Edelmetall für technische Oberflächen – Ein Blick auf die Eigenschaften

Oberflächen für die Signalübertragung – HUBER+SUHNER als Dienstleister

Effektive Lösungen zur bedarfsgerecht sauberen Oberfläche – Fachverband FiT www.wotech-technical-media.de

WOKompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfläche | 10 / 2013

MagBAND 2

ISSN 2195-5905

HVOF – Parameter Development for Wire and Powder Feedstock Materials

Bandgalvanik – Edelmetalleinsparung durch hochpräzise Verfahrenstechniken

ELB bietet hochpräzise und extrem langzeitstabile Oberflächen für die Leichtbauprodukte von morgen

Editorial

Immer kleiner, immer schneller, immer leistungsfähiger

www.poeton.co.uk

Poeton are surface coating specialists in hard chrome, anodising, electroless nickel, polymers, plasma spraying and metal/polymer composites. We also offer design and R&D support to all major industrial sectors worldwide.

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Unsere Zeit ist geprägt vom Wandel. Wir streben heute da-nach, ständig etwas Neues zu bekommen, während sich frühere Jahrhunderte oftmals durch den Erhalt des Ge-wohnten ausgezeichnet haben und nur wenige Menschen sich mit der Entwicklung des Wissens, der Geräte und Ein-richtungen befassten.

Ganz besonders deutlich wird dieser moderne Trend in den letzten zehn Jahren durch die allgegenwärtigen elektroni-schen Helfer. Sie bringen viele Annehmlichkeiten, die wir im letzten Jahrhundert noch als Vision von Science Fiction-Autoren abgetan haben. Besonders auffallend ist dabei, dass die Größen der eigentlichen Arbeitseinheiten der Ge-räte immer kleiner, immer schneller und immer leistungs-fähiger werden. Die Displays werden zwar auch leistungs-

fähiger, dafür aber immer größer, so dass hier die verarbeitenden Einheiten und Speicher als kleinste Einheit fast schon verschwinden.

Zu dieser Entwicklung beigetragen haben ganz entscheidend die Werkstoffwissenschaft und Werkstoffverarbeitung. Sowohl bei den eigentlichen Gehirnen, den aktiven Bauelementen, als auch bei den reinen Speichern waren neue Werkstoffe, die Kombination von Werkstoffen oder die Verarbeitungsmethoden die Garanten für die Entwicklung. Dies wird sich auch in nächster Zukunft kaum ändern, wenn es um die weitere Leistungssteigerung der elektroni-schen Chips geht. Ganz unbemerkt wird dabei die Werkstofftechnik zur Oberflächentechnik, da die Entwicklung der elektronischen Bauelemente zu immer dünneren Strukturen geht. Unter anderem steigt dadurch die Übertragungsgeschwindigkeit der Signale und vor allem sinkt die notwendige Energie zum Betrieb der Bauelemente. Erkennbar ist dies beispielswei-se an sinkenden Arbeitstemperaturen; der Energieverlust durch Abwärme wird geringer und die Nutzungsdauer der verfügbaren Batterien und Akkumulatoren steigt damit.

Einen wichtigen Beitrag leisten dabei auch die elektrochemischen Verfahren, mit denen nicht nur die Leiter in aktiven Bauelementen aufgebaut werden, sondern beispielsweise auch die zahlreichen Kontaktelemente zur Verbindung von Leitungen mit den Chips oder die Steckverbinder zwischen Geräten und Geräteelementen hergestellt werden. Die geringen Arbeitsspannungen der elektronischen Geräte machen es erforderlich, dass auf die guten Kontakteigenschaften der Edelmetalle, allen voran Gold, nicht verzichtet werden kann. Die Oberflächenbeschichtung bietet hier die Möglichkeit, geringste Flächenbereiche mit gerin-gen Schichtdicken zu versehen und damit mit minimalsten Mengen an Edelmetallen auszu-kommen. Ganz besonders beeindruckend ist hierbei die Präzision der Technologie zur Her-stellung von immensen Mengen an Bauteilen. Einen Einblick in diese Welt der Produktion bietet der Beitrag von Thomas Frey in der vorliegenden Ausgabe der WOMag.

Noch weitreichender sind die Angebote an modernen Fertigungsverfahren für elektrische und elektronische Einrichtungen auf der diesjährigen productronica vom 12. bis 15. Novem-ber in München. Hier werden viele der technologischen Entwicklungen von Fachleuten de-tailliert präsentiert. Sie lassen erahnen, welchen Neuheiten uns in den nächsten Jahren erwarten.

Herbert Käszmann Dipl.-Ing. (FH) WOTech GbR

Beschichtung von Medizinprodukten 31 Thermische Spritzschicht 14

Edelmetallabscheidung 21

Neues Fraunhofer Kunststoffzentrum in Zittau 10 Antenne aus metallisiertem CFK 9

Effiziente Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter in der Montage 4

Ultrafiltration für die Elektrolyt- aufbereitung von ECM-Anlagen 6

Spröder Werkstoff gewinnt Zähigkeit – wolframfaserverstärktes Wolfram 8

Funkender Kunststoff – Einzigartige Antennen aus CFK und Metall 9

Neues Fraunhofer-Kunststoffzentrum Oberlausitz entsteht in Zittau 10

Effektive Lösungen zur bedarfs- gerecht sauberen Oberfläche 12

GTV TopGun Typhoon: parameter development for wire and powder feedstock materials 14

Edelmetalleinsparung durch hochpräzise Verfahrenstechniken und alternative Schichtsysteme 16

Stückverzinkung umweltbewusst und effizient 20

Edelmetalle für technische Oberflächen – Ein Blick auf die Eigenschaften 21

V2013 – Vakuumbeschichtung und Plasmaoberflächentechnik 24

Mit Qualität zum Erfolg 26

Oberflächenschutz mit höchster Effektivität 30

Oberflächenbeschichtung und Verpackung von medizinischen Implantaten in hochsterilem Umfeld 31

Kleinwannensysteme und Anlagen für funktionale und dekorative Oberflächen 32

WERKSTOFFE OBERFLÄCHEN OBERFLÄCHEN

Galvanikanlage bei Huber+Suhner 26

WOMag2 10 2013

INHALT

Galvanische Beschichtung auf elektrotechnischen Teilen 26

Serie – Kleine Werkstoffkunde – Werkstoffe als Basis für Bauteile – Werkstoffeigenschaften 38

Inserentenverzeichnis 38

Sägen aus Kohlenstoff 35

Elastomerfolien u. gummierte Gewebe 35

Automatische Bewertung der Defekt- dichte führt das Yield-Management 35

Antennen ersetzen Kabel 35

Neue Normen 36

Patente 37

Zum Titelbild:

ELB bietet hochpräzise und extrem langzeitstabile Oberflächen für die Leichtbau- produkte von morgen. Individuell, umweltfreundlich und exakt reproduzierbar durch modernste Prozesstechnik: www.ceranod.de (Anzeige auf Umschlagseite 2)

BERUF + KARRIERE

RUBRIKEN

Galvanische Bandbeschichtung 16 Stückverzinken 20

VERBÄNDEDemokratie heißt Entscheidung durch die Betroffenen – auch in Europa? 33

Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e. V. (DGO) DGO-BG Thüringen und Sachsen 34

Verein Deutscher Ingenieure e. V. (VDI) 34

INHALT

WOMag – Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfläche –Internationales Fachmagazin in deutscher und (auszugsweise) englischer Sprachewww.womag-online.de ISSN: 2195-5891 (Print), 2195-5905 (Online)

Erscheinungsweise12 x jährlich, jeweils zum 10. des Monats

Herausgeber und VerlagWOTech – Charlotte Schade – Herbert Käszmann – GbR Am Talbach 2 79761 Waldshut-Tiengen Telefon: 07741/8354198 www.wotech-technical-media.de

VerlagsleitungCharlotte Schade Mobil 0151/29109886 schade@wotech-technical-media.deHerbert Käszmann Mobil 0151/29109892 kaeszmann@wotech-technical-media.de

Redaktion/Anzeigen/Vertrieb/Abosiehe Verlagsleitung

BezugspreiseJahresabonnement Online-Ausgabe: 149,– E, inkl. MwSt. Die Mindestbezugszeit eines Abonnements beträgt ein Jahr. Danach gilt eine Kündigungsfrist von zwei Monaten zum Ende des Bezugszeitraums.

Es gilt die Anzeigenpreisliste Nr. 02 vom 1. Januar 2013

InhaltWOMag berichtet über: – Werkstoffe, Oberflächen – Verbände / Institutionen– Unternehmen, Ausbildungseinrichtungen– Veranstaltungen, Normen, Patente

Leserkreis: WOMag ist die Fachzeitschrift für Fachleute des Be-reichs der Produktherstellung für die Prozesskette von Design und Konstruktion bis zur abschließenden Ober-flächenbehandlung des fertigen Produkts. Im Vorder-grund steht die Betrachtung der Werkstoffe und deren Bearbeitung mit Blickrichtung auf die Oberfläche der Produkte aus den Werkstoffen Metall, Kunststoff und Keramik.

WOMag-BeiratWOMag wird von einem Kreis aus etwa 20 Fachleuten der Werkstoffbe- und -verarbeitung sowie der Oberflä-chentechnik beraten und unterstützt.

BankverbindungBW-Bank, BLZ 60050101, Konto 2344238

Das Magazin und alle in ihm enthaltenen einzelnen Bei-träge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Bei Zusendung an den Verlag wird das Einverständnis zum Abdruck vorausgesetzt. Nachdruck nur mit Geneh-migung des Verlages und ausführlicher Quellenangabe gestattet. Gezeichnete Artikel decken sich nicht unbe-dingt mit der Meinung der Redaktion. Für unverlangt eingesandte Manusikripte haftet der Verlag nicht.

Gerichtsstand und ErfüllungsortGerichtsstand und Erfüllungsort ist Waldshut-Tiengen

HerstellungWOTech GbR

DruckSCHMID Druck + Medien GmbH & Co. KG

© WOTech GbR, 2013

IMPRESSUM

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WERKSTOFFE

WOMag

Im LIAA-Projekt (LIAA = Lean Intelligent Assembly Automation) arbeiten führende europäische Forschungsinstitute, Kompo-nentenhersteller, Technologieanbieter und Endanwender zusammen. Ziel des Projekts ist es, ein einheitliches Software-Framework für Montagesysteme zu entwickeln, das die Stärken von Mensch und Roboter vereint. Je nach Prozess und Kapazitätsauslastung des Werkers können die Montagearbeits-plätze gleichzeitig sowohl vom Roboter als auch vom Menschen genutzt werden. Wäh-rend der Roboter beispielsweise repetitive und schwere Arbeiten übernimmt, kann sich der Werker auf kognitiv anspruchsvolle und feinmotorische Aufgaben konzentrieren.

Intelligente Symbiose zwischen Mensch und Roboter

Intelligente Algorithmen segmentieren den Montageprozess in einzelne Schritte und weisen diese je nach Eignung und Auslas-tung dem Werker oder dem Roboter zu. Dabei wird die Aufgabenbeschreibung des Arbeitsschritts ressourcengerecht aufberei-tet. So werden dem Roboter maschinen-lesbare Kommandos beziehungsweise Zu-standsdiagramme zugesendet. Dem Werker werden an Ort und Stelle multimediage-stützte Montageanleitungen generiert und per Head-Mounted-Display (HMD) bezie-hungsweise Tablets angezeigt.

Voraussetzung für eine effiziente Zusam-menarbeit ist es, dass die beteiligten Ar-beitspartner wissen, welchen Arbeitsschritt der andere durchführt. Während der Aus-führung des Montageprozesses wird dem Werker mit Augmented-Reality-Technolo-gie kommuniziert, was der Roboter gerade

tut beziehungsweise als Nächstes tun wird. Dazu werden beispielsweise die Bahndaten visualisiert oder die gesperrten Arbeitsbe-reiche angezeigt. Kameragestützte Infor-mationssysteme und intelligente Wahrneh-mungs- und Prognosealgorithmen sorgen dafür, dass der Roboter ableiten kann, welchen Arbeitsschritt der Werker gerade ausführt. Dadurch kann er sein eigenes Verhalten entsprechend anpassen und bei-spielsweise zusätzliche Arbeitsschritte bei Verzögerungen übernehmen.

Lean und Low-Cost

Für den industriellen Bereich werden in LIAA fünf Anwendungsfälle in Zusammenarbeit mit europäischen Endanwendern konzi-piert. Dabei spielt der Einsatz von Low-Cost-Komponenten für die Wirtschaftlichkeit in der Montage eine entscheidende Rolle. Nach Martin Naumann, LIAA-Projektkoor-dinator und Gruppenleiter in der Abteilung Roboter und Assistenzsysteme am Fraun-hofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), hat LIAA zum Ziel, auf Basis von am Markt erhältlichen Leicht-baurobotern, kostengünstiger Sensorik und

Open-Source-Robotersteuerungssoftware ein Framework zum wirtschaftlichen Ein-satz von Roboterassistenten in der Montage zu entwickeln. Der entscheidende Vorteil: Systemintegratoren können kostengünsti-ge Robotersysteme mit Leichtbaurobotern auf Basis des Frameworks implementie-ren. Durch die Bereitstellung von diversen standardisierten Schnittstellen und einer Bibliothek verknüpfbarer, parametrierbarer Programmbausteine des Roboters oder der verwendeten Sensoren genügt es, das Framework für die jeweilige Montagean-wendung zu konfigurieren.

Sicherheit des Werkers

Einer der Forschungsschwerpunkte von LIAA ist es, die Sicherheit des Menschen anhand einer (teil-)automatisierten Risiko-bewertung des Montagesystems während der Konzeption und adäquater Sicherheits-maßnahmen während der Ausführung zu gewährleisten. Hierbei verfolgt LIAA ein ab-gestuftes Sicherheitskonzept, das je nach Risikobewertung, präventive, weiche oder harte Sicherheitsmaßnahmen auswählt und kombiniert. Das LIAA-Framework un-

Effiziente Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter in der MontageRoboter sollen die Produktivität steigern, die Arbeitssicherheit erhöhen und Menschen entlasten. Am 2. September 2013 startete das anwendungsorientierte EU-Projekt LIAA. In einem europäischen Konsortium unter Leitung des Fraunhofer-IPA entwickeln Wissen-schaftler kostengünstige Robotersysteme und Anwendungen für die Montage. Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Robotern soll dazu beitragen, die kognitiven Fähigkeiten des Menschen mit der Kraft und Wiederholgenauigkeit von Robotern zu kombinieren.

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WERKSTOFFE

WOMag

terstützt die Einbindung der hierfür not-wendigen Sicherheitstechnik. Die aktive Mitwirkung in entsprechenden Standardi-sierungs- und Zertifizierungsgremien soll dazu beitragen, die im Rahmen des Projekts gewonnene Erfahrungen und Erkenntnisse in die Erarbeitung eines neuen Sicherheits-standards für kollaborative Roboter einflie-ßen zu lassen.

Anwendungsorientierung

Das Forschungsprojekt LIAA wird durch das Fraunhofer-IPA in Stuttgart koordiniert, eine der führenden Institutionen für angewandte Forschung im Bereich Robotik. Weitere Part-

ner des Projekts sind Universal Robot A/S (Hersteller von Leichtbaurobotern), Visual Components OY (Anbieter von Simulations-technologie), InSystems Automation GmbH und LP-Montagetechnik GmbH (Anbieter von Montagelösungen), Penny AB und EON Development AB (Anbieter von AR-Hard-ware und Software). In Kombination mit den international renommierten Forschungsein-richtungen Fundacion Tecnalia Research & Innovation, DTI Danish Technological Insti-tute und dem Laboratory for Manufacturing Systems and Automation LMS an der Uni-versität Patras verfügt LIAA über das tech-nische Know-how und die technologische

Breite, um das angestrebte Projektziel zu realisieren.

Die Einbindung von fünf Endanwendern (Adam Opel AG, Dresden Elektronik Inge-nieurtechnik GmbH, SPINEA s.r.o., Fischer IMF GmbH & Co. KG und TELNET Redes In-teligentes SA) aus verschiedenen Indus-triezweigen und mit unterschiedlichen Montageanwendungen ermöglicht es, das entwickelte Framework bereits zur Projekt-laufzeit in fünf Technologie-Demonstratoren praktisch zu erproben.

➲➲ www.ipa.fraunhofer.de

➲➲ www.project-leanautomation.eu

Neu zur EMO 2013 stellte das Unternehmen zusätzlich zu den manuell zu reinigenden Filtern ein kompaktes, rückspülbares Ma-gnetfiltersystem Automag C vor. Das rück-spülbare Magnetfilter Automag C besteht aus einem Filtergehäuse mit insgesamt acht Magnetfilterstäben. Die Schmutzpar-tikel, die mit der Prozessflüssigkeit in das Filtergehäuse gelangen, werden durch das extrem starke Magnetfeld der Magnetfilter-stäbe angezogen und haften auf der Ober-fläche der Magnetfilterstäbe an. Durch die besondere Strömungsführung in dem Mag-netfiltersystem ist sichergestellt, dass alle Magnetfilterstäbe gleichmäßig umströmt werden. Dadurch werden die Partikel ge-zielt in das Magnetfeld der Magnetfilterstä-be gespült, so dass auch feinste Partikel bis zu 1 Mikrometer auf den Magnetfilterstäben haften.

Durch die besondere Anordnung der Mag-netfilterstäbe wird verhindert, dass das Fil-ter bei voller Belastung verstopft. Wenn die

Magnetfilterstäbe vollständig mit Schmutz belegt sind, werden die Magnete mit Hilfe eines Druckluftzylinders aus den Hüllroh-ren herausgeschoben und die gesammelten Schmutzpartikel werden aus dem Filter aus-gespült. Der Rückspülvorgang dauert unge-fähr zehn Sekunden und das Magnetfilter ist wieder einsatzbereit. Das Magnetfiltersys-tem Typ Automag C ist für einen Durchfluss bis maximal 200 l/min ausgelegt. Durch die Entfernung von Mikropartikeln bis zu 1 Mik-rometer ergeben sich für den Anwender er-hebliche Vorteile, wie beispielsweise eine verbesserte Oberflächenqualität, längere Standzeit des Kühlschmierstoffs, ein ge-ringerer Verbrauch an Filtervliesen und Fil-terpatronen, eine längere Lebensdauer von Pumpen und Ventilen sowie eine geringere Bakterienbelastung des Kühlschmierstoffs.

FRIESS GmbH Böttgerstraße 2, D-40789 Monheim/Rhein

➲➲ www.friess.eu

Selbst reinigendes Magnetfilter für KühlschmierstoffeSeit 2011 bietet die Friess GmbH Magnetfilter verschiedener Bauarten zur Entfernung von ferritischen Partikeln aus Kühlschmierstof-fen, Schleifölen, Honölen, Waschwasser und anderen Prozessmedien. Aufgrund der eingesetzten Magnete mit extrem hoher Feldstär-ke können Mikropartikel bis unter 1 Mikrometer aus Prozessflüssigkeiten entfernt werden. Eine Integration in bestehende Systeme ist aufgrund der einfachen, anwenderfreundlichen Bauweise schnell und einfach möglich. Gegenüber den bekannten Magnetwalzen bieten die Magnetfilter den Vorteil, dass bei gleichem Flüssigkeitsdurchsatz kleinere Partikel entfernt werden und die nachfolgenden Reinigungsstufen deutlich entlastet werden.

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WERKSTOFFE

WOMag

Elektrochemische Metallbearbeitung (ECM)

Die elektrochemische Metallbearbeitung (ECM) ermöglicht eine schnelle und exakte Bearbeitung von Präzisionsteilen, die mit herkömmlichen Methoden nicht erreicht werden können. Das Fertigungsverfahren wird häufig angewendet für schwer zer-spanbare Werkstoffe, komplizierte Formen oder für Werkstücke mit innenliegenden, schwer zugänglichen Bohrungsverschnei-dungen. Dabei werden Metalloberflächen mittels elektrochemischen Abtragens, ohne Kontakt zwischen Werkstück und Werkzeug, durch Formgebung, Entgraten und Polieren bearbeitet.

