalten. Wie immer wurden die Preise auch in diesem Jahr von echten Nobelpreisträgern im historischen Sanders Theater der Harvard Universität (USA) überreicht. Die Veranstaltung ist längst zu einem nicht ganz ernst zu nehmenden Highlight der internationalen Forschergemeinde geworden und obwohl der Preis für die Uni-Karriere so hilfreich und förderlich ist wie etwa die goldene Himbeere für den schlechtesten Schauspieler bzw. Schauspielerin des Jahres, nahm die Mehrzahl der Preisträger ihre Auszeichnung persönlich entgegen.