Insbesondere für hochwertige Bauteile, wie zum Beispiel Turbinenschaufeln, Einspritz-düsen, Spritzgussformen oder medizinische Implantate wird das ECM-Verfahren einge-setzt. Des Weiteren entfällt bei der Techno-logie eine Temperaturbelastung des Grund-werkstoffs und damit auch die Gefahr einer Änderung der mechanischen Eigenschaften, was bei vielen harten Werkstoffen gewähr-leistet sein muss.

Bearbeitungsverfahren mit Herausforderung

Das elektrochemische Metallabtragen wird neben dem Funkenerodieren für die schnel-le und belastungsarme Technologie für die Herstellung von komplexen und genauen Geometrien eingesetzt. ECM setzt voraus, dass das zu bearbeitende Material elekt-risch leitend ist und unter Einwirkung von Strom in einem Elektrolyten – einer elekt-risch leitenden Lösung aus meist Natrium-nitrat oder Natriumchlorid in Wasser – auf-gelöst werden kann. Die Auflösung erfolgt, indem das Werkstück in einem Stromkreis – Gleichstrom oder Pulsstrom – als Anode und ein Werkzeug als Kathode geschaltet wird. Wie bei der Funkenerosion ist es hier-bei möglich, durch den Einsatz von Form-elektroden Konturen in das Werkstück zu ätzen. Der hauptsächliche Stromfluss er-folgt an den Stellen mit dem geringsten Ab-stand von 0,05 mm bis 1 mm zwischen den beiden Elektroden, dem so genannten Ar-beitsspalt, wodurch die Oberflächenkontur

die Form der Kathode erhält. Alternativ kann eine drahtförmige Kathode in drei Achsrich-tungen über die Oberfläche geführt und so die Form erzeugt werden. Der elektrochemi-sche Abtrag ist schnell und erfolgt mit einer Geschwindigkeit bis zu einem Millimeter pro Minute auf dem gesamten Werkstück.

Wichtige Kriterien für die Prozesssicherheit sind die Überwachung und Regelung der zentralen Parameter Spannung, Temperatur und Elektrolytqualität – in erster Linie der Zusammensetzung. Nur durch die Aufrecht-haltung einer konstanten Elektrolytqualität mit optimalem pH-Wert, Leitfähigkeit, Tem-peratur und Reinheitsgrad ist ein effizienter Abtrag der Werkstückoberfläche möglich. Da beim elektrochemischen Abtrag Me-tall vom Werkstück in Lösung geht, ändert sich aber während der Bearbeitung die Zu-

sammensetzung des Elektrolyten. Das Lö-sungsvermögen der Metallionen im Ar-beitselektrolyten ist allerdings beschränkt und es bildet sich bei den verwendeten Elektrolyten ein Schlamm aus Metallhyd-roxid. Das als Metallhydroxidschlamm sich absetzende, abgetragene Material muss aus der Elektrolytlösung entfernt werden. Dafür kommen verschiedene Verfahren in Betracht.

Entfernen von Metallhydroxid – ein neuer Ansatz

Mit zu der am meisten eingesetzten Me-thode zum Entfernen von Metallhydroxid aus Lösungen zählt die klassische Filtration über eine Kammerfilterpresse. In der Regel liegt der Hydroxidschlamm sehr fein und als dünnflüssige Masse mit einem hohen Was-

Ultrafiltration für die Elektrolytaufbereitung von ECM-AnlagenEnviroFALK setzen neue Maßstäbe in der Abtrennung von Metallhydroxiden

Ultrafiltration für die Elektrolytaufbereitung von ECM-Anlagen in der Leistungsstufe von 100 l/min

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WERKSTOFFE

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seranteil vor. Eine Kammerfilterpresse muss daher bei hoher Beaufschlagung einer tägli-chen intensiven Reinigung unterzogen wer-den. Die Reinigung wird durch zusätzliches Personal oder den Anlagenbediener der ECM-Maschine vorgenommen, wodurch ein täglicher Produktionsstillstand von bis zu einer Stunde verursacht wird.

Die Prozesswasserexperten von EnviroFALK sind seit nahezu 25 Jahren unter anderem im Bereich Pflege von Reinigungsmedien und -anlagen tätig. Mit der eigens entwickelten Ultrafiltrationsanlage hat sich das Unter-nehmen auf die Bedürfnisse von Kunden mit ECM-Maschinen eingestellt. Nach An-sicht von Magnus Häbel, Key Market Mana-ger von EnviroFALK, garantiert die Ultrafilt-ration eine konstant hohe Elektrolytqualität als Grundvoraussetzung für einen stabilen und effizienten ECM-Prozess. Was die An-wender darüber hinaus sehr schätzen, ist der enorm reduzierte Reinigungsaufwand der Kammerfilterpresse und die einfache Entsorgung der Hydroxidfilterkuchen.

Für die prozessorientierte Umsetzung wird der belastete Elektrolyt aus dem Schmutz-tank der ECM-Anlage entnommen und im

Kreislauf über die besonderen Kapillarmem-branen der Ultrafiltration geführt. Dabei werden alle Verunreinigungen aus dem Elektrolyten entfernt. Der gereinigte Elekt-rolyt wird anschließend in den Sauberwas-sertank der ECM-Anlage zurück geleitet.

Die Ultrafiltrationsmembrane zur Reinigung der Elektrolytlösung verfügt über eine Po-renweite von 0,03 µm. Ein Sterilfilter, wie er häufig in der Wasseraufbereitung einge-setzt wird, hat im Vergleich dazu eine Poren-weite von 0,2 µm!

Je nach Prozessauslastung wird in regel-mäßigen Intervallen eine Spülung der Ul-trafiltrationsmembrane durchgeführt. Die Membrane wird vollautomatisch, nur mit dem Elektrolyten und mit Druckluft, gerei-nigt. Für diesen speziellen Reinigungspro-zess werden keine Chemikalien eingesetzt. Dadurch ist eine mögliche Kontamination des Elektrolyten durch Fremdchemikalien ausgeschlossen.

Der bei der Membranreinigung anfallende Metallhydroxidschlamm ist bereits deut-lich durch die Ultrafiltration aufkonzent-riert, bevor er zur weiteren Sedimentation in einen dafür eigens entwickelten Spitz-bodentank gespült wird. Im Spitzbodentank dickt sich der Schlamm weiter ein und wird anschließend über die Kammerfilterpresse abfiltriert. Die Kammerfilterpresse arbeitet im Bypass, wodurch der Metallhydroxid-Schlamm langsam und kontinuierlich aus dem Spitzbodentank entfernt wird. Diese

Arbeitsweise steigert die Effizienz der Kam-merfilterpresse und führt zu einem hervor-ragenden Filtrationsergebnis. Das dabei an-fallende Filtrat wird anschließend in einem geschlossenen Kreislauf wieder in den ECM-Saubertank zurückgeführt. Der anfallende Metallhydroxidschlamm kann als stichfes-ter Filterkuchen mühelos entsorgt werden, wobei das Reinigungsintervall von üblicher-weise einmal pro Tag auf etwa einmal pro Woche verbessert wird.

Überzeugende Erfolgsbilanz

Im ECM-Prozess garantiert die Ultrafiltrati-onsanlage eine konstant hohe Elektrolyt-qualität. Auf diese Weise wird die Auslas-tung der ECM-Anlage deutlich erhöht. Ein weiteres Plus: Der tägliche und intensive Reinigungsaufwand der Kammerfilterpresse reduziert sich auf eine wöchentliche Reini-gung von 15 Minuten. Dadurch werden un-produktive Stillstandzeiten auf ein Mini-mum reduziert. Darüber hinaus lassen sich die stichfesten Filterkuchen des anfallen-den Metallhydroxids wesentlich einfacher und kostengünstiger entsorgen.

Ultrafiltrationsanlagen zur Aufbereitung von Elektrolyten für die elektrochemische Metallbearbeitung wrden in der Leistungs-stufe 50 l/min, 100 l/min und 150 l/min angeboten. Sonderanfertigungen sind auf Kundenwunsch möglich.

EnviroFALK GmbH Gutenbergstraße 7, D-56457 Westerburg

EnviroFALK GmbH

Seit der Gründung der EnviroFALK GmbH im Jahr 1989 stand die Idee im Fokus, Rein- und Prozesswasseranlagen für Industrie und Gewerbe zu entwickeln. Das Unternehmen steht für branchenspezifische Verfahren und Anlagen der Wasseraufbereitung und Wasserbe-handlung. Das Produktangebot umfasst Lösungskonzepte für den Werkzeug- und Formen-bau, die Metallindustrie, Optische Industrie, Glas-, Solar- und Grafische Industrie bis hin zu Medizintechnik, Gewerbliche Küche und Energieerzeugung. Die ressourcenschonen-de EnviroFALK-Kreislauftechnik, die das aufbereitete Wasser wieder in den Prozess zu-rückführt, zeigt den verantwortungsbewussten ökologischen und ökonomischen Umgang mit Wasser. Zu den speziellen Wasseraufbereitungsverfahren des Unternehmens mit Sitz in Westerburg gehören physikalische Verfahren wie Filtration, Ionenaustausch mit Harz- Regenerationsservice, Membrantechnologien wie Umkehrosmose und Ultrafiltration oder Elektrodeionisation (EDI) sowie chemisch-physikalische Verfahren.

➲➲ www.envirofalk.com

Magnus Häbel, Key Market Manager von Enviro-FALK: Die Ultrafiltration garantiert eine konstant hohe Elektrolytqualität, die Grundvoraussetzung für einen stabilen und effizienten ECM-Prozess

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WERKSTOFFE

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Ziel der Arbeiten im IPP ist die Entwick-lung eines Kraftwerks, das – ähnlich wie die Sonne – Energie aus der Verschmelzung von Atomkernen gewinnt. Brennstoff ist ein dünnes Wasserstoffplasma. Zum Zünden des Fusionsfeuers muss das Plasma in Ma-gnetfeldern eingeschlossen und auf hohe Temperatur aufgeheizt werden. Im Zentrum werden über 100 Millionen Grad erreicht. Für Bauteile, die direkt mit dem heißen Plas-ma in Kontakt kommen, ist das Metall Wolf-ram ein vielversprechendes Material. Dies haben umfangreiche Untersuchungen im IPP gezeigt. Ein bisher ungelöstes Problem allerdings ist die Versprödung des Materi-als. Unter Kraftwerksbedingungen verliert Wolfram seine Zähigkeit. Einer punktuel-len Belastung – Zug, Dehnung oder Druck – kann es nicht durch leichtes Nachgeben ausweichen. Stattdessen bilden sich Risse. Die Bauteile reagieren deshalb sehr emp-findlich auf eine lokale Überlast.

Im IPP suchte man daher nach Strukturen, die eine lokal auftretende Spannung vertei-len können. Vorbild waren faserverstärkte Keramiken. Zum Beispiel wird das spröde Siliziumcarbid nach Verstärken mit Fasern aus Siliziumcarbid fünfmal zäher als zuvor. Nach einigen Vorstudien sollte der IPP-Wis-senschaftler Johann Riesch untersuchen, ob ähnliches auch bei dem Metall Wolfram funktionieren kann.

Im ersten Schritt war das neuartige Ma-terial herzustellen. Eine Grundmasse aus Wolfram musste mit beschichteten Lang-fasern aus haardünn gezogenem Wolfram-draht verstärkt werden. Die Drähte – eigent-lich gedacht als Leuchtfaden für Glühbirnen – lieferte die Osram GmbH. Für ihre Be-schichtung wurde im IPP mit unterschied-

lichen Materialien experimentiert, darunter Erbium oxid. Komplett ummantelt, wurden die Wolframfasern dann dicht nebeneinan-der gepackt, entweder parallel oder mitein-ander verwebt. Um schließlich die Drahtzwi-schenräume mit Wolfram auszufüllen, entwickelten Riesch und seine Mitarbeiter zusammen mit dem englischen Industrie-partner Archer Technicoat Ltd. ein neues Verfahren. Während Wolframwerkstücke üblicherweise aus Metallpulver bei hoher Temperatur und hohem Druck zusammen-gepresst werden, wurde für das Verbund-material eine sanftere Methode gefunden. Über einen chemischen Prozess wird das Wolfram bei moderaten Temperaturen aus einer gasförmigen Verbindung auf den Drähten abgeschieden. Damit war es erst-mals gelungen, wolframfaserverstärktes Wolfram herzustellen – mit dem gewünsch-ten Ergebnis: Die Bruchzähigkeit des neuen Verbundmaterials hatte sich bereits in den ersten Versuchen im Vergleich zu faserlo-sem Wolfram verdreifacht.

Im zweiten Schritt wurde untersucht, wie dies funktioniert: Als entscheidend erwies sich, dass die Fasern einen Riss in der Grundmasse überbrücken und die lokal einwirkende Energie im Material verteilen können. Dazu müssen die Grenzflächen zwischen Faser und Wolfram-Grundmas-se einerseits schwach genug sein, um bei Rissbildung nachzugeben, und andererseits stark genug, um die Kraft zwischen Faser und Grundmasse übertragen zu können. In Biegeversuchen lies sich dies per Röntgen-Mikrotomographie direkt beobachten. Die prinzipielle Funktionsweise des Werkstoffs war damit gezeigt.

Maßgebend für seine Brauchbarkeit ist je-doch, dass die gesteigerte Zähigkeit beim Einsatz erhalten bleibt. Um dies zu prü-fen, untersuchte Riesch Proben, die zuvor durch Wärmebehandlung versprödet wor-den waren. Durchleuchtet von Synchro-tronstrahlung oder unter dem Elektronen-mikroskop bestätigten sich beim Ziehen und Biegen der Proben auch in diesem Fall die verbesserten Materialeigenschaften: Wenn die Wolfram-Grundmasse unter Be-lastung versagt, können die Fasern den entstehenden Riss überbrücken und damit aufhalten.

Die Grundlagen für Verständnis und Herstel-lung des neuartigen Werkstoffs sind damit gelegt. Nun will man Proben unter verbes-serten Prozessbedingungen und mit op-timierten Grenzflächen produzieren – die Voraussetzung für die Fertigung in größe-rem Maßstab. Auch außerhalb der Fusions-forschung könnte das neue Material auf In-teresse stoßen

➲➲ www.ipp.mpg.de

Spröder Werkstoff gewinnt Zähigkeit – wolframfaserverstärktes WolframFür stark belastete Partien des Gefäßes, das ein heißes Fusionsplasma umgibt, ist Wolfram – das Metall mit dem höchsten Schmelz-punkt – besonders geeignet. Nachteilig ist jedoch die hohe Sprödigkeit des Materials, das bei Belastung brüchig und schadensanfäl-lig wird. Im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching wurde nun ein neuartiger, widerstandsfähiger Verbundwerkstoff entwickelt: wolframfaserverstärktes Wolfram. Er besteht aus homogenem Wolfram, in das beschichtete Wolframdrähte eingebettet sind. Eine Machbarkeitsstudie zeigt jetzt die prinzipielle Eignung des neuen Verbundmaterials.

Querschnitt durch den neuartigen Wolfram-Ver-bundwerkstoff; das Mikroskop zeigt die kreisför-migen Querschnitte haarfeiner Wolframdrähte, die dicht gepackt in eine Wolfram-Matrix einge-bettet sind Bild: IPP, Johann Riesch

Aktuelles aus Wirtschaft, Wissenschaft und Technik

finden Sie auf unserer Webseite: www.womag-online.de Umfassend und immer auf

dem neuesten Stand!

Die etwa zwölf Meter lange Antenne setzt sich aus etwa 600 einzelnen am Fraunho-fer-IST metallisierten CFK-Hohlleitern zu-sammen. CFK besteht aus Kohlenstoff-fasern und Harzen und ist im Vergleich zu herkömmlichen Antennenmaterialien wie Kupfer oder Aluminium sehr leicht und fest. Der Hochleistungskunststoff ist aber auch anspruchsvoll in der Verarbeitung und ihm fehlt die notwendige elektrische Leitfähig-keit. Um als hochsensibler Antennenstrah-

ler zu funktionieren, müssen alle CFK-Bau-teile innen wie außen homogen mit einer dünnen Schicht aus Kupfer überzogen wer-den. Jedes einzelne der 600 Bauteile hat eine sehr komplexe innere Geometrie. Die homogene Innenbeschichtung war nach Aussage von Dr. Andreas Dietz, Gruppenlei-ter für Galvanotechnologie, einer der größ-ten Knackpunkte in dem mehr als fünfjäh-rigen Projekt. Die Beschichtung wurde am Fraunhofer-IST galvanisch gelöst.

Die größte Herausforderung für die Fraun-hofer-Wissenschaftler: Trotz der im Welt-raum herrschenden heftigen Temperatur-wechsel und mechanischen Belastungen muss die dünne Kupferschicht einwandfrei auf dem Kohlefaserverbundstoff haften. Mit der in Braunschweig hergestellten und be-schichteten Antenne wird Sentinel-1a Ende 2013 exakte Informationen über den Rück-gang des arktischen Meereises, die Ausdeh-nung von Öl- und Hochwasserkatastrophen, Waldbrände bis hin zum Verlauf von Flücht-lingsströmen an die Erde senden. Zukünftig könnte leitfähiges CFK auch im Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbau eine große Rolle spielen.

In dem internationalen Projekt der europä-ischen Weltraumorganisation ESA haben neben der Astrium GmbH, dem Fraunho-fer-IST und der ebenfalls in Braunschweig sitzenden Firma Invent GmbH, welche die Hohlleiter hergestellt hat, verschiedene süddeutsche Unternehmen mitgewirkt. Die Astrium GmbH würdigte die professionelle Ausführung der Antennen mit einer internen Auszeichnung aller Projektpartner.

➲➲ www.ist.fraunhofer.de

➲➲ www.astrium.eads.net

➲➲ www.invent-gmbh.de

Funkender Kunststoff – Einzigartige Antennen aus CFK und MetallSie glänzen kupfern, sind superleicht und ein echter technischer Durchbruch: die innen und außen metallisierten Antennen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). In einem von Astrium (Friedrichshafen) geleiteten ESA-Projekt ist es Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) in Braunschweig ge-lungen, für das Radar-Antennensystem der Sentinel-1-Satelliten eine extrem strapazier-fähige Verbindung zwischen dem Hightech-Material CFK und Kupfer herzustellen. Mit den Leichtgewichten werden zukünftig wichtige Umweltinformationen vom Zustand der Erde aus dem All zur Erde gefunkt.

Links: Der unbehandelte CFK-Hohlleiter, her-gestellt von der Braunschweiger Firma In-vent GmbH; rechts: Am Fraunhofer-IST wurden die CFK-Hohleiter innen und außen mit einer dün-nen Schicht Kupfer überzogen Bild: Elena Dröge, Fraunhofer-IST

Knapp 600 einzeln metallisierte CFK-Hohlleiter zusammengefügt zum Radar-Antennensystem für Sentinel 1a in den Räumen der Astrium GmbH Bild: Astrium

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WERKSTOFFE

WOMag

Am 11. September 2013 fand in unmittel­barer Nachbarschaft der Hochschule Zittau/Görlitz der symbolische Spatenstich zum Neubau eines Fraunhofer­Technikums statt. Namhafte Vertreter aus Wirtschaft, Politik und Forschung informierten die etwa 80 Gäste im Rahmen einer Podiumsdiskussion zur inhaltlichen Ausrichtung und Vision des neuen Fraunhofer­Kunststoffzentrum Ober­lausitz. Dieses soll bis 2015 im Dreiländer­eck entstehen. Das Fraunhofer­Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), die Hochschule Zittau/Görlitz sowie die Technische Universität Chemnitz setzen damit auf eine Vertiefung des Wissens­ und Technologietransfers mit der Kunststoff­branche in Sachsen.

Der Wirtschaftsstandort Lausitz bietet mit einer Vielzahl von Unternehmen, die Pro­dukte aus Kunststoff herstellen, verar­beiten und anwenden, eine gute Basis für nachhaltige Forschungs­ und Entwicklungs­kooperationen. Eine vom Freistaat Sachsen geförderte Fraunhofer­Projektgruppe arbei­tet daher bereits seit 2011 an der Entwick­lung von Leichtbautechnologien. Mit dem

Spatenstich für ein neues Fraunhofer­Technikum wird der Transfer von Forschungs­Know­how in die Region jetzt weiter ausgebaut.

Dr. Welf­Guntram Drossel, kommissarischer Institutslei­ter des Fraunhofer­IWU sieht in der künftigen Vertiefung der Zusammenarbeit die Chance, über das Dreiländereck hinaus wichtige Entwicklungsimpulse zu setzen. Hoch belastbare Kunststoffbauteile sind ins­besondere in den deutschen Schlüsselbranchen Automobil­ und Maschi­nenbau zunehmend gefragt. Die Leichtbau­potentiale sind allerdings noch nicht aus­geschöpft. Hier will Dr. Drossel mit seinen Partnern in Forschung und Wirtschaft anset­zen, um gemeinsam wettbewerbsfähige Lö­sungen zu erarbeiten. Langfristig soll sich die Projektgruppe Zittau des Fraunhofer­IWU auf diesem Weg zu einem der führen­den Forschungsdienstleister für die Kunst­stoffbranche entwickeln.

Im Verlaufe der Podiumsdiskussion stell­ten namhafte Vertreter aus Politik, Wirt­schaft und Forschung die Vision und die Bedeutung des neuen Fraunhofer­Kunst­stoffzentrum Oberlausitz heraus. Zu den Referenten gehörten: Prof. Reimund Neu­gebauer, Präsident der Fraunhofer­Gesell­schaft; Prof. Sabine von Schorlemer, säch­sische Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst; Michael Kretschmer, MdB und Generalsekretär des CDU­Landesverbandes Sachsen; Jörg Schicktanz, Geschäftsfüh­rer der Schicktanz GmbH, Sohland/Spree; Uwe Berg, Director Engineering Bautzen der Bombardier Transportation GmbH, sowie Prof. Friedrich Albrecht, Rektor der Hoch­schule Zittau/Görlitz.

Die erfolgreiche Arbeit der bereits seit dem Jahr 2011 bestehenden Fraunhofer­Projekt­gruppe sowie die vielversprechenden wirt­schaftlichen Perspektiven im Dreiländereck Deutschland, Polen und Tschechien hät­ten die Verantwortlichen dazu bewogen, den Standort in enger Kooperation mit der Hochschule Zittau/Görlitz auszubauen, so Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer­Gesellschaft. Mit dem symbo­lischen Spatenstich für den Neubau des Fraunhofer­Technikums werden die Ambiti­onen, gemeinsam mit der regionalen kunst­stoffverarbeitenden Industrie an marktrei­fen Technologien zu arbeiten, unterstrichen. Darüber hinaus steht die Vertiefung des Technologie­ und Wissenstransfers bei­spielhaft für die zuletzt sehr erfolgreichen Bemühungen von Fraunhofer, noch enger mit Fachhochschulen zu kooperieren. Hier­

Neues Fraunhofer-Kunststoffzentrum Oberlausitz entsteht in ZittauSymbolischer Spatenstich zum Neubau eines Fraunhofer-Technikums

Uwe Berg, Director Engineering der Bombardier Transportation GmbH; Prof. Friedrich Albrecht, Rektor der Hochschule Zittau/Görlitz; Dr. Welf­Guntram Drossel, komm. Institutsleiter des Fraunhofer­IWU; Prof. Sabine von Schorlemer, sächsische Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst; Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer­Gesellschaft; MdB Michael Kretschmer, Generalsekretär des CDU­Landesverbandes Sachsen; Jörg Schicktanz, Geschäftsführer der Schicktanz GmbH; Prof. Lothar Kroll, Leiter der Projektgruppe Zittau des Fraunhofer­IWU und Inhaber der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung an der TU Chemnitz (v. l. n. r.) Bild: Fraunhofer­IWU

Perspektive auf den geplanten Neubau des Fraunhofer­Techni­kums Bild: msp Architekten

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WERKSTOFFE

WOMag

bei erfolgt aktiv Unterstützung vom Bun­desministerium für Bildung und Forschung sowie den Ländern. Die Kompetenzen von Fraunhofer, der TU Chemnitz sowie der Hochschule Zittau/Görlitz werden im neuen Fraunhofer­Kunststoffzentrum Oberlausitz gebündelt. Gemeinsam wird es gelingen, die Wettbewerbsfähigkeit der Region nach­haltig auszubauen.

Prof. Sabine von Schorlemer, sächsische Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst, sieht eine Reihe von Synergieeffek­ten durch die Vertiefung der Zusammen­arbeit zwischen Wissenschaft und regiona­len Unternehmen. Forschung, Entwicklung und Innovation sind wichtige Treiber für die wirtschaftliche Dynamik einer Region. Mit dem Ausbau der Projektgruppe des Fraun­hofer­IWU zum Fraunhofer­Kunststoffzen­trum Oberlausitz kann ein solcher Ent­wicklungsschub erfolgreich gelingen. Den Unternehmen in der Region werden hier technologische Spitzenleistungen geboten. Und auch für die Hochschule Zittau/Görlitz erschließt sich mit der neu entstandenen Kooperationsmöglichkeit ein ganzes Bün­del weiterer Chancen. Die personellen Ver­schränkungen beider Einrichtungen werden neue Synergien heben.

Michael Kretschmer, MdB und Generalse­kretär des CDU­Landesverbandes Sachsen, wies insbesondere auf die Bedeutung der Investition für den Wirtschafts­ und For­schungsstandort Oberlausitz hin. Wie kaum eine andere Wissenschaftsorganisation stehe die Fraunhofer­Gesellschaft für Fort­schritt Made in Germany. Der Spatenstich für das Fraunhofer­Technikum in Zittau ist ein wichtiger Schritt, um mit dem Fraun­hofer­IWU einen international führenden Forschungsdienstleister für die Kunststoff­

branche zu entwickeln. Der Ausbau dieser wichtigen Schlüsseltechnologie im Dreilän­dereck wird den Wirtschaftsstandort Ober­lausitz nachhaltig stärken.

Der symbolische Spatenstich für den Bau­beginn des Fraunhofer­Technikums in der Oberlausitz ist auch für Prof. Friedrich Alb­recht, Rektor der Hochschule Zittau/Görlitz, von großer Bedeutung. Dieser erfolgt direkt auf dem Zittauer Campus, was die Vernet­zung des Fraunhofer­IWU mit den Ingenieur­wissenschaften der Hochschule, insbeson­dere dem Maschinenbau, enorm befördern wird. Mit Unterstützung des Wissenschafts­ministeriums ist es gelungen, dieses Projekt mit einer gemeinsamen Professur Funkti­onsintegrierende Kunststofftechnologien zu untersetzen. Für Prof. Albrecht setzt die­ser Tag ein ganz wichtiges Signal – für die Stärkung des Technologietransfers in die Region und für die Stärkung des hiesigen Wirtschafts­ und Wissenschaftsstandorts. Es ist aber auch ein Signal an die aktuellen und zukünftigen Studierenden: Hier wird an großen und innovativen Rädern gedreht – und alle können dabei sein.

Jörg Schicktanz, Geschäftsführer der Schick­tanz GmbH stellt sich als Projekt­Konsorti­um smart3 | materials – solutions – growth die Frage: Wie wollen wir 2020 leben? Mit smart3! Das Konsortium möchte Werk stoffe entwickeln, die in ihren Eigenschaften fle­xibel und sogar intelligent in der Art sind, dass sie sich äußeren Reizen selbständig anpassen können (z. B. in Form, Festigkeit oder Farbe) – die Form folgt der Funktion. Bei der Umsetzung baue man dabei auch auf die Forschungsaktivitäten des Fraun­hofer­Kunststoffzentrum Oberlausitz – mit dem gemeinsamen Ziel, Arbeitsplätze zu

schaffen und den regionalen Wirtschafts­standort nachhaltig zu stärken.

Uwe Berg, Director Engineering Bautzen der Bombardier Transportation GmbH sieht im Einsatz von Kunststoffen und Kunststoff­verbunden künftig ein immer wichtigeres Marktpotenzial. Insbesondere ist sein Un­ternehmen daran interessiert, die Potenti­ale in Bezug auf Leichtbau und den funkti­onellen Einsatz umfassend zu nutzen. Das Fraunhofer­Kunststoffzentrum Oberlausitz kann hier entscheidende Impulse für die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen und somit für die gesamte Region setzen.

In den Neubau investieren wird die Fraunho­fer­Gesellschaft. Darüber hinaus unterstützt das Bundesministerium für Bildung und For­schung im Rahmen eines Fraunhofer­Fach­hochschul­Programms den Aufbau eines zweiten Arbeitsgebietes Funktionsinteg-rierende Kunststofftechnologien innerhalb der Projektgruppe mit 2,5 Millionen Euro bis 2017. Die Leitung der Projektgruppe über­nimmt Prof. Dr.­Ing. habil. Lothar Kroll, In­haber der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung an der TU Chemnitz sowie CEO des Bundesexzellenzclusters MERGE – Technologiefusion für multifunk­tionale Leichtbaustrukturen. Zudem wird die Zusammenarbeit mit der Hochschule Zittau/Görlitz durch die Einrichtung einer Professur Funktionsintegrierende Kunst­stofftechnologien weiter ausgebaut. Das Fraunhofer­Kunststoffzentrum Oberlausitz wird unter anderem an neuen Leichtbau­technologien und ­verfahren, intelligenten Werkstoffen sowie Rapid Prototyping auf Kunststoffbasis forschen.

➲➲ www.iwu.fraunhofer.de

➲➲ www.hszg.de

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10 201312

WERKSTOFFE

WOMag

Nicht nur die Bestmarke, sondern auch die positiven Reaktionen der 505 Teilnehmer bestätigen, dass die Oberflächentage des ZVO zu den bedeutendsten, deutschspra-chigen Veranstaltungen in diesem Bereich zählen. In diesem Jahr informierten aner-kannte Experten über innovative Lösungen für Automobilanwendungen, für die Ener-giesysteme von morgen, über Steuerungs- und Automatisierungstechnik in der Gal-vano- und Oberflächentechnik sowie über nachhaltige Oberflächenbeschichtungen.

Bauteilreinigung – ein Muss für die Beschichtung

Unabhängig davon, in welchen Bereichen Beschichtungen eingesetzt werden – eine bedarfsgerecht saubere Oberfläche ist Grundvoraussetzung für die spätere Quali-tät und Haltbarkeit. Entsprechend groß war das Interesse an den Vorträgen des Forums Bauteilreinigung, das der FiT am 19. Sep-tember im Rahmen der Oberflächentage durchführte. Es vermittelte umfangreiches Wissen zur Herstellung der für eine nachfol-gende Beschichtung erforderlichen Sauber-keit. In ihrem Vortrag beleuchtete Dr. Katja Mannschreck, Dürr Ecoclean GmbH, die bei der Anlagenauswahl wesentlichen Fakto-ren Reinigungs-, Prozess-, Kosten-, Pro-duktions- und Energieeffizienz sowie deren Einfluss auf die Qualität, Schnelligkeit und Stabilität des Reinigungsprozesses anhand einer Kammeranlage für die wässrige Rei-nigung. Vorgestellt wurden dabei sowohl Standardkomponenten, mit denen sich rund 90 Prozent aller Anforderungen in der industriellen Teilereinigung erfüllen lassen, als auch Sondermethoden für erhöhte An-forderungen. Um die Effizienz bei wässrigen Reinigungsprozessen drehte sich auch der Vortrag von Nataliya Kurz, Fraunhofer-Insti-tut Werkzeugmaschinen und Umformtech-nik IWU. Sie zeichnete das Vorgehen bei der Ermittlung von Ressourcendaten auf. Dar-

über hinaus wurden Potenziale für eine ef-fizientere Reinigung ohne Beeinträchtigung der Sauberkeitswerte aufgezeigt.

Mit der Bedeutung von qualifizierten Rei-nigungsversuchen als Grundlage für die Auswahl geeigneter Reinigungssysteme beschäftigte sich der Vortrag von Gerhard Koblenzer, LPW Reinigungssysteme GmbH. Das Referat wies auch auf die Möglichkeit hin, durch Versuche neben der Machbarkeit die effiziente Umsetzung des wirtschaft-lichen Alltagsbetriebs zu beweisen. Aus der Perspektive eines Anwenders informierte Kai Lechner, VIA Oberflächentechnik GmbH, darüber, wie es gelingt, die hohen Sauber-keitsanforderungen, insbesondere der Au-tomobilindustrie, prozesssicher und wirt-schaftlich zu erfüllen. Joachim Ludwig von der Colandis GmbH ging in seinem Refe-rat auf die gesamte Prozesskette, vom Ein-zelteil bis zum fertigen hochqualitativen Produkt ein. Dabei wurden Fragen zur op-timalen Prozessgestaltung und Prozessum-gebung ebenso behandelt wie zum Einsatz eines Rein- beziehungsweise Sauberraums.

Bei herkömmlichen Durchlaufanlagen wer-den über 80 Prozent der eingebrachten Energie für die Badbeheizung und die Trock-nung eingesetzt. Die restlichen etwa 20 Pro-zent entfallen auf den Betrieb von Motoren, Pumpen und Ventilatoren. Bernd Kirchner, Zippel Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, er-läuterte in seinem Vortrag, wie sich durch angepasste, zentralversorgte Durchlaufan-lagen und Wärmerückgewinnung Energie-aufwand und Kosten reduzieren lassen.

Effektive Lösungen zur bedarfsgerecht sauberen OberflächeForum Bauteilreinigung des Fachverband industrielle Teilereinigung (FiT) auf den ZVO Oberflächentagen

Mit 505 Teilnehmern verzeichneten die diesjährigen Oberflächentage des Zentralverbands Oberflächentechnik vom 18. bis 20. Sep-tember in Dresden eine Rekordbeteiligung. Auch das in die Veranstaltung integrierte Forum Bauteilreinigung des Fachverbands indus-trielle Teilereinigung (FiT) war mit durchschnittlich 50 Teilnehmern so gut besucht wie nie zuvor. In insgesamt neun Vorträgen zeigten renommierte Referenten am 19. September 2013 Wege zu einer qualitätsstabilen und wirtschaftlichen Bauteilreinigung auf.

Der Fachverband industrielle Teilereinigung e. V. (FiT) repräsentiert Lieferfirmen, Anwen-der, Beratungs-, Planungs-, Engineering- und Serviceunternehmen, wissenschaftliche In-stitute und Fachverbände für diesen Industriebereich. Sein Ziel ist die Wahrnehmung und Förderung der allgemeinen, ideellen und wirtschaftlichen Interessen seiner Mitglieder. Zu den unterschiedlichen Themen bilden Mitglieder des Fachverbandes industrielle Teilerei-nigung Fachausschüsse, um Lösungswege für die Problemstellungen in der Branche zu erarbeiten. Er arbeitet mit zahlreichen institutionellen und staatlichen Stellen kooperativ zusammen, zum Beispiel mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braun-schweig. Von besonderem Interesse sind innovative neue Techniken im Bereich der Reini-gungschemie, Anlagentechnik, Badpflegeeinrichtungen, Umweltschutz, Abfallverwertung, Abfallentsorgung und der praxisorientierten Bad- und Oberflächenanalytik. Gewonnene Erkenntnisse werden durch Seminare, Lehrgänge, Messen, Tagungen, Vorträge sowie in Veröffentlichungen der Branche zur Verfügung gestellt. Der FiT bietet, teilweise zusammen mit dem ZVO (Zentralverband Oberflächentechnik e. V.) und seinen Organen, ein Forum für die Behandlung branchenspezifischer Fragestellungen.

➲➲ www.fit-online.org

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WERKSTOFFE

WOMag

Über die grundsätzliche Funktions- und Wirkweise der Laserreinigung sowie deren Vorteile und Grenzen informierte der Vor-trag von Olav G. Schulz, SLCR Lasertech-nik GmbH. Auf Einsatzmöglichkeiten unter anderem in der Automobilindustrie, der Luftfahrt und Lebensmittelindustrie wurde ebenfalls eingegangen. Jan Filip von der Sita Messtechnik GmbH veranschaulichte die Bedeutung der Badüberwachung und Sau-berkeitskontrolle für die Qualitätssicherung in der Bauteilreinigung. Er stellte dafür ge-eignete manuelle und automatisierte Ver-fahren vor, die bei wässrigen Reinigungs-prozessen eine technisch-wirtschaftlich optimierte Prozessführung ermöglichen. Im letzten Referat des Forums Bauteilreini-gung führte Kerstin Zübert, Hermann Bant-leon GmbH, Markus Hüttinger, Ossberger GmbH + Co., in ein ganzheitliches Reini-

gungskonzept ein, das in Kooperation zwi-schen Anlagen- und Medienhersteller ent-standen ist. Es basiert auf der trockenen Vibrationsreinigung, die in Kombination mit einem wässrigen Prozess eingesetzt wird. Die auf die jeweilige Reinigungsaufgabe maßgeschneiderte Lösung trägt einerseits dazu bei, Fertigungsabläufe zu optimieren und zu beschleunigen. Andererseits werden Prozess- und Kostenrisiken durch die Redu-zierung von Schnittstellen minimiert.

Die Teilnehmer waren aufgrund des breit gefächerten Vortragsangebots und der Qualität der Referate mit dem diesjährigen Forum Bauteilreinigung zufrieden. Dies trifft auch auf die Industrieaussteller zu, die die ZVO Oberflächentage als Präsentations-plattform für Produkte und Dienstleistun-gen nutzten. Die Ausstellung setzte mit 67 Unternehmen ebenfalls eine Bestmarke.

Die nächsten ZVO Oberflächentage finden vom 17. bis 19. September 2014 in Düssel-dorf/Neuss statt. Vortragsvorschläge für das integrierte Forum Bauteilreinigung kön-nen bis 31. Januar 2014 an mail@zvo.org zu-sammen mit einem Abstract und einer Refe-rentenvita eingereicht werden.

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OBERFLÄCHEN

1 Introduction

The HVOF technology has established it-self, particularly with increasing market shares in the specialized field of wear and corrosion protection [1, 2]. Subject of this investigation is the new HVOF system Top-Gun Typhoon. This is a gas-powered and air-cooled high velocity flame spraying gun

which can process powder and wire feed-stock materials.

The system was developed by the compa-ny IBEDA Gas und Sicherheitsgeräte GmbH & Co. KG, through a partnership with Medi-coat AG and the Institute for Composite Ma-terials at the Technical University of Chem-nitz [3–5]. Since different powder materials

behave differently in thermal spraying, a process parameter optimization has been conducted for each used feedstock materi-als in this study.

2 Experimental

2.1 HVOF-SystemTopGunTyphoon

The HVOF system TopGun Typhoon is char-acterized by a computational fluid dynam-ics and finite element method optimized combustion chamber, a Laval nozzle geom-etry and spraying particles reach calculated gas exit velocities of 1640 m/s [5]. The high flexibility of the system is based on the op-tion to use propane or ethane as fuel gas and the possibility to change between pow-der and wire materials. The feedstock ma-terial enters axially in powder or wire form into the combustion chamber. Additional flexibility is added by being able to process compressed air or nitrogen as cooling gas.

Figure 1 shows the schematic design of the gun.

GTVTopGunTyphoon:parameterdevelopmentforwireandpowderfeedstockmaterialsByW.Tillmann,B.RütherandB.Allebrodt,InstituteofMaterialsEngineering,TechnicalUniversityofDortmund,Germany,andT.Schläfer,GTVVerschleiß-SchutzGmbH,Luckenbach,Germany

AninvestigationwastakenwiththegasoperatedandgascooledHVOFgunGTVTopGunTyphoon,whichwasdevelopedbyIBEDAincooperationwiththeCompositeMaterialsGroupatChemnitzUniversityofTechnology.Itusesaconvergent-divergentnozzleformaximumgasvelocities,aswirltoconstrictthegasstreaminsidethecombustionchamberandisabletoprocesspowderandwirefeedstockmaterials.Thegunworkswithcompressedairornitrogenascoolinggas.Inthepresentwork,sixdifferentfeedstockma-terialsareusedtooptimizethecoatingqualitythroughaparametervariationusingtheGTVTopGunTyphoon.Thefeedstockmateri-alsarefourcommonpowderfeedstockmaterials(WCCo88/12,Cr3C2NiCr,NiCrBSiandAISI316L)andtwowirefeedstockmaterials(17%Cr-SteelandNiCr80/20).Aheadoftheprimaryparametervariation,apreliminary,materialspecificfactorialdesignofexperi-menthasbeendonetoevaluatethecorrelationsandvariationsbetweentheprocessparameters.Thevariedprocessparametersarefuelgasflow,gasstoichiometry,coolinggasflow,feedrate,carriergasflowandsprayingdistance.Aftertheinitialprocessscreening,theparameterswereoptimizedbyusingone-factor-at-a-timedesign-of-experimenttoimprovethedepositionefficiency,coatingpo-rosity/morphologyanddegreeofcoatingoxidationforeachfeedstockmaterial.

ThermischesSpritzenmitderGTVTopGunTyphoon–ParameterentwicklungfürDrahtundPulver

UntersuchtwurdediemitGasarbeitendeundgasgekühlteHVOF-SpritzpistoleGTVTopGunTyphoon,dievonIBEDAinZusammenar-beitmitderArbeitsgruppeKompositwerkstoffederTUChemnitzentwickeltwurde.Diesenutzteinekonvergent-divergentDüsefürma-ximaleGasgeschwindigkeiten,einedrallbehafteteKühlgasinjektionzurEinschnürungdesGasstromsinderBrennkammerundkannsowohlPulveralsauchDrahtmaterialverarbeiten.DiePistolearbeitetmitDruckluftundStickstoffalsKühlgas.IndervorliegendenArbeitwurdensechsverschiedeneRohmaterialienverwendet,umdiebestmöglicheSchichtqualitätmitderSpritzpistolezuerzielen.DieswarenkommerziellePulver(WCCo88/12,Cr3C2NiCr,NiCrBSi,AISI316L)undzweiArtenvonDraht(17%Cr-Stahl,NiCr80/20).ZunächstwurdendiewichtigstenParametervariationeninAbhängigkeitvomSpritzwerkstoffineinemDOE-Verfahrenuntersuchtundqualifiziert.DiebetrachtetenGrößenwarenderBrenngasstrom,dieStöchiometrie,derKühlgasstrom,dieRateanSpritzwerkstoff,derTrägergasstromundderSpritzabstand.NachdenVoruntersuchungenfolgteeineOptimierungderParametermittelsDOE,beidemje-weilseinParameterverändertwurde.ZielwardieVerbesserungderBeschichtungseffizienz,derSchichtporosität-und-morphologiesowiederOxidationsgradfürdieverschiedenenSpritzmaterialien.

Fig. 1: Schematic design: GTV TopGun Typhoon

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OBERFLÄCHEN

2.2 Feedstockmaterialsandtestmethods

In this work, the following feedstock materi-als have been used: powder feedstock ma-terials, WC-Co 88/12, Cr3C2/Ni20Cr75/25, NiCrBSi, stainless steel (316L) and wire feedstock materials, 17 % Cr-steel and NiCr 80/20. The respective grain fraction, the wire diameter and the method of pro-duction are shown in Table 1.

The investigation of the spray parameters was primarily executed by the measure-ment of particle temperatures and veloci-ties, optical microscopy of cross-sectional images and the measurement of the depo-sition efficiency. The determination of the deposition efficiency was done gravimet-rically according to DIN EN ISO 17836 on grit blasted steel plates with dimensions 300 mm x 300 mm x 3 mm. The motion con-trol of the gun was executed by the 6-axis robot system Kuka KR-16-2.The character-ization of the spray jet was carried out by the NIR (Near Infra Red) sensor system from GTV. The particles are actively illuminated by a 10 MHz-NIR diode laser and the speed of individual particles can be determined by the flight time when passing through the measurement window. The detection of the particles temperatures was done via a beam splitter and two high-speed pyrome-ters, which allow calculating the tempera-ture on the basis of the different intensity levels. Figure 2 shows the schematic design of the measuring system and illustrates the measurement principle.

Additionally the wire melting behavior was examined with a high speed camera of the company Exilim whose CMOS sensor is de-signed for shutter speeds down to 0.025 ms. The analysis of the coating morphology was done by coating round C45 steel specimens (40 mm diameter, 10 mm height), which were sand blasted with grit 40 corundum prior to the thermal sprayed coating. After-wards the specimen were hot mounted and grinded with three steps of SiC-paper (320, 600 and 1000 grit) and polished with dia-mond suspension (9, 6 and 1 micron). The

ticle velocity. However, the main effects for particle temperature differ between WC-Co and Cr3C2 NiCr. The isolated view on the in-fluence of the particle temperatures only permits limited conclusions on the result-ing coating morphology und higher particle velocities have a positive effect on coating properties such as porosity, hardness and bonding strength. Therefore the particle ve-locity was chosen as the parameter for the target optimization and further experiments (Tab. 2).

Subsequently, specimens were coated with these starting parameter sets for the anal-ysis of the coating morphology by optical light microscopy. After that selected param-eters were varied by one factor at a time to determine the effect on the coating char-acteristics. As part of the process charac-terization of processing the wire feedstock materials, the optimal wire feed rate was determined by the analysis of the wire melt-ing behavior. Too low wire feed rates lead to premature melting of the wire inside the Laval nozzle, which greatly increases the nozzle wear due to material buildup. An ad-justed wire feed rate enables a homogene-ous wire melting behavior with a continu-ously tapered wire tip, which begins behind the outlet from the Laval nozzle.

3 Results

3.1 PowderFeedstockMaterialWC-Co

Three main factors that influence the WC-Co 88/12 coatings quality were clear-ly identified during thermal spraying of WC-Co 88/12 powder. This correlates with the measured particle velocities. Main fac-tor is the amount of fuel gas. The coating porosity significantly reduces with increas-ing the fuel gas amount. The other two fac-tors are the powder feed rate, and the car-rier gas flow, whose decrease also results in denser coatings. Figure 3 shows the poros-ity as a function of these three variables and the corresponding velocity measurements of the NIR sensor.

Tab. 1: Powder and wire feedstock materials examined

Feedstock material Fraction Manufacturing process

WC-Co 88/12 +20-45 µm agglomerated/sintered

Cr3C2/Ni20Cr 75/25 +20-45 µm agglomerated/sintered

NiCrBSi +20-53 µm gas atomized

Chrome-Nickel-Steel (316L) +20-45 µm gas atomized

17 % Cr-Steel 1,6 mm solid wire

NiCr 80/20 1,6 mm solid wire

Fig. 2: Schematic design of NIR-Sensor measure-ment principle

Tab. 2: Starting parameters for the powder feedstock materials

Material Ethene (l/min)

Lambda Carrier gas (l/min)

Feed rate (g/min)

Distance (mm)

WC-Co 140 0,7 20 60 200

Cr3C2/NiCr 140 0,7 20 45 200

NiCrBSi 140 0,7 20 80 200

316L 140 0,7 20 60 200

microstructure was examined by an optical microscope made by Jenavert. The determi-nation of the porosity and the degree of oxi-dation was conducted by the image analysis program Vision Lite of Clemex. The meas-urement of the Vickers hardness was car-ried out with the hardness tester FM 300 of Future Tech according to DIN EN ISO 4516. Additionally, wear tests were conducted for selected parameters sets. The wear rates were determined gravimetrically by using Taber Abraser Model 505 Dual Abrasion Tester (Taber Industries) using the SiC abra-sive wheels H 10.

2.3 MethodicalApproach

The efficiency of design of experiments for process optimization in HVOF process has already clearly been shown by Tillmann et al. [6]. This investigation uses a linear, two-and orthogonal experimental design after the Yates standard (25-1). The resolution is class V, which means that the main effects and interactions are separated and can be uniquely assigned. At first the system boundaries have been determined by fol-lowing the principle of one factor at a time and afterwards a design of experiments was set up for the screening of the process. The main effects for the powder feedstock ma-terials were determined by using design of experiments with the response func-tions particle velocity and particle temper-ature. By comparing the materials WC-Co and Cr3C2/NiCr, it becomes obvious that the identical grain fraction and powder mor-phology result in similar effects on the par- Continuereadingassubscriberat:

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10 2013WOMag16

OBERFLÄCHEN

1 EntwicklungderEdelmetallpreiseseit2001

Edelmetalle sind schon immer beliebt und begehrt und dienen seit langem als Zah­lungsmittel, Prestigeobjekt, Geldanlage oder auch als Werkstoff für die Schmuck­herstellung. Industriell finden Edelmetalle seit Jahrzehnten auf Kontakten in der Auto­mobil­, Elektronik­ und der elektrischen Industrie ihren Einsatz. Hierbei spielt der Edelmetallpreis für die Kosten der Kontakte und Baugruppen eine gewichtige Rolle. In

den Abbildungen 1 und 2 werden die durch­schnittlichen Jahresverkaufspreise (verar­beitet) verglichen [1].

Bei der Betrachtung der Preisentwicklung in den letzten Jahren ist festzustellen, dass Gold, Silber und Platin bis zum Jahr 2005 recht stabile Preise aufwiesen und danach einer unterschiedlich starken Erhöhung ausgesetzt waren. Auffallend hierbei ist, dass Gold 2012 im Durchschnitt teurer als Platin war. Palladium verhält sich, bedingt durch die Rohstoffsituation, etwas anders.

Hauptförderländer sind Russland und Süd­afrika, die bei mangelnder Förderleistung die Menge an verfügbarem Palladium ver­knappen und somit den Preis des Metalls steigen lassen. Diese Situation hatten wir in den 1990er Jahren [2].

In den Jahren 2001 und 2002 ist ein ähnli­ches Szenario zu erkennen. Danach zeigte sich der Preis bis 2009 zwischen sechs Euro je Gramm und neun Euro je Gramm wieder stabil. Ab 2009 ist auch bei Palladium ein Anstieg zu verzeichnen.

EdelmetalleinsparungdurchhochpräziseVerfahrenstechnikenundalternativeSchichtsystemeVonThomasFrey,Königsbach-Stein

IndenletztenJahrenhabensichdieEdelmetallpreiseaufGrundverschiedenerKrisenundMarktgegebenheitendramatischerhöht.SpeziellinderAutomobil-,Elektronik-undderelektrischenIndustriewerdenEdelmetalleaufSteckverbindernundKontaktenhauch-dünngalvanischaufgebracht.DieelektrolytischeBeschichtungvonEdelmetallenhatvielfältigeAlternativen,umdiesenkostspieligenAnteilindenverschiedenenAnwendungenentgegenzuwirkenunddenVerbrauchzumTeildrastischzureduzieren.WerdenalleMög-lichkeiten,welchedieGalvanikbietet,optimalgenutzt,könnengroßeMengenanEdelmetalleneingespartwerden.DieseReduktiondesEdelmetalleinsatzesführtdirektzuerheblichenKostensenkungendesEndproduktes,diederzeitunprofitableKomponentenwie-derlukrativmachenkönnen.

PreciousMetalsforTechnicalSurfaces–anOverviewoftheirProperties

Inmanycases,theuseofpreciousmetalsinelectricalandelectroniccomponentsisunavoidable.Inparticular,silverandgold,onac-countoftheirgoodelectricalconductivityandtheirreliabilityascontactmaterials,areoftenmandatory.Areductioningoldusecanbeachieved,forexample,byuseofmultilayersystemswithpalladium,palladium-nickelornickelitself.Ontheotherhand,thetribo-logicalpropertiesofgoldandsilvercanbeimprovedbyalloying.Inalimitednumberofcases,platinum,rhodiumandrutheniumareused,allofwhichhavegoodelectricalcontactpropertiesaswellashighhardnessandwearresistance.Today,awidechoiceofcoa-tingprocessesisavailable,someofwhichoffergoodperformanceevenwiththethinnestcoatingsaswellasapplicationswherethecomponentsthemselvesaremadeofpreciousmetals,forexampleinMIDassemblies.

Abb. 1: Durchschnittliche Edelmetallpreise (verarbeitet) von Gold, Platin und Palladium in €/g [1]

Abb. 2: Durchschnittliche Preise (verarbeitet) von Silber in €/kg [1]

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OBERFLÄCHEN

Diese drastische Erhöhung der Edelmetall­preise führt zu starken Preiserhöhungen der Kontakte und Baugruppen. Die Komponen­ten können so teuer werden, dass die Aus­gaben für diese Metalle mit den zu erzielen­den Preisen bei weitem nicht mehr gedeckt werden. Deshalb werden von der Industrie Lösungen gesucht, die im Folgenden erör­tert werden sollen.

2 EdelmetalleinsparungdurchökonomischeTeilekonstruktion

Um Edelmetalle schon vor der eigentlichen Beschichtung einsparen zu können, muss grundsätzlich eine Gesetzmäßigkeit bei der galvanischen Metallabscheidung beach­tet werden. Hierbei handelt es sich um die Dicke der Abscheidung, die nicht gleichmä­ßig über die Oberfläche des galvanisierten Werkstücks verteilt ist. Allgemein ist die Ka­thodenstromdichte und somit die Dicke des Niederschlags an Ecken, Kanten und hervor­springenden Flächen oder Punkten höher, in Vertiefungen sowie in mittleren Zonen gro­ßer Flächen niedriger als die rechnerisch zu erwartende Schichtstärke [3].

Abbildung 3 zeigt schematisch die Verdich­tung der Stromfeldlinien und damit die Erhö­hung der Stromdichte auf den Ecken eines Werkstücks. Aus dieser höheren Kathoden­stromdichte ergibt sich an diesen Stellen eine verstärkte Metallabscheidung, der so genannte Hundeknochen­Effekt [4]. Dieser Effekt spielt speziell beim Design von Mes­ser­ und Stiftkontakten, Stanzkanten, gebo­genen Teilen, Ecken, Kanten, engen Winkeln sowie bei der Wartung der Stanzwerkzeuge eine wichtige Rolle. Um den Hundeknochen­Effekt zu reduzieren und eine gleichmäßige Abscheidung in engen Winkeln zu gewähr­leisten, sollten Kontaktspitzen, Ecken, Kan­ten und Winkel möglichst abgerundet aus­geführt werden. Auch schlecht gewartete Stanzwerkzeuge können zu ausgeprägten

Stanzkanten führen, die den Aufbau von Edelmetallen an diesen Stellen fördern. Zur Vermeidung sollten Stanzwerkzeuge des­halb regelmäßig gewartet werden. In Ab-bildung 4 sind einige Beispiele zur Verbes­serung der Schichtverteilung und damit der Einsparung von Edelmetallen aufgezeigt [5].

3 OptimalerEinsatzvongalvanischenSelektivtechniken

3.1 Bandgalvanik

Bereits mit Beginn der Bandgalvanisierung gewann die Selektivbeschichtung von Voll­ und Stanzbändern insbesondere aufgrund der stetig steigenden Kosten für Edelme­talle immer mehr an Bedeutung. Dank mo­derner Techniken werden Kontaktbänder heutzutage mit geringem Aufwand selektiv beschichtet. Durch die selektive Beschich­tung gelingt es, den Einsatz der Edelmetalle auf die tatsächlichen Funktionsflächen zu beschränken. Besonders interessant ist die Tatsache, dass Bänder mit gestanzten und dreidimensional geprägten oder gebogenen Partien ebenso gut verarbeitet werden kön­nen wie planes unbearbeitetes Bandmate­rial. Dadurch wird das Rationalisierungs­potential im Arbeitsprozess bestmöglich ausgeschöpft [6]. Neben dem kontrollier­ten Tauchverfahren kommen die Streifen­, Brush­ und Spottechnik zum Einsatz.

3.1.1  Tauchtechnik

Im Vergleich zur Rundumbeschichtung stellt das selektive Tauchen der Teile am Band das einfachste Verfahren der Selektiv­

Abb. 3: Schematische Darstellung des so genann­ten Hundeknochen­Effekts

Abb. 4: Beispiele zur Verbesserung der Schichtverteilung: a) Stanzkanten, b) Ecken, Kanten und enge Winkel, c) Kontaktspitze [5]

Abb. 5: Ergebnis einer Vollbandbeschichtung durch selektives Tauchen

techniken dar und bietet damit beim Ma­terialeinsatz erste Einsparmöglichkeiten von 50 bis 70 Prozent gegenüber einer Vollbeschichtung [7].

Abbildung 5 zeigt das Ergebnis einer Voll­bandbeschichtung durch das selektive Tauchverfahren im Schnitt durch das Band (Seitenansicht) und in der Frontalansicht. Es ist klar zu erkennen, dass die Kanten des Bandes mitbeschichtet werden und die Problematik des Hundeknochen­Effekts den Verbrauch an Edelmetall verstärkt. Die Be­schichtung der Kanten ist meist nicht er­forderlich und stellt einen unnötigen Edel­metallverbrauch dar.

3.1.2  Streifenbeschichtung

Die Streifenbeschichtung mittels eines Se­lektivrads ist ein Verfahren, das diese Kan­tenbeschichtung ausblenden kann. Das Selektivrad eignet sich zur Streifenbeschich­tung von Vollbändern oder gestanzten Bän­dern, die allerdings nicht stark profiliert sein sollten. Es können ein oder mehrere

10 2013WOMag18

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eine solche Brush­Einheit schematisch. Das Werkzeug selbst besteht aus einem dach­förmigen Brush­Körper (Anode), einem Brush­Tuch (Gewebe, Filz) und der Führung. Der in den Brush­Körper gepumpte Elekt­rolyt tritt an Bohrlöchern aus und benetzt das Brush­Tuch. Das Band wird mittels der Führung (kathodische Kontaktierung) unter einem bestimmten Anpressdruck über das feuchte Brush­Tuch gezogen und so einsei­tig selektiv beschichtet [5, 7].

Das Resultat einer solchen Beschichtung ist in Abbildung 9 dargestellt und zeigt die ein­seitige Veredelung einer geprägten Kontakt­zone. Ist das Material stark profiliert und die Kontaktfläche eventuell ausgebogen, kann die Streifenbeschichtung mittels Selektiv­rad nicht mehr eingesetzt werden und die Brush­Technik ist dann eine erstklassige Alternative. Ein weiterer großer Vorteil der Technologie gegenüber der Streifentech­nik besteht darin, dass bei aus der Bande­bene gebogenen Kontakten die Haltestege nicht mit beschichtet werden, was wieder­um teures Metall einspart.

Die so genannte Nord­Süd­Vergoldung von Kontaktmessern, die auf den Stanzflanken keine Beschichtung benötigen, kann mit der Brush­Technik umgesetzt werden. Dabei können mit Hilfe der Brush­Technik beid­seitig die Kontaktflächen mit einer dickeren Edelmetallschicht beschichtet werden. Die Stanzflanken erhalten dabei nur eine dünne Flashbeschichtung. In Abbildung 10 ist das Ergebnis einer solchen Nord­Süd­Vergol­dung abgebildet. Neben der Einsparung auf den Stanzflanken ist der zusätzliche Vorteil gegenüber einer Tauchvergoldung die Ein­sparung des Edelmetalls auf der Spitze des Kontakts.

3.1.4  Spottechnik

Bereits seit vielen Jahren ist die Spottech­nik (punktgenaue Beschichtung der Funk­tionsflächen) erfolgreich in der Bandgalva­nik im Einsatz [6]. Dabei sind grund sätzlich drei Methoden der Spotbeschichtung unterscheidbar:

– Spotbeschichtung mit Maskenwerkzeu­gen, die in spezielle Spotbeschichtungs­zellen eingebaut werden, in denen die se­lektive Beschichtung stattfindet. Dabei kann die Veredelung mit feststehenden Masken im Stop­and­go­Verfahren oder mit umlaufenden Masken als Radtechno­logie beziehungsweise als modifiziertes Riemenverfahren (horizontal oder verti­kal) durchgeführt werden [5].

– Spotbeschichtung mit Lacken oder Bede­ckungen, die zuerst komplett auf die Bän­der aufgebracht werden. Danach erfolgt mit unterschiedlichen Verfahren das Frei­legen der zu beschichtenden Zonen. Die Beschichtung wird dann im Tauchverfah­ren durchgeführt. Die Maskierung wird nach der Beschichtung chemisch entfernt.

– Eine weitere Variante ist die Beschichtung mit einem der klassischen Verfahren und anschließender Abdeckung der Kontakt­zonen und Strippen (Ablösen) des übri­gen Bereiches. Dieses Verfahren wird aber nur in Sonderfällen eingesetzt, da es sehr aufwändig ist und die Betriebskosten auf Grund der Chemikalienentsorgung sehr hoch sind [5].

Abb. 6: Streifenbeschichtung mit Riementechnik

Abb. 7: Ergebnis der Streifenbeschichtung

Streifen einseitig aufgebracht werden. Bei beidseitiger Beschichtung ist es sinnvoll, zwei Räder hintereinanderzuschalten. Im Selektivrad werden die zu beschichtenden Streifen über ein rotierendes Rad (Abb. 6) geführt, das in einen Elektrolyt behälter eintaucht. Die Positionierung erfolgt über exakt einstellbare Führungsrollen. Die nicht zu veredelnden Zonen werden auf der Rück­seite durch eine mehr oder weniger weiche Radauflage (Moosgummi oder ähnliches) abgedeckt und auf der Vorderseite durch justierbare, über Rollen geführte Abdeck­riemen maskiert [5]. Die Ergebnisse der Streifenbeschichtung sind in Abbildung  7 zu sehen. Klar erkennbar ist die Einsparung von Edelmetall durch die nicht beschichtete Kante. Wird zusätzlich die Kontaktfläche nur einseitig benötigt, ist eine weitere Reduzie­rung des Edelmetalleinsatzes möglich.

3.1.3  Brush-Technik

Ein weiteres Verfahren zur Einsparung von Edelmetallen ist die Brush­Technik. Sie ist sehr vielseitig einsetzbar und es können sowohl flache als auch profilierte Kontak­te sehr genau beschichtet werden. Das Ver­fahren ist bei gestanzten und/oder profi­lierten Teilen wesentlich genauer als die Streifenbeschichtung. Abbildung  8 zeigt

Abb. 8: Beschichtung mit der Brush­Technik

Abb. 9: Ergebnis der Beschichtung mit Brush­Technik

Abb. 10: Ergebnis der Nord­Süd­Vergoldung, Brushtechnik, Stanzkanten Gold reduziert

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10 2013 WOMag 19

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10 2013WOMag20

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JSC Tochinvest hat aufgrund des Erfol-ges der ersten Verzinkerei im Jahre 2011 die Sparte Tochinvest Zinc gegründet und gleichzeitig mit Bau des neuen Verzinkungs-werks im etwa 100 Kilometer südöstlich von Moskau gelegenen Ryazan begonnen. Den Verzinkungsofen einschließlich der Einhau-sung und des Trockenofens hat Zink Körner geliefert. Die Abmessungen des Kessels be-tragen 13,0 x 1,8 x 3,2 m (L x B x T). Die neue Anlage ist zum Jahresanfang 2013 in Betrieb gegangen. Nach dem erfolgreichen Probe-betrieb hat Tochinvest bereits Anfang Feb-ruar die formelle Abnahme erteilt. Der neue Ofen verzinkt bis zu 15 t/h. Mit ihm erzielt Tochinvest Zinc bei 250 Tagen pro Jahr und drei Schichten pro Tag eine Jahresprodukti-on von 80 000 Tonnen. Somit ist Tochinvest Zinc jetzt der leistungsfähigste russische Verzinkungsbetrieb.

Tochinvest Zinc produziert vorwiegend Leit-planken für Straßen und Brückengeländer, ferner verzinkt das Unternehmen andere Stahlkonstruktionen im Lohnverfahren, so zum Beispiel Leitplanken, Laternenmasten, Verkehrsschilder, Absperrgitter und kun-denspezifische Stahlbaukonstruktionen für den Verkehrswegebau. Bereits im Jahr 2007 hatte Tochinvest als einer der führenden russischen Hersteller von Stahlkonstruktio-

nen ein Feuerverzinkungswerk errichtet, für das Zink Körner ebenfalls den Verzinkungs-ofen einschließlich der Einhausung und des Trockenofens geliefert hat. Die Abmessun-gen des ersten Ofens betragen 7,0 x 1,5 x 2,5 m (L x B x H).

Vom ersten Tag an entsprach die Verzin-kungsqualität dem russischen Standard GOST 9.307-89 und der internationalen Norm ISO 9001:2000.

Der neue Ofen verfügt über 14 Flächenbren-ner vom Typ FL 20/50, die eigens für die Stückverzinkung entwickelt wurden. Sie ermöglichen die gleichmäßige und scho-nende Erwärmung, die vorher nur von elekt-risch beheizten Öfen erreicht wurde, nutzen aber das vergleichsweise günstige Erdgas. Die Brenner erzielen einen Wirkungsgrad von 75 Prozent, damit zählt Zink Körner auch in Bezug auf die Energieeffizienz zu den Branchenführern. Sie arbeiten im Ge-gensatz zu bisher üblichen modulierend und sind in einer Spanne von 1:10 stufenlos regelbar. Diffusorplatten an den Brennern leiten den Gasstrom entlang der Innenwand des Ofens. Aufgrund der so entstehenden Kombination von Strahlungs- und Konvek-tionswärme übertragen die Öfen bei relativ geringen mittleren Temperaturen eine hohe Heizleistung in das flüssige Zink.

Eine stufenlose Regelung passt die Leistung der Brenner kontinuierlich an den Durchsatz des Ofens an. Dadurch sinkt die Temperatur des Zinkbades beim Eintauchen einer Char-ge nur minimal ab und es entfallen Warte-zeiten vor dem nächsten Beschichtungs-durchgang. Die Regelung vermeidet zudem extreme Temperatursprünge und somit un-nötige Spannungen am Verzinkungskessel. So erzielen die Öfen lange Standzeiten.

Stückverzinkung umweltbewusst und effizientZink Körner nimmt effiziente Verzinkungsanlage in Russland in Betrieb

Tochinvest Zinc, einer der führenden russischen Hersteller von Stahlkonstruktionen, hat in 2012 einen neuen Verzinkungsofen von Zink Körner montiert und dem Hagener Unternehmen im Februar die formelle Abnahme erteilt. Mit diesem Folgeauftrag von Tochin-vest wurde die erfolgreiche Zusammenarbeit bestätigt.

Der neue Ofen ist für eine Jahresproduktion von 80 000 Tonnen ausgelegt

Die Zink Körner GmbH konstruiert und fertigt Anlagen für die Feuerverzinkung von Stück-gut und Rohren, Kleinteilen und Schleuderware. Das Lieferspektrum umfasst vollständi-ge Anlagen für die Verzinkung einschließlich der Vorbehandlung und des Handlings. Das Unternehmen übernimmt Planung, Konstruktion, Herstellung, Montage, Inbetriebnahme und Kundendienst. Über Vertretungen und Lizenznehmer ist Zink Körner weltweit präsent.

Mit neuen Entwicklungen hat das Unternehmen immer wieder Pionierarbeit geleistet. So wurden beispielsweise schon zu Anfang der 70er Jahre die ersten automatisierten Schleu-derverzinkungsanlagen gebaut, die die Qualität der Endprodukte steigern und zur effizi-enten Nutzung von Energie beitragen. Auch mit der Entwicklung eigener Brenner für die Feuerverzinkung hat das Unternehmen neue Wege beschritten.

Zink Körner ist ein Unternehmen der Körner-Gruppe, deren Wurzeln auf das Jahr 1928 zu-rückgehen – so bietet die Gruppe ihren Kunden mehr als 80 Jahre Erfahrung mit Indust-rieöfen und Zusatzeinrichtungen. Innerhalb der Gruppe konstruiert die Wire Körner GmbH Wärmebehandlungsanlagen für Schmalband und Draht. Die TVT Kordt GmbH entwickelt Anlagen für die Thermische Verfahrenstechnik, insbesondere Industrieöfen für die Wärme-behandlung von Stahl, Edelstahl und Nichteisenmetallen.

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10 2013 WOMag 21

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Edelmetalle, allen voran Gold, waren und sind vor allem Schmuck und Geldanlage. Mit Aufkommen der Elektronik und der Kataly­satortechnik in Fahrzeugen sind Edelmetal­le zunehmend auch zu technisch wichtigen Werkstoffen geworden. Inzwischen sind vor allem elektronische Geräte ohne den Ein­satz des Edelmetalls Gold nicht mehr zu rea lisieren, so dass die Rückgewinnung von Gold und einigen anderen Edelmetallen zu

einer wichtigen Größe im Recyclingprozess geworden ist. Die Galvanotechnik trägt ent­scheidend dazu bei, einerseits die positiven Eigenschaften der Edelmetalle auszunutzen und andererseits durch deren effizienten Einsatz die Kosten geringzuhalten.

Im vorliegenden Beitrag wird der Blick auf die Eigenschaften der Edelmetalle gerich­tet, wie sie sich bei der Herstellung mit den

chemischen und elektrochemischen Verfah­ren ergeben. Dabei wird auch gezeigt, mit welchen Verfahren die Optimierung des Ein­satzes möglich gemacht wird.

1 IndustrielleVerwendungvonEdelmetallen

Edelmetalle finden vor allem aufgrund ihrer guten Beständigkeit gegen Korrosion und Oxidation Anwendung. Bei Silber ist die

EdelmetallefürtechnischeOberflächen–EinBlickaufdieEigenschaftenVonCharlotteSchadeundHerbertKäszmann,Waldshut-Tiengen

FürelektrotechnischeundelektronischeBauteileistderEinsatzvonEdelmetallenunumgänglich.VorallemSilberundGoldwerdenaufgrundihrergutenLeitfähigkeitunddenzuverlässigenKontakteigenschaftenbenötigt.ZurEinsparungvonGoldkommeneinerseitsMehrfachschichtsystememitPalladium,Palladium-NickeloderNickelzumEinsatz.ZumanderenwerdendieVerschleißeigenschaftenvonGoldundSilberdurchLegierungselementeverbessert.IngeringeremUmfangwerdenPlatin,RhodiumundRutheniumeingesetzt,dieebenfallsguteKontakteigenschaftenundzudemeinehoheHärtesowieVerschleißbeständigkeitbesitzen.HeutestehteinebreiteAuswahlanBeschichtungsverfahrenzurVerfügung,mitdenensowohldünnsteSchichtenmitguterWirkungalsauchFormteileausEdelmetall,zumBeispielinMID-Bauteilen,hergestelltwerdenkönnen.

PreciousMetalsforTechnicalSurfaces–anOverviewoftheirProperties

Inmanycases,theuseofpreciousmetalsinelectricalandelectroniccomponentsisunavoidable.Inparticular,silverandgold,onac-countoftheirgoodelectricalconductivityandtheirreliabilityascontactmaterials,areoftenmandatory.Areductioningoldusecanbeachieved,forexample,byuseofmultilayersystemswithpalladium,palladium-nickelornickelitself.Ontheotherhand,thetribo-logicalpropertiesofgoldandsilvercanbeimprovedbyalloying.Inalimitednumberofcases,platinum,rhodiumandrutheniumareused,allofwhichhavegoodelectricalcontactpropertiesaswellashighhardnessandwearresistance.Today,awidechoiceofcoa-tingprocessesisavailable,someofwhichoffergoodperformanceevenwiththethinnestcoatingsaswellasapplicationswherethecomponentsthemselvesaremadeofpreciousmetals,forexampleinMIDassemblies.

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10 2013WOMag22

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gute Leitfähigkeit ein wichtiger Grund für dessen Verwendung. Des Weiteren eignen sich Edelmetalle gut zur Herstellung von Lötverbindungen, was in erster Linie auf das Fehlen von Deckschichten in Form von Oxi­den zurückzuführen ist, da die Edelmetalle an Luft keine Oxidschicht bilden.

Im technischen Bereich werden Edelme­talle vor allem in der Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt. Tabelle 1 zeigt an ei­nigen wenigen Zahlen die verwendeten Ein­satzmengen im Bereich der Elektronik und Elektrotechnik. Dabei ist zu berücksich­tigen, dass die Einsatzmengen stark vom jeweiligen Marktpreis der Metalle abhän­gen. Dies gilt insbesondere für Palladium, das bei hohen Goldpreisen als Alternative dient, ansonsten aber keinen merklichen Vorteil bringt. Dies ist nur bedingt mit den geförderten oder zum Verbrauch verfügba­ren Edelmetallmengen verbunden. Häufiger schlägt sich hier die Neigung zur Wertanla­ge oder Anlagenspekulation nieder, aber auch der Umrechnungskurs zwischen den Währungen.

und Oxidationsbeständigkeit und damit keine Deckschichtbildung, geringer Kon­taktwiderstand, gute Lötfähigkeit – bei ge­ringem Materialeinsatz auf andere Metalle, welche diese Eigenschaften nicht aufwei­sen, übertragen. Je nach Anwendung wer­den die gewünschten Resultate mit Schicht­dicken ab 0,1 Mikrometer (1 Mikrometer = 10­6 Meter) erreicht. Eine porenfreie gal­vanische Schicht kann ab Dicken von etwa zwei Mikrometer bis fünf Mikrometer er­zielt werden. Dies bedeutet, dass mit einer Menge von 38 Gramm Gold eine Fläche von 1 Quadratmeter mit einer zwei Mikrometer dicken Goldschicht belegt werden kann.

Zwar wird auch die mechanische Beschich­tung von Metallen mit Edelmetallen wie Gold oder Silber vorgenommen. Dieses so genannte Plattieren ist aber im Vergleich zur galvanischen Beschichtung zeitaufwendiger und nur bei größeren Flächen, wie Bändern, Blechen oder Rohren, sinnvoll anwendbar. Mit Hilfe der galvanotechnischen Verfahren können dagegen nahezu alle Geometrien mit einer variablen Schichtdicke versehen werden. Ganz besonders zu betonen ist die Möglichkeit, auch partiell Edelmetall auf­zutragen, was beispielsweise bei der gal­vanotechnischen Bandbeschichtung zum Herstellen von Kontakten in großem Maß­stab betrieben wird – hierzu findet sich in der vorliegenden Ausgabe der WOMag ein Beitrag von Thomas Frey.

Dieser besonders effiziente Einsatz von Edelmetallen war auch der Grund dafür, dass sich die ersten Verfahren der Galva­notechnik, die 1840 zum Patent angemel­det wurden, mit der galvanischen Abschei­dung von Gold und Silber befassten [2]. Die Hauptherausforderung bei der galvanotech­nischen Edelmetallabscheidung besteht in der Herstellung von geeigneten wasser­löslichen Edelmetallverbindungen. Dies ist insbesondere deshalb schwierig, weil die Edelmetalle gegen chemische Angrif­fe eine hohe Resistenz aufweisen und des­halb auch korrosionsbeständig sind. Gold und Silber können in erster Linie in Form

von cyanidischen Verbindungen in Wasser gelöst werden. Bei den Pla­tinmetallen ist die Herstellung von Verbindungen mit Chlor und Sul­fat bekannt; so lässt sich Platin nur mit einer Mischung aus Salz­ und Schwefelsäure auflösen und liegt dann als lösliches Hexachloroplati­nat vor. Cyanid als lösliche Verbin­dung für Gold und Silber liegt als Bestandteil in Mandeln vor, wes­

halb archäologische Forschungen davon ausgehen, dass bereits im Altertum galva­nische Abscheidungen mit Hilfe der so ge­nannten Batterie der Parther vorgenommen worden sein könnten [4, 5].

Gold und Silber werden zur galvanotech­nischen Abscheidung nach wie vor in Form von Cyanidverbindungen eingesetzt. Im Falle von Gold, dessen Verbindung Kalium­goldcyanid in einem breiten pH­Bereich (ab circa pH 3 bis in den stark alkalischen Be­reich) stabil ist, stehen zahlreiche Möglich­keiten zur galvanischen Abscheidung von Gold und Goldlegierungen zur Verfügung. Bei Gold ist seit einigen Jahren auch eine Verbindung auf Basis von Sulfit verfügbar, die allerdings weniger stabil ist und infol­gedessen zum Ausfällen von Gold aus der wässrigen Lösung und damit zum Goldver­lust führt. Silber wird nach wie vor nahezu ausschließlich aus cyanidischen Lösungen abgeschieden. Für die Platinmetalle wird auf Verbindungen mit Chlor oder Sulfat zu­rückgegriffen. Die Abscheidungen erfolgen meist aus sauren oder stark sauren wässri­gen Lösungen.

Der Abscheidevorgang erfolgt in allen Fäl­len so, dass ein gut gereinigtes metallisches Werkstück durch Tauchen in eine Säure ak­tiviert – darunter ist in der Regel das Entfer­nen der natürlichen Oxidhaut zu verstehen – und dann in den Abscheideelektrolyten ein­getaucht wird. Zwischen Werkstück und einer zweiten metallischen Elektrode wird ein Gleichstromkreis mit Hilfe eines ent­sprechenden Gleichrichters aufgebaut. Das Werkstück ist hierbei die Kathode, an der Elektronen an der eingetauchten Metall­oberfläche zur Verfügung gestellt werden. Mit Hilfe der Elektronen werden die in der Lösung befindlichen Edelmetallionen, bei­spielsweise das gelöste Goldcyanid, zu neutralen Metallatomen reduziert (Abb. 1). Die Metallatome lagern sich dann auf der Werkstückoberfläche zu einem geschlos­senen Metallfilm ab. Der erforderliche Stromfluss wird über die Gegenelektrode geschlossen. Je nach Art des verwendeten

Tab. 2: Edelmetallpreise im Vergleich; Angaben in Euro pro Gramm (umgerechnet für 1980 bis 2000) [2, 3]

Metall 1980 1990 2000 25.9.2013

Silber ca. 0,65 ca. 0,55 ca. 0,70 0,61

Gold ca. 70 ca. 40 ca. 40 35,25

Palladium ca. 30 ca. 12 ca. 90 18,50

Platin ca. 90 ca. 50 ca. 70 35,80

Rhodium ca. 100 ca. 500 ca. 300 25,55

Ruthenium 1,80

Tab. 1: Edelmetallverbrauch für die Elektronik [1, 2]

Metall 1997 1999 2003 Anteil (2003)

Silber ­ ­ 5151 t 18,6 %

Gold 235 t 243 t 238 t 5,7 %

Palladium 79 t 61 t 34 t 16,7 %

Platin 10 t 12 t 1,5 t 0,8 %

Rhodium ­ ­ 0,2 t 1,0 %

Ruthenium ­ ­ 4,9 t 32,7 %

Insbesondere der starke Anstieg im Bereich der elektronischen Kleingeräte (Mobiltele­fon, Tabletcomputer) hat in den letzten Jah­ren zu einem zunehmenden Verbrauch bei Gold und Palladium geführt. Platin und Rho­dium werden dagegen in großem Maßstab für Katalysatoren, vor allem in Fahrzeugen, verwendet. Auch hier werden aufgrund der hohen Preise (Tab. 2) für Platin und Rhodi­um große Anstrengungen unternommen, um zu geringstmöglichen Einsatzmengen pro Bauteil, das heißt zu einer höchstmög­lichen Effizienz, sowie zu einem bestmögli­chen Recycling zu kommen.

2 EdelmetalleinderGalvanotechnik

Die Galvanotechnik zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass mit der Technologie aus einfachen Ausgangsstoffen Metalle in einer sehr geringen Dicke aufgetragen werden können. Dadurch lassen sich die Eigen­schaften der Edelmetalle – gute Korrosions­

Abscheide elektrolyten kann dort Metall in Lösung gehen (z. B. bei der Silberabschei­dung) oder eine nicht störende Anodenre­aktion (z. B. die Sauerstoffentwicklung im Falle der Goldabscheidung) ablaufen.

Die Abscheidegeschwindigkeiten für die galvanische Metallabscheidung liegen im Bereich zwischen 0,1 und etwa 1,0 Mikro­meter pro Minute. Sie hängen unter ande­rem davon ab, aus welcher Wertigkeitsstu­fe das Metall abgeschieden wird. Für Gold sind dies die Wertigkeitsstufen 1 und 3 (Au+ und Au3+) und für Silber die Wertigkeits­stufe 1 (Ag+). Die Wertigkeitsstufe gibt an, wieviele Elektronen zur Umwandlung des Metallions in das Metallatom erforderlich sind. Ein weiteres Kriterium für eine hohe oder niedere Abscheidegeschwindigkeit ist der Wirkungsgrad, das heißt der Anteil an unerwünschten Nebenreaktionen, wie der Wasserstoffentwicklung. Für spezielle Verfahren, wie zum Beispiel die Bandbe­schichtung, wurden Hochgeschwindig­keitsverfahren entwickelt, bei denen die Abscheidegeschwindigkeit bis zu 100 Mik­rometer pro Minute betragen kann [2].

Die Abscheidegeschwindigkeiten geben einerseits einen Anhaltspunkt dafür, wie lange der Beschichtungsprozess dauert. Sie zeigen aber auch, dass die gewünsch­

te Schichtdicke relativ genau einstellbar ist, was vor allem für den effizienten Einsatz von teuren Edelmetallen wichtig ist.

3 EdelmetallschichtenundderenEigenschaften

Das hervorstechende Merkmal der Edel­metalle ist ihre chemische Beständigkeit, woraus sich für die Anwendung in der Elektrotechnik die guten elektrischen Kon­takteigenschaften ergeben. Die elektrische Leitfähigkeit selbst ist bei Silber besonders hoch. Hauptnachteil der Edelmetalle ist die relativ hohe Dichte, weshalb aufgrund des hohen Preises die Kosten für den Material­einsatz stark ins Gewicht fallen. In Tabel-le 3 sind einige interessante Eigenschaften zusammengefasst.

3.1 Silber

Silber besitzt die höchste elektrische Leit­fähigkeit aller Metalle. Damit ist ein Ein­satz von Silber in massiver Form sowie von galvanisch abgeschiedenen Silberschich­ten für die Übertragung von hohen Strö­men prädestiniert. Der Einsatz selbst wird daraufhin ausgewählt, dass zwischen den technisch zu erfüllenden Eigenschaften und dem Preis für das Edelmetall, der allerdings am unteren Ende der Preisliste liegt (Tab. 1) optimiert wird.

Vor allem für Schraubverbindungen in der Hochfrequenztechnik werden galvanisch abgeschiedene Silberschichten verwen­det. Darüber hinaus lässt sich Silber gut löten und bonden und eignet sich damit für Kontaktflächen auf Verbindungselementen oder den Kontakten in der Mikroelektro­nik [1, 7]. Teilweise wurden auch Untersu­chungen durchgeführt, um Leiterzüge und Durchkontaktierungen bei Leiterplatten durch galvanische Silberabscheidung her­

Abb. 1: Schematische Darstellung der galva­nischen Metallabscheidung

Tab. 3: Eigenschaften von Edelmetallen [1, 2]

Größe Gold Silber Palladium Platin Rhodium Ruthenium

Dichte (g/cm3) 17,0–19,2 10,0–10,5 12,0 21,5 12,4 12,5

sp. Widerst. (W/cm) 2–3·10­6 1,5–2,2·10­6 9,7·10­6 9,8·10­6 4,3·10­6 6,7·10­6

Härte (HV20) 60–180 120–180 250–300 250–350 600–800 700–900

Mikrohärte (HV0,001) 170–180 280–360

Wärmeleit. (W/mK) 310 418 75 73 150 117

Kontaktwiderstand (mW) < 10 20–30 20 ­ 40

E­Modul (kN/mm2) 77 120

Dehnung (%) 20–40* 50**

* Dehnung von 250 Mikrometer dicken Folien, ** Silber gewalzt und getempert

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10 2013WOMag24

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Die V2013, Industrieausstellung & Work-shop-Woche Vakuumbeschichtung und Plas maoberflächentechnik ist einer der zentralen Industriekongresse der Vakuum-beschichtung und Plasmaoberflächentech-nik in Deutschland. Die Veranstaltung demonstriert mit ihren anwendungsorien-tierten Workshops einmal mehr die Inno-vationskraft des Hochtechnologiestandorts Deutschland, der gerade durch seine eng vernetzte Infrastruktur zwischen exzellenter Forschung und innovationsstarken Hoch-technologieunternehmen eine wichtige Vo-raussetzung bildet. Die hiesige Schlüssel-technologie der Plasmaanwendungen hat in der Forschung und der industriellen An-wendung im internationalen Vergleich einen Spitzenplatz und gilt als Innovations-motor für eine ganze Reihe von wichtigen Wachstumsbranchen der deutschen Volks-wirtschaft, wie Bio- und Medizintechnik, Solartechnik, Optik, Automotive und Werk-zeugtechnik sowie Kunststoffveredelung.

Mit den praxisorientierten Workshops, aus-gerichtet auf die unterschiedlichen Anwen-dungsbranchen, und mit der umfangreichen Industrieausstellung mit innovativen Unter-nehmen und Institutionen der Plasmatech-nologie als Aussteller hat sich die Veranstal-tung vor allem in der Plasmaszene etabliert.

Folgende thematische Workshops werden im Rahmen der V2013 angeboten:

− Beschichtungen für Biotechnologie und Medizintechnik Der Workshop zur Biomedizintechnik soll den aktuellen Stand auf dem Gebiet der Wechselwirkungen zwischen Biomolekü-len und hier vor allem der Proteine und biofunktionellen Oberflächen und Struk-turen aufzeigen. Von besonderem Inter-esse sind hierbei mikro- und nanotechno-logische Verfahren zur Charakterisierung und Funktionalisierung von entsprechen-den Biointerfaces.

− Beschichtungen für Werkzeuge und Bauteile Referenten aus Industrie und Forschung berichten über praktische Erfahrungen und neueste Entwicklungen, die indus-triell umgesetzt sind oder Potential zur industriellen Umsetzung aufweisen. Thematische Schwerpunkte bilden Be-schichtungslösungen, die mit PVD-, CVD- oder Kombinationsverfahren hergestellt

werden, innovative Anwendungen, an-lagentechnische Aspekte sowie Fragen der Qualitätssicherung.

− Dünnschichttechnologie für Energie - systeme – solare Anwendungen Moderne Energiesysteme sind ohne Dünnschichttechnologie nicht mehr zu realisieren. Insbesondere sind hier Spie-gelschichten für solarthermische Kollek-toren, der Aufbau der photovoltaischen Wirksysteme, aber auch die Bipolarplat-ten für Brennstoffzellen, die funktionellen Komponenten der Dünnschichtbatterien und Maßnahmen zur effizienten Nutzung von Energie zu nennen. In allen Fällen kommt den Schichten und Schichtsys-temen eine wesentliche leistungs- und preisbestimmende Bedeutung zu. Ein op-timales materialtechnisches Design der Schichtsysteme verbunden mit einer aus-gefeilten Prozesstechnik ist hier erfor-derlich. Im gemeinsamen Workshop von EFDS, Fraunhofer-FEP, INPLAS und Silicon Saxony werden anerkannte und erfahrene Vertreter aus Industrie und Wissenschaft ihre aktuellen Erfahrungen und bewährte Lösungen vortragen. Dabei liegt der Fo-kus bei den solaren Anwendungen.

− Dünnschichttechnologie für Energiesyste me – Wandlung, Speicherung und Effizienz Anerkannte und erfahrene Vertreter aus Industrie und Wissenschaft werden ihre aktuellen Erfahrungen und bewährten Lö-sungen im Bereich der Dünnschichttech-nologie für Energiesysteme vortragen. Dabei liegt der Fokus bei diesem Work-shop 4 bei Energieumwandlung, Speiche-rung und Effizienz.

− Beschichtungen für den optischen Geräte-bau Optiken sind das Hauptelement in Kom-ponenten und Bauteilen moderner Photo-nikprodukte. Sie sind notwendig, um Licht effektiv von der Erzeugung bis zur Anwen-dung zu modellieren. Die Modulations-fähigkeiten der Optiken stützen sich auf drei wesentliche Grundelemente: Materi-alien, Oberflächen und Schichten. In den letzten Jahren wurde das Leistungsspekt-rum der optischen Komponenten kontinu-ierlich erweitert. Um die zukünftigen An-forderungen erfüllen zu können, ist eine Weiterentwicklung dieser Komponenten in Bereiche, in denen Licht unter extrem-

sten Bedingungen in Bezug auf Wellen-länge, Energie und Zeit eingesetzt werden kann, notwendig. Der Workshop beinhal-tet dazu Fachvorträge von Experten aus Industrie und Forschung. Er soll die Teil-nehmer über aktuellste Entwicklungen informieren, eine Kommunikationsplatt-form für enge Kontakte von Wissenschaft und Wirtschaft bieten und herausragende Lösungspotenziale für den optischen Ge-rätebau aufzeigen.

− Qualitätssicherung, Mess- und Prüfver- fahren für die Beschichtungstechnik Die Funktionalität und Zuverlässigkeit von Beschichtungen auf Bauteilen, Kom-ponenten oder ganzen Systemen ent-scheiden über die Qualität des Produkts und seine Lebensdauer in einem gege-benen Beanspruchungsprofil. Dabei wird die Qualität durch eine komplexe Prozess-kette in der Wechselwirkung von Subst-rateigenschaften, Prozessparametern und Schichtmerkmalen bestimmt. Für die fer-tigungsnahe Qualitätssicherung werden dabei verschiedenste Mess- und Prüfver-fahren zur Beurteilung von Substrat-, Pro-zess- und Schichtkenngrößen herange-zogen. Beschichtungen nach dem Stand der Technik sind durch Multifunktiona-lität, vertikalen Mehr- beziehungsweise Vielschichtaufbau oder Hybridstrukturen und lateral durch hohe Integrationsdichte beziehungsweise Mikro- und Nanostruk-turierungen gekennzeichnet. Daher sind Prüfverfahren mit einer relativen Mate-rialunabhängigkeit und hoher vertikaler und lateraler Auflösung von besonderem Interesse. Im Ergebnis sind die hinrei-chend gleichbleibende Qualität des Sub-stratmaterials, die anforderungsgerechte Reinigungstechnologie, die Stabilität der Prozessführung, die Vermeidung von pro-zessinduzierten Verunreinigungen sowie die Bestimmung der Zielkenngrößen im Toleranzband zuverlässig und mit ange-passten Taktzeiten zu erfassen, simula-tiv zu beschreiben und adaptiv anzupas-sen. Mit Fachvorträgen von Experten aus Industrie und Forschung sollen die Teil-nehmer dieses Workshops über aktuel-le Entwicklungen zur Qualitätssicherung sowie Mess- und Prüfverfahren in der Be-schichtungstechnik informiert werden. Zudem soll er eine Kommunikationsplatt-form für enge Kontakte von Wissenschaft

V2013 – Vakuumbeschichtung und PlasmaoberflächentechnikIndustrieausstellung & Workshop-Woche vom 14. bis 17. Oktober 2013 in Dresden

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und Wirtschaft darstellen und neuartige Lösungsansätze zu den oben genannten Themenkreisen und ihrer wechselseitigen Abhängigkeit aufzeigen.

− Beschichtung, Modifizierung und Charak-terisierung von Polymeroberflächen Das 21. Dresdner Vakuumtechnische Kol-loquium Beschichtung, Modifizierung und Charakterisierung von Polymeroberflä-chen stellt erneut die Entwicklung, Cha-rakterisierung und Herstellung von Multi-funktionsschichten in den Fokus. Die komplexen Anforderungen an integrierte Oberflächeneigenschaften, insbesondere von modernen Kunststofferzeugnissen, erfordern maßgeschneiderte multifunkti-onale Beschichtungen, die mechanische, optische, elektrische, chemische, biolo-gische oder ästhetische Eigenschaften durch Einzel- oder Kombinationsschichten vereinen und somit neue Gebrauchswerte und Einsatzbereiche ermöglichen. Hierzu zählen Kombinationen von Härte und Ver-schleißfestigkeit, optischer Reflexion und Absorption, Biokompatibilität, (Photo-)Katalyse, Schaltbarkeit, Selbstheilung, elektrische und elektronische Eigenschaf-ten, elektromagnetische Abschirmung, Benetzungs- und Reinigungsverhalten, Diffusions- und Permeationsbarrieren, Dekoration, Haptik und anderes. Für die technologische Realisierung der Be-schichtungen werden Vakuum- und Nie-derdruckplasmaverfahren favorisiert, jedoch auch nasschemische und atmo-sphärische Verfahren, wie zum Beispiel Atmosphärendruckplasmaverfahren, Gal-vanisieren, Lackieren, Bedrucken oder Strukturieren von Kunststoffoberflächen beziehungsweise Kombinationen dieser Verfahren stellt das Kolloquium in den Mittelpunkt. Das Spektrum der Thematik reicht von der Untersuchung von physika-lischen, chemischen und technologischen Grundlagen über das Design beschichte-ter oder modifizierter Polymeroberflächen beziehungsweise von Beschichtungspro-zessen über die technologische Integra-tion in Produktionsprozesse bis hin zur Charakterisierung von multifunktionalen Beschichtungen. Das Kolloquium richtet sich sowohl an Entwickler und Ingenieure als auch an Fach- und Führungskräfte aus den Bereichen der Anlagenentwicklung und industriellen Ausrüstung, Hochschul-forschung, des Technologietransfers und der Lohn beschichtung.

➲➲ www.efds.org

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Erfolg mit Galvanotechnik!

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In den letzten zehn bis 15 Jahren hat die In­dustrie weltweit einen drastischen Wandel erfahren. In vielen Bereichen ging die Vor­herrschaft der Produktion in Europa und den USA an die wirtschaftlich stark wachsenden Staaten in Asien. Dies gilt ganz besonders für die Herstellung von Massengütern. Als Reaktion auf die kritischer werdende Situ­ation in Europa haben Unternehmen ihre Ansprüche an die eigenen Produktions­stätten drastisch nach oben geschraubt. So wurden die Entwicklungsanstrengungen zu neuen Produkten und Verfahren deutlich erhöht und die Produktion in den meisten Industrie bereichen durch eine zunehmende Automatisierung kostengünstiger gestaltet. Als ein wichtiges Element dieser Bemühun­gen gilt die Prozessbeherrschung: Durch genaue Kenntnis eines Fertigungsverfah­rens mit allen seinen Einzelschritten wird es möglich, das Ergebnis gezielt zu steuern und so das Ergebnis definiert einzustellen.

Die Huber+Suhner AG, Hersteller von Kom­ponenten und Systemlösungen zur elek­trischen und optischen Übertragung von Daten und Energie mit Sitz in Herisau bei St. Gallen, konnte sich mit dieser Strategie in den schwieriger werdenden Zeiten mit Erfolg behaupten. Dazu beigetragen haben die Aktivitäten der Abteilung Oberflächen­technik im Konzern. Entstanden ist hier ein Konzernbereich, der heute nicht nur für die Produkte der Huber+Suhner AG beste Bear­beitungsergebnisse abliefern kann, sondern mit seinen hochqualitativen Beschichtungs­varianten für externe Kunden zur Verfügung steht. Hans Eichenberger, der Leiter des Be­reichs in Herisau, gibt einen Einblick in die Ausstattung, Arbeitsweise und erzielbaren Qualitäten der Beschichtung von Kleinbau­teilen, die vor allem in der Elektrotechnik und Elektronik gefragt sind.

150 Jahre Wachstum

Die Ursprünge des heutigen Konzerns Huber+Suhner AG, die Suhner & Co. AG auf der einen Seite und die R.+E. Huber AG auf der anderen Seite befassen sich bereits seit 150 beziehungsweise 130 Jahren mit der Herstellung von Maschinen und Bautei­len für Maschnien. Bei der 1864 gegründe­ten Suhner & Co. AG waren die ersten Pro­dukte für die Strickereiindustrie bestimmt.

1892 folgten die ersten Kontakte zur Elek­trotechnik mit dem Erwerb einer Kabelfabrik und den Kundenkontakten zu Brown Boveri. Bei der R.+E. Huber folgte der Wechsel von Bauwollzwirnerei zur Elektrotechnik bereits drei Jahre nach der Gründung, als 1885 die Zukunft des elektrischen Zeitalters rich­tig erkannt wurde. Aufgrund der starken Nachfrage nach isoliertem Draht wurde damit begonnen, Kupferdrähte mit Texti­lien zu umspinnen. Bereits 1889 firmierte das Unternehmen als Telegraphendraht- und Kabelfabrik. Sie verfügt über eine eige­ne Drahtzieherei und – damals eine kleine Sensation – über elektrische Beleuchtung.

1969 fusionieren die beiden traditions­reichen Familienunternehmen Aktiengesell­schaft R.+E. Huber und Suhner & Co. AG. Die

neue Huber+Suhner AG konzentriert sich auf die Produktbereiche Kabel und Kabel-systeme sowie Nachrichtenübermittlungs-technik. Mit der Entwicklung von wärme­schrumpfbaren, chemisch oder elektronisch vernetzten Kunststoffteilen und ­schläuchen für die Energieverteilung und den Elektro­nikbereich wird im Werkstoffsektor des Werks Herisau ab 1978 ein neuer Akzent gesetzt. Die weltweite konjunkturelle Ab­kühlung, speziell im Bereich der Nachrich­tentechnik, trifft 2001 auch Huber+Suhner stark. Im Zuge von Portfoliobereinigungen beschließt das Unternehmen den Ausstieg aus der Produktion von Gummiwaren und Gummiformartikeln sowie aus der Umwelt­technik und aus der Filterproduktion für die Nachrichtentechnik.

Mit Qualität zum ErfolgHUBER+SUHNER als Dienstleister für höchste Qualitätsansprüche

Betriebsteil Galvanotechnik der Huber+Suhner AG in Herisau; im schmalen, hohen Teil des Gebäudes ist das vollautomatische Hochregallager untergebracht

Produkte aus dem umfangreichen Sortiment für den Bereich der Hoch­ und Niederfrequenztechnik

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Diese und weitere umfangreiche Umstruktu­rierungsmaßnahmen führen dazu, dass die anschließende Wirtschaftskrise gut über­standen wird und das Unternehmen jetzt optimal aufgestellt ist. Durch die Konzentra­tion auf die drei Kernkompetenzen – Hoch­frequenz, Fiberoptik und Niederfrequenz – auf den Märkten Kommunikation, Transport und Industrie hat sich Huber+Suhner zu einem weltweit erfolgreich agierenden Lie­feranten von Komponenten und Systemen für elektrische und optische Verbindungen entwickelt.

Oberflächentechnik in neuer Dimension

Vor allem die sich ändernden Leistungen beim Wechsel von der klassischen Elektro­technik zur Elektronik führen zu steigen­den Anforderungen bei der Auswahl und Ausführung der Oberflächenbehandlung von metallischen Komponenten, wie sie bei Huber+Suhner hergestellt werden. Aus die­sem Grund wurde und wird großer Wert auf eine optimal angepasste Beschichtung ge­legt. Deshalb unterhält das Unternehmen seit langem eine hauseigene galvanotech­nische Fachabteilung, während viele andere Unternehmen die entsprechenden Arbeits­gänge in den letzten 15 bis 20 Jahren zu­nehmend an externe Dienstleister verge­ben haben.

Die Fachabteilung Galvanotechnik ist so­wohl für die Anpassung von Beschichtun­gen an die sich ändernden technischen An­forderungen als auch für die Entwicklung von neuen Behandlungs­ und Beschich­tungsverfahren zuständig. Zudem spielt in der Elektronik aufgrund des Einsatzes von Edelmetallen auch das Optimieren im Sinne der Einsparung von Edelmetallen eine immer wichtigere Rolle.

Im Zuge dieser Aufgaben wurden bei Huber+Suhner spezielle Beschichtungsver­fahren für unterschiedliche Aufgaben ent­wickelt. Insbesondere für die Beschichtung von elektrischen und elektronischen Ver­

binderbauteilen oder für Mikrowellen und Hochfrequenzanwendungen stehen drei Ei­genentwicklungen zur Auswahl, die nach­folgend detaillierter beschrieben werden.

Eine davon ist eine Kupfer­Zinn­Zink Le­gierung – Markenname Sucoplate® – mit vorteilhaften elektrischen Eigenschaften, gutem Korrosionsschutz und attraktivem Aussehen. Eine hohe Härte von 600 HV bis 700 HV, gute Abriebfestigkeit und gute Duktilität verhindern auch bei mechani­scher Belastung durch Reiben oder Biegen eine Beschädigung. Die gute elektrische Leitfähig keit (4–7 mWcm) und der gerin­ge Reibungswiderstand gewährleisten den guten elektrischen Kontakt. Die nicht ma­gnetische Legierung zeichnet sich zudem durch eine geringe Dämpfung bei hohen Frequenzen aus. Die silberfarbene Legie­rung eignet sich hervorragend als Ersatz für das häufig eingesetzte Nickel, insbesonde­re dann, wenn der Gefahr einer Nickelaller­gie durch häufigen Hautkontakt vorgebeugt werden muss. Anwendung findet die Be­schichtung mit gutem Aussehen für Dreh­ oder Biegeteile aus Kupfer­ und Nickel­legierungen, wobei auch komplex geformte Teile mit einer gleichmäßig dicken Schicht versehen werden können.

Oberflächen, die im Gebrauch einer kon­tinuierlichen Reibbelastung unterworfen sind, lassen sich durch einen Aufbau aus einer mechanisch belastbaren Basisbe­schichtung und einer Kontakt gebenden Deckschicht erzeugen. Ein solche Kombina­tionsschicht ist Sucopro®. Das Schichtsys­tem besteht aus einer elektrolytisch auf­gebrachten Nickel/Phosphor­Schicht mit einem Goldflash, das heißt einer Schicht im Bereich von 0,1 Mikrometer bis 0,3 Mi­krometer. Der große zusätzliche Vorteil des Systems gegenüber herkömmlichen standardmäßigen Goldbeschichtungen be­

Ein wichtiges Ziel in der Elektrotechnik, so auch bei Huber+Suhner, ist die Senkung des Goldverbrauchs durch Verbesserung von Schichtaufbau und ­verteilung; Innovationen sind hier ein wichtiges Element

Die moderne Steuerung bildet nicht nur den gesamten verfügbaren Prozess ab, sondern erlaubt auch eine weitreichende, flexible Gestaltung der Beschichtungsvarianten

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steht darin, dass bei mindestens gleicher Funktionalität die Kosten durch die unter­schiedlichen Goldschichtdicken signifikant reduziert werden können. Die herausra­gende Eigenschaft von Sucopro®ist dessen Verschleißbeständigkeit. Im Vergleich zu einer üblichen Schichtkombination aus etwa 2 Mikrometer galvanisch abgeschiede­nem Nickel und 0,8 Mikrometer Gold wird mit der speziellen Kombination aus 2 Mikro­meter Nickel/Phosphor und 0,2 Mikrometer Gold in Reibversuchen eine Beständigkeits­erhöhung um bis zu 800 % erreicht. Darüber hinaus besitzt die Beschichtung eine sehr gute Lötfähigkeit, eine gute Eignung zum

Die gute Geräteausstattung zur Kontrolle der chemischen Paramter mittels elektrochemischer Messung (links oben) oder mit lichtmikroskopischer Schlifftechnik (rechts und Mitte) tragen ebenso zur hoch­qualitativen Dienstleistung bei, wie das moderne Hochregallager (links); alle wichtigen Parameter, vor allem der Edelmetallverbrauch, werden mit den Begleitpapieren ausgewiesen

Crimpen sowie einen niedrigen und sta­bilen Übergangswiderstand. Der Kontakt­übergangswiderstand zeigt weder bei einer künstlichen Alterung (150 °C, 2000 Std.) noch nach 500 Steckungen Werte über 2.63 mΩ bei der Alterung beziehungsweise 2.5 mΩ bei den Steckungen.

Eine weitere spezielle Beschichtung der Huber+Suhner AG ist Sucodur®. Hierbei handelt es sich um eine elektrolytisch ab­geschiedene Nickel/Phosphor­Schicht mit mindestens 10,5 % Phosphor. Sucodur® hat ähnliche physikalische Eigenschaften wie chemisch abgeschiedenes Nickel/Phosphor und zeichnet sich damit durch eine gute Ver­

schleiß­ und Korrosionsbeständigkeit aus. Die Härte der Schicht liegt zwischen 600 HV und 1000 HV.

Neben den drei Eigenentwicklungen ste­hen als Beschichtungen auch klassische Varianten zur Verfügung. Im Bereich der Elektrotechnik und Elektronik ist dies zu­nächst galvanisch abgeschiedenes Silber. Silber besitzt mit die besten elektrischen Eigenschaften aller Metalle und wird als Schutz gegen Angriff durch Schwefelver­bindungen und Sauerstoff mit einer dün­nen Passivierung versehen. Zudem kann die Silberschicht mit einer ausgezeichneten Schichtdickenverteilung aufgetragen wer­

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den und ist daher auch für sehr komplexe Geometrien bestens geeignet. Die klassi­schen Hartgoldvarianten sind hochreine Goldschichten mit sehr geringen Anteilen an Nickel oder Kobalt. Sie besitzen hervorra­gende elektrische und tribologische Eigen­schaften und sind oxidations­ sowie korrosi­onsbeständig. Des Weiteren kommen nach wie vor galvanische Nickelschichten als Zwi­schenschicht zum Einsatz, um die Diffusion von Edelmetallschichten in das Grundmate­rial zu verhindern.

Als ein bedeutender Baustein zur Erfüllung der höchsten Qualitätsansprüche gilt bei der Huber+Suhner AG die Beherrschung der Prozesse. Hierzu wurde bereits vor mehr als zehn Jahren eine neue umfassende An­lagentechnologie eingerichtet. Seither wird mit zwei modernen, vollautomatischen Gal­vanoautomaten produziert, in denen Trom­meln, Gestelle und Vibrationswarenkörbe eingesetzt werden. Dies ermöglich es, auch äußert empfindliche und komplexe Teile op­timal und anforderungsgerecht zu veredeln. Die artikelspezifische Produktion erlaubt es, sämtliche relevanten Parameter dem Artikel zuzuordnen. Alle relevanten Chemi­

Die Fachleute der Abteilung Galvanotechnik mit Gruppenleiter Hans Eichenberger (3. von links)

kalien und Zusätze werden automatisch do­siert und die Arbeitspositionen von der Rei­nigung über die Metallabscheidung bis zur Nachbehandlung werden nach einem genau definierten Plan regelmäßig analysiert.

Diese nicht nur als Aktivitätsplan vorliegen­den Punkte, sondern als von allen Mitarbei­tern in der Fachabteilung gelebte Aufgaben­stellung war der Weg zur obersten Prämisse Quality First. Der Prozess der kontinuier­lichen Verbesserung wurde nach Aussage von Hans Eichenberger von allen beteiligten Mitarbeitern verinnerlicht. Deshalb genießt eine optimale Beherrschung aller Prozesse entlang der logistischen Kette einen sehr hohen Stellenwert. Die logistische Kette be­ginnt bei der Warenanlieferung und endet beim Versand, wobei jeder Auftrag – ob ex­tern oder intern – mit der selben Gründlich­keit bedacht wird. Aus diesem Grund wird beispielsweise auch bereits seit mehr als zehn Jahren mit Strichcodes gearbeitet. Auf dieser Basis kann neben den internen Auf­trägen eine Kapazität von 20 000 Chargen jährlich für externe Kunden zur Verfügung gestellt werden.

Selbstverständlich ist bei Huber+Suhner auch die professionelle Beratung und Eva­luation des wirtschaftlich und technisch op­timalen Veredlungsverfahrens oder bei Be­darf die Entwicklung kundenspezifischer Lösungen im eigenen Labor. Darüber hin­aus werden nicht nur die notwendigen Pro­zessparameter der Galvanoanlage durch AAS, Titration oder HPLC überwacht, son­dern auch die Eigenschaften der Oberflä­chen regelmäßig kontrolliert. Hierzu steht ein umfassender Gerätepark von der Salz­sprühtestkammer bis zum Menisco ST50 zur Messung der Lötfähigkeit zur Verfügung.

Qualität – Basis für die Zukunft

Motivierte und gut ausgebildete Mitarbei­ter sowie ein sehr hoher Automatisierungs­grad bilden bei Huber+Suhner die Basis zur optimalen Prozessbeherrschung. Das Vertrauen der Kunden und die Erfüllung ihrer Bedürfnisse hat für die Fachleute bei Huber+Suhner den höchsten Stellenwert. Drei Jahrzehnte Erfahrung in der anspruchs­vollen Veredlung von Verbindungsteilen für Hochfrequenzanwendungen, die kontinu­ierliche Optimierung bestehender Verfah­ren und die Entwicklung eigener Verfahren haben gezeigt, dass sich dünnere, kosten­sparende Beschichtungen ohne Qualitäts­einbuße auch bei komplexen Formen rea­lisieren lassen. Damit wird aber auch den Anforderungen eines modernen Umwelt­managements Rechnung getragen und die natürlichen und künstlichen Ressourcen werden mit optimierten Prozessen geschont und kontinuierlich verbessert.

Mit dem Grundsatz Excellence in Connectivi-ty Solutions sieht sich die Huber+Suhner AG gut aufgestellt für die Zukunft. Davon profi­tieren nicht nur die Kunden aus der Hoch­frequenztechnik, wenn sie die Produkte des Unternehmens erwerben, sondern auch die Kunden des Dienstleistungsbereichs Beschichtung.

Huber+Suhner AG, Degersheimerstrasse 14, CH-9100 Herisau

➲➲ www.plating.ch

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dem neuesten Stand!

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Voigt & Schweitzer ist das weltweit erste und derzeit einzige Unternehmen im Be-reich der Oberflächentechnik, das kürzlich für sein Produkt duroZINQ® die begehrte Cradle to Cradle®-Zertifizierung vom Cradle to Cradle Products Innovation Institute in San Francisco erhalten hat. Cradle-to-Crad-le (C2C) oder von der Wiege bis zur Wiege beschreibt die Idee, von Anfang an in kom-pletten Produktkreisläufen zu denken und auf diese Art erst gar keinen umweltbelas-tenden Müll entstehen zu lassen, weil die Materialien nach dem Vorbild der Natur in Kreisläufen zirkulieren.

In Ergänzung zur Öko-Effizienz, bei der Voigt & Schweitzer im Bereich Rohstoff- und Ener-gieeinsatz seit Jahren seine führende Rolle durch den Einsatz von Innovationen aus-baut, geht es bei C2C um eine weitere Di-mension der Nachhaltigkeit, die Effektivität. Nach deren Verständnis sind Input und Out-put dann wachstumsbefähigt, wenn alle in den entsprechenden Prozessen verwende-ten und erzeugten Stoffe frei von Toxizität und in geschlossenen Stoffkreisläufen wie-derverwendbar sind. Die Produkt- und Pro-zesscharakteristik der Feuerverzinkung bie-tet in dieser Hinsicht einen hervorragenden Ansatz, denn hier werden die eingesetzten Metalle Stahl und Zink nur gebraucht, nicht verbraucht und lassen sich somit im Prinzip unendlich oft sowie in hoher Qualität recy-celn. Die erreichbaren Produkt lebenszyklen feuerverzinkten Stahls liegen im Bereich von Generationen und übertreffen damit den von beschichtetem Stahl oder alterna-tiven Materialien.

Wie Dr. Thomas Pinger, verantwortlich für Nachhaltigkeit und Innovationsmanage-

ment bei Voigt & Schweitzer, betont, geht es darum, die Wiederverwertung der einge-setzten Stoffe, der entstehenden Zwischen-produkte und des Endprodukts zu fördern. Hierfür ist zunächst grundsätzlich auf die Verwendung umweltverträglicher Stoffe zu achten sowie auf die Einrichtung von Re-cyclingprozessen – und zwar in allen Pro-zessschritten. So werden nicht nur die ab-gearbeiteten Reinigungslösungen sowie die angereicherten Spüllösungen der Wieder-aufbereitung zugeführt, auch die am Zink-kessel entstehenden Stoffe wie Zinkasche oder Hartzink werden rezykliert. Unterstüt-zend wirken dabei nicht nur Management-systeme wie DIN ISO 9001:2008, sondern dauerhaft gelebte praktische Anforderun-gen und Verbesserungsmaßnahmen, deren Umsetzung entsprechend kontrolliert wird.

Die Untersuchung und Bewertung aller im duroZINQ®-Feuerverzinkungsprozess ein-gesetzten Stoffe und der feuerverzinkten Oberfläche selbst bei Voigt & Schweitzer erfolgte über zwei Jahre durch die Environ-mental Protection Encouragement Agency (EPEA). Dazu wurden kontinuierlich um-fangreiche Investitionen im Hinblick auf Cradle-to-Cradle vorgenommen, Technolo-gien, Stoffe sowie deren Einsatz und Wie-deraufbereitung optimiert. Das erhaltene Zertifikat ist nach Aussage von Lars Baum-gürtel, geschäftsführender Gesellschafter bei Voigt & Schweitzer, die Belohnung für das Engagement in Sachen Nachhaltigkeit und Ansporn, diesen Weg weiterzugehen.

Neben der Umwelt profitiert auch der Kunde: Durch die Verzinkung wird eine Stahlkonstruktion während ihrer Nutzungs-phase dauerhaft vor Korrosion geschützt,

am Lebensende liegt ein vollständig recy-clingfähiges Produkt vor, aus dem in den geschlossenen Stoffkreisläufen der Metall-wirtschaft die eingesetzten Ressourcen wie-dergewonnen werden können. Damit trägt Voigt & Schweitzer durch effektive Ober-flächentechnik dazu bei, jede Stahlkon-struktion nachhaltiger werden zu lassen.

Mit der Zertifizierung bekennt sich Voigt & Schweitzer zu dem Konzept von Profes-sor Dr. Michael Braungart und William Mc-Donough, Produkte so zu entwickeln, dass sie am Ende nicht zu Müll werden, sondern in biologischen oder technischen Kreisläu-fen wieder eingesetzt werden. Die Cradle-to-Cradle zertifizierte Oberfläche bestätigt den Kunden, dass sie mit ZINQ eine kluge Entscheidung für die Umwelt treffen, wie Lars Baumgürtel zusammenfasst.

Voigt & Schweitzer schützt jedes Jahr mehr als 500 000 Tonnen Stahl durch ZINQ. Das inhabergeführte Familienunternehmen ist der Marktführer in Sachen Feuerverzinken und mit 35 Werken in Deutschland sowie angrenzenden Nachbarländern flächende-ckend vertreten. Das Unternehmen bietet neben Feuerverzinken nach ISO 1461 ohne/mit Farbe (duroZINQ®, colorZINQ®) auch ressourceneffiziente Hightech-Oberflächen (microZINQ®, ecoZINQ®) an. Vielfältige Dienstleistungen wie Warehousing, Mon-tagen, Kontraktlogistik (JIT/JIS) bis hin zu Export/Verschiffung runden den ZINQ One-Stop-Shop-Service ab.

Voigt & Schweitzer GmbH & Co. KG Nordring 4, D-45894 Gelsenkirchen

➲➲ www.zinq.com

Oberflächenschutz mit höchster Effektivität duroZINQ® von Voigt & Schweitzer als Oberflächenkorrosionsschutzsystem mit der Cradle to Cradle®-Zertifizierung ausgezeichnet

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Für die Herstellung und Verarbeitung von medizintechnischen Produkten gelten hohe Reinheitsanforderungen. NTTF Coatings beschichtet mit Hilfe neuester technologi-scher Verfahren medizinische Implantate verschiedenster Art. Die Produkte gelangen direkt nach der Beschichtung in den neuen Reinraum, wo sie steril verpackt werden. So werden beispielsweise die antimikrobi-ellen und superhydrophilen Eigenschaften einer keramischen Titanoxidbeschichtung nicht beeinträchtigt. Der Zugang zu dem circa 25 Quadratmeter großen Reinraum ist nur geschultem und zugelassenem Perso-nal möglich.

Biokompatible Beschichtung von Implantaten

Medizinische Implantate bestehen oftmals aus metallischen Legierungen. Um aller-gische Reaktionen im Körper zu unterdrü-cken, werden die Implantate zum Beispiel mit einer Beschichtung aus Titanoxid mit einer speziellen Kristallstruktur versehen. Diese Titanoxidschicht zeichnet sich durch einen extrem hydrophilen und photokata-lytischen Charakter aus. Die biokompatible Oberfläche ist dadurch selbstreinigend und antimikrobiell, aber auch gut benetzbar, was unter anderem eine wesentlich schnel-lere und lückenlose Benetzung des Implan-tats mit Blut ermöglicht. Diese speziell für Implantate entwickelte Titanoxidbeschich-tung fördert und beschleunigt das kompli-kationslose Einwachsen des Implantats in den Körper deutlich.

NTTF Coatings – Spezialist für Oberflächentechnik

Die nach ISO 9001 und 13485 MPG zertifi-zierte NTTF Coatings GmbH ist Anbieter für Analyse, Entwicklung, Produktion und Bera-tung im gesamten Bereich der Oberflächen-technik. Darüber hinaus verfügt das Unter-nehmen über umfangreiche Erfahrungen in

der Entwicklung und Produktion von medi-zinischen Geräten für Diagnostik und The-rapie. Das operative Team besteht aus hoch qualifizierten Naturwissenschaftlern aus verschiedenen Disziplinen, wie Physik, Che-mie, Mathematik und Biologie sowie Inge-nieuren und Technikern aus den Bereichen Mechatronik, Elektronik und IT. Der Firmen-sitz befindet sich im Technologiezentrum für Oberflächentechnik Rheinbreitbach. Zu-sätzlich zu der eigenen technischen Aus-rüstung hat NTTF Coatings im TZO Zugang zu weiteren modernen Labor-, Mess- und Beschichtungseinrichtungen.

TZO für Existenzgründer

Mit dem TZO hat sich in Rheinbreitbach eine wichtige Anlaufstelle für Existenz-gründer aus dem Hochtechnologiebereich entwickelt. Das thematisch ausgerichtete Zentrum mit seiner apparativen Ausstat-tung, der Ansiedlung innovativer Unterneh-men und universitärer Forschungsinstitute unter einem Dach sowie der Durchführung von Entwicklungsprojekten mit Partnern aus Industrie und Forschung bietet ein brei-tes Spektrum von Problemlösungen und Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Oberflächentechnik.

Oberflächenbeschichtung und Verpackung von medizinischen Implantaten in hochsterilem UmfeldNeuer Reinraum bei NTTF Coatings

Die NTTF Coatings GmbH aus Rheinbreitbach hat vor Kurzem einen neuen Reinraum in Betrieb genommen. Damit können medizini-sche Implantate, die von dem Spezialisten für Oberflächentechnik beschichtet werden, direkt im Anschluss unter sterilen Bedingun-gen verpackt werden. NTTF Coatings hat seinen Sitz im Technologiezentrum für Oberflächentechnik Rheinbreitbach (TZO), wo das Unternehmen neben der eigenen technischen Ausrüstung auch Zugang zu weiteren modernen Labor-, Mess- und Beschichtungsein-richtungen hat.

Haltewerkzeug mit Knochenimplantaten während der Beschichtung Quelle: NTTF Coatings GmbH

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Innovationscluster IMKK

Die Einbindung in den Innovationscluster Metall-Keramik-Kunststoff (IMKK) ist für das TZO von großer Bedeutung. Hier exis-tiert eine große Bandbreite spezialisier-ter Unternehmen in den Bereichen Metall, Keramik und Kunststoff. Diese können auf Kompetenzen und Ressourcen des TZO zu-rückgreifen, die sie selbst nicht zur Verfü-gung haben. Darüber hinaus greift das TZO auf ein Netzwerk aus Universitäten, Fach-hochschulen und Forschungseinrichtungen

der Region zu, wo die grundlegende For-schungsarbeit stattfindet.

Metall, Maschinenbau, Keramik, Feuerfest-technologie, Kunststoff und Oberflächen-technik sind die Schwerpunktbranchen mit mehr als 250 Betrieben und 25 000 Arbeits-plätzen in den Landkreisen Altenkirchen, Neuwied und Westerwald. Mit der Einrich-tung des Innovationscluster Metall-Kera-mik-Kunststoff hat das Land Rheinland-Pfalz ein Instrument geschaffen, um regionale Innovationsprozesse zu moderieren und

den Unternehmen einen raschen, fundier-ten und kontinuierlichen Zugriff auf For-schungsergebnisse von Hochschulen und anwendungsorientierten Forschungsinsti-tuten sowie auf neue Produktionsverfahren und Hightechwerkstoffe zu ermöglichen.

Innovationscluster Metall-Keramik- Kunststoff (IMKK) c/o TechnologieZentrum Koblenz Universitätsstraße 3, D-56070 Koblenz

➲➲ www.metall-keramik-kunststoff.de

Der Anlagenhersteller Walter Lemmen GmbH entwickelt und baut neben kom-pakten Galvanikanlagen für dekorative und funktionelle Oberflächen, Kleingalva-nikanlagen als Komplettsysteme an. Diese multifunktionalen Geräte und Wannensys-teme ab 1,5 Liter Beckenvolumen sind uni-versell einsetzbar für das Vorbehandeln, Elektropolieren, Veredeln und Nachbehan-deln von Oberflächen aus der Schmuck- industrie, Medizintechnik und industrielle Kleinteilefertigung.

Kleingalvaniksysteme mit integriertem Gleichrichter und abgestimmte Elektroly-ten bilden die Basis für ein professionelles Ergebnis in der galvanischen Oberflächen-beschichtung. Das Komplettsystem mit in-tegrierter Heizung und Elektrolytbewegung kann für die elektrolytische Entfettung und alle galvanischen Edelmetallelektrolyte ein-gesetzt werden.

Das Einzelwannensystem TG mit einem Be-ckenvolumen von 5 l /10 l / 20 l und 50 l ermöglicht das individuelle Zusammenstel-len von Behandlungsbecken. Ergänzende Optionen, wie eine aufsteckbare Warenbe-wegung, Gleichrichter, Bodenheizkörper mit Temperaturregler und Trommeleinrichtun-gen ermöglichen eine zuverlässige Oberflä-chenbehandlung für unterschiedliche An-

wendungsbereiche. Die Anlagen werden im Bereich der Elektrotechnik beispielsweise zur galvanischen Durchkontaktierung ein-gesetzt, wobei sowohl chemische als auch galvanische Verfahren zum Einsatz kom-men. In Abstimmung mit dem Kunden wer-den die Anlagen gemäß den geforderten Verfahrensschritten angepasst. Damit sind für den modularen Aufbau Prozesse wie

Kleingalvanikanlagen zum Durchkontaktieren von Leiterplatten und Schich-ten wie chemisch Zinn, galvanisch Kupfer, Zinn, Nickel, Gold oder Silber

Kleinwannensysteme und Anlagen für funktionale und dekorative Oberflächen

Desmear, Blackening, Zinnstripper, Resist-stripper, chemisch Zinn, organische Schutz-schicht (OSP), chemisch Nickel/Gold, che-misch Silber oder galvanisch Nickel/Gold problemlos anwendbar. Optimal ausgestat-tete Behandlungs- und Spülbecken in Kom-bination mit hochwertigen Einrichtungen und Anlagenkomponenten garantieren ein optimales Oberflächenergebnis.

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➲➲ www.walterlemmen.de

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VERBÄNDE

SONDERTHEMA

Demokratie heißt Entscheidung durch die Betroffenen1 – auch in Europa?

Von Dr. Malte-Matthias Zimmer

Deutschland hat gewählt. Deutschland wählt in Land und Bund stets das Parla-ment. Die dortigen Mehrheitsverhältnisse bestimmen daher in der Regel auch die Re-gierung. Somit bestimmt das Volk, also die Betroffenen, – zumindest prinzipiell – direkt über die Legislative und mittelbar über die Exekutive.

Nächstes Jahr stehen Europawahlen an. Meist sind diese von erheblich geringerem Interesse für den Bürger. Dafür spricht die oft sehr geringe Wahlbeteiligung. Anderer-seits spielt Europa eine immer größere, ja mittlerweile die entscheidende Rolle für na-hezu alle Bereiche des täglichen Lebens. Sollte daher nicht die Europawahl ebenso ernst genommen werden?

Dies fällt schwer! Recht wenig dringt über Europas tägliche Politik nach außen. Meist werden wir in Presse und Fernsehen mit den schlussendlichen Ergebnissen konfrontiert, die nur allzu oft Kopfschütteln verursachen. Anders als in Berlin, wo praktisch jede poli-tische Aktivität der Regierung früh sehr auf-merksam durch das Parlament, vor allem die Opposition, und die Öffentlichkeit be-obachtet wird, scheint dies in Europa nicht annähernd in gleicher Form abzulaufen. Die Gesetzgebungsvorhaben werden im Vorfeld kaum öffentlich diskutiert. Wie kommt das?

Der Hauptgrund liegt darin, dass in Europa, anders als in Berlin, das Parlament nicht die Hauptkraft der Gesetzgebung darstellt. Es ist vielmehr die Europäische Kommis-sion, also die europäische Regierung, die das Recht zur Gesetzesinitiative besitzt. Das Parlament kann nur abnicken oder ab-lehnen. Was nicht als Gesetz gewünscht ist, kommt nicht auf die Tagesordnung. Die

Kommission wird nicht durch das Parlament gewählt, sondern durch die Mitgliedsstaa-ten benannt. Das Parlament kann die Kom-missare nur en bloc akzeptieren oder ab-lehnen. Danach ist die einzige Pflicht der Kommission gegenüber dem Parlament ein regelmäßiger Bericht. Dies dient dazu, das Recht des Parlamentes zu stützen, die Kom-mission zur Gesetzesinitiative aufzufordern. Das Parlament übt über Untersuchungsaus-schüsse eine gewisse Kontrolle aus – will es sich jedoch durchsetzen, muss es vor den Europäischen Gerichtshof ziehen! Darauf werden wir noch zurückkommen.

Das ganze Konstrukt Europas zeigt deutlich, dass hier nicht die Betroffenen entscheiden, sondern eine unübersichtliche Auswahl von Interessensträgern. Nach C.F. Weizsäckers Aussage (Demokratie heißt Entscheidung durch die Betroffenen) befinden wir uns daher nicht in einer Demokratie.

Noch etwas unterscheidet das Agieren auf europäischer Ebene von dem in Deutsch-land. Obwohl die Kommission eine exekuti-ve Gewalt zu sein scheint, tritt sie nicht als Vollzugsorgan auf. Die Durchsetzung der mittlerweile bindenden europäischen Ge-setze (Lissabonner Vertrag, 2009) obliegt nationalen Behörden. Dieser scheinbare Vorteil, möglicherweise doch noch Einfluss auf die Art der Umsetzung zu haben, wird weit überwogen durch die Tatsache, dass sich die Europäische Kommission und alle ihre der Allgemeinheit unbekannten Be-amten frei von den Zwängen der Realpoli-tik ihren Ideen widmen können – und na-türlich den Interessen der erfolgreichsten Lobbyisten. Ganz offiziell setzt die Europä-ische Politik Lobbyismus für ausreichende und notwendige Information voraus. Das ist auf absurde Weise logisch, da die reale

Welt der Umsetzung kreativer Gesetzeside-en nicht allzu weit in die weitläufigen, gut abgeschirmten Hallen der Kommissionsge-bäude zu dringen vermag.

Was bleibt den Betroffenen? Also uns allen? Wie können wir wenigstens versuchen, uns als eigentlichem Souverän Gehör und Be-achtung zu verschaffen? Wie können sich Bürger, Bürgergruppen, Verbände und Un-ternehmen Gehör verschaffen?

Die Unternehmen der Oberflächentechnik, vor allem der Chromtrioxid verarbeitenden Betriebe, standen und stehen in Sachen REACh exakt vor diesem Problem. REACh ist ein kreatives Produkt dieser europäischen Eigenwelt. Offen wird gesagt, dass die Um-setzung unklar ist, dass wir alle gemeinsam lernen müssen, damit umzugehen!

Doch was, wenn der Eindruck gewonnen wird, dass dieses Lernverhalten nur einsei-tig erwartet wird? Wenn sich die Anzeichen mehren, dass die Maßnahmen, die aus den generierten Gesetzeswerken gefolgert und rechtfertigt werden, für die Welt mit ihren realen Notwendigkeiten wenig geeignet sind? Wer prüft dann?

Wie gesehen, fällt das Parlament für eine solche Kontrolle weitgehend aus. Selbst das Parlament muss zur Durchsetzung die Jurisdiktion bemühen! Nichts anderes bleibt Unternehmen und anderen Instituti-onen, die sich ungerecht behandelt fühlen, übrig. Gerade REACh sieht keine Kontrolle der Prozesse durch eine andere politische Institution vor. Diese Erkenntnis ist erschre-ckend, jedoch zwingend. Die Strukturen Eu-ropas ermöglichen ausschließlich den Weg über den Europäischen Gerichtshof (EuGH), wenn man die Handlungen der Kommission überprüfen lassen möchte.1 Zitat Carl Friedrich von Weizsäcker

10 2013WOMag34

VERBÄNDE

VDI-Ehrungen auf der Automation 2013 (v.l.n.r.: Dr. Norbert Kuschnerus, Dr. Kurt D. Bettenhau-sen, Dr. Friedrich Harbach, Dipl.-Ing. Volker Schulz Bild: VDI

Wir Deutschen klagen zwar gern vor Ge-richt, doch die Prüfung der Regierungsar-beit erfolgt bei uns noch immer durch die Volksvertreter. Auf europäischer Ebene ist das nicht in gleicher Weise möglich. Darum müssen wir unsere Zurückhaltung ablegen.

Europa will es so, hat seine eigenen Regeln. Entweder man spielt nach diesen Regeln mit, oder man wird selbst zum Spielball.

Darum kann man nur jeden auffordern, Ini-tiativen, die die Kommission zwingen, eine transparente, realitätsbezogene Politik

zu betreiben, vor dem EuGH zu unterstüt-zen. Entweder direkt als Klagebeteiligter oder unterstützend durch eine Interventi-on. Diese Möglichkeiten wurden nicht ohne Grund geschaffen! Denn nur so entscheiden die Betroffenen doch noch selbst!

Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächen-technik e. V. (DGO) DGO-BG Thüringen und Sachsen

Ausschreibung des Galvanopreises 2014

Die DGO-Bezirksgruppen Thüringen und Sachsen schreiben den Galvanopreis 2014 aus, der anlässlich des Leipziger Fachsemi-nars 2014 überreicht werden wird. Alle Un-ternehmen der Galvano- und Oberflächen-technik, also

– Rohstofflieferanten

– Verfahrenschemielieferanten

– Anlagenlieferanten

– Komponentenlieferanten

– Galvaniken/Beschichter

– und sonstige Branchenmitglieder

können sich bewerben oder vorgeschlagen werden. Unternehmen, die innovative

– anlagentechnische Leistungen

– verfahrenschemische Leistungen

– materialeffiziente Lösungen

– energieeffiziente Lösungen

– ökologische Lösungen

– strategische Unternehmens-/Manage-mentkonzepte

erfolgreich umsetzen konnten, haben gute Chancen, die Auszeichnung zu erhalten. Die Bewerbung muss bis spätestens 31. Dezem-ber 2013 mit einer aussagekräftigen Power-point-Präsentation (max. 10 Folien) unter der E-Mail-Adresse: lutz.scheigenpflug@otescheigenpflug.de mit dem Betreff Gal-vanopreis 2014 eingehen.

Der Preisträger erhält die Möglichkeit, sein Thema zu Beginn des Leipziger Fachsemi-nars in einem 15-minütigen Vortrag vor-zustellen. Er erhält darüber hinaus einen Bronze-Pokal, eine Urkunde, 50 Prozent Nachlass auf die Ausstellergebühren des 22. Leipziger Fachseminars 2015 sowie eine Rezension in der Zeitschrift Galvanotechnik.

Verein Deutscher Ingenieure e. V. (VDI)

Ehrungen auf der Automation 2013

Zum Auftakt des 14. Kongresses Automation in Baden-Baden mit rund 500 Experten aus der Mess- und Automatisierungsbranche hat der VDI Ingenieure geehrt, die sich durch wissenschaftliche oder ehrenamtliche Leis-tungen ausgezeichnet und besondere Ver-dienste um den VDI erworben haben.

Dr. Friedrich Harbach wurde im Rahmen der Eröffnungsveranstaltung des Kongres-ses die Otto-Winkler-Ehrenmedaille des VDI verliehen. Dies ist die höchste Ehrung, die die VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Auto-matisierungstechnik (GMA) vergeben kann. Der GMA-Vorsitzende Dr. Kurt Bettenhau-sen blickte im Rahmen der Ehrung auf das umfangreiche ehrenamtliche Engagement von Dr. Harbach im VDI zurück. Über ein Jahrzehnt war Dr. Friedrich Harbach in vie-len Positionen der GMA tätig – als Fachaus-schussmitglied, als GMA-Vertreter in ande-ren wissenschaftlichen Fachgesellschaften, als Tagungsleiter und in der Fachbereichs-leitung. Von 2007 bis 2012 war er stellver-tretender Vorsitzender der GMA und hat sich hier insbesondere für die Entwicklung von Stellungnahmen und die regionale Ar-beit eingesetzt. Bettenhausen dankte Har-bach insbesondere für sein Engagement zur Erstellung und Veröffentlichung des The-senpapiers Automation 2020.

Viele gemeinsame Aktivitäten der Interes-sengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie (NAMUR) und der GMA gehen auf das Engagement von Dr. Nor-bert Kuschnerus zurück. Hierfür erhielt er die VDI-Ehrenplakette. Dr. Kuschnerus hat gemeinsame Richtlinienprojekte initiiert und sich in den Erfahrungsaustausch zwi-schen NAMUR und GMA eingebracht. Zu nennen ist auch sein Einsatz für die Erar-beitung der GMA-NAMUR-Roadmap Pro-

zess-Sensoren, die 2005 und 2009 in einer weiterentwickelten Fassung veröffentlicht wurde. Dr. Norbert Kuschnerus hat mit sei-nem persönlichen Engagement dazu bei-getragen, die Kongressreihe Automation erfolgreich unter Mitwirkung der NAMUR weiterzuentwickeln.

Der mit 2000 Euro dotierte Eugen-Hart-mann-Preis der GMA geht in diesem Jahr an Dipl.-Ing. Volker Schulz. Schulz wird damit für seine Veröffentlichung Compensation method in sensor technology: a sensor-based description im Journal of Sensors and Sensor Systems (JSSS) ausgezeichnet, das seit 2012 als Online-Journal existiert. In sei-ner Arbeit beschreibt und vergleicht er die Ausschlag- und die Kompensationsmetho-de sowohl aus Sicht der Messtechnik und aus Sicht der Regelungstechnik. Die Lau-datoren waren sich einig: Neben den zahl-reichen neuen wissenschaftlichen Erkennt-nissen und den hervorragenden eigenen Entwicklungen zeichnet sich die Arbeit da-durch aus, dass das behandelte Thema au-ßergewöhnlich umfassend und sehr ver-ständlich dargestellt wird. Der Aufsatz kann damit besonders effektiv von der Fachwelt für die eigene Arbeit genutzt werden.

➲➲ www.vdi.de

10 2013 WOMag 35

RUBRIKEN

Sägen aus Kohlenstoff

Beim Herstellen von Wafern könnte sich künftig Material einsparen lassen. Hauch-dünne Sägen aus Kohlenstoffnanoröhren und Diamant sollen Siliziumwafer mit mi-nimalem Schnittverlust trennen. Ein neu-es Verfahren ermöglicht die Fertigung der Drähte.

Wo gesägt wird, da fallen Späne – und die können teuer sein. Bei der Wafer-Fertigung in der Photovoltaik- und Halbleiterindu- strie beispielsweise galt ein relativ hoher Schnittverlust bisher als unabwendba-res Übel. Jetzt haben Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg zusammen mit Kollegen der australischen Commonwealth Scien-tific and Industrial Research Organisation CSIRO einen Sägedraht entwickelt, der die Verluste erheblich reduzieren soll. Statt dia-mantgespickter Stahldrähte verwenden die Forscher hauchdünne und extrem stabile Fäden aus Kohlenstoffnanoröhren, die mit Diamant beschichtet werden.

Neuer hauchdünner Sägedraht für Siliziumwafer – Diamant auf Kohlenstoffnanoröhren Bild: Fraunhofer IWM

Elastomerfolien und gummierte Gewebe

In vielen industriellen Einsatzbereichen sind Elastomerfolien und gummierte Ge-webe unverzichtbare Halbzeuge zur Lö-sung technischer Probleme. Die Heraus-forderung liegt aber in der Erfüllung der individuellen, anwendungstechnischen Rahmenbedingungen und damit der rich-tigen Kombination der Werkstoffe und Träger. Gerade im Anlagen-, Apparatebau sowie der Chemie und Pharmazie ist das notwendige Spektrum eine wirkliche Her-ausforderung für den Lieferanten.

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Bei der Auswahl der möglichen Werkstof-fe kann der Kunde bei Tec Joint auf das ge-samte Spektrum synthetischer Elastomere zurückgreifen. Entsprechend der Einsatz-bedingungen können dies beispielsweise KTW/FDA-freigegebene EPDM-Mischun-gen, eine Brandschutzqualität für den Ei-senbahnbereich, FKM-Folien, die Normen von Anlagenbauern und der Chemie ent-sprechen, oder auch Silikone mit ihrer sehr guten Temperaturbeständigkeit für die Medizintechnik sein.

Herstellung von mehrlagigen Dichtfolien. Sub-strate werden mit hoher Genauigkeit in die Vulka-nisation eingeführt

Automatische Bewertung der Defektdichte führt das Yield-Management

Für die Oberflächeninspektion von Profi-len aus Kunststoff und Kautschuk stellt Pixargus auf der K 2013, die vom 16. bis 23. Oktober in Düsseldorf stattfindet, das neue Defect Density Management vor. Es ermöglicht die kombinierte, auf eine de-finierte Segmentlänge bezogene Bewer-tung von Art und Anzahl von Oberflächen-fehlern. Mit ihm erfüllen die Hersteller von Profilen auch komplexe Spezifikatio-nen ihrer Kunden und minimieren gleich-zeitig den Ausschuss.

Mit dem neuen Defect Density Management (DDM) Modul können die Hersteller von Pro-filen den Anforderungen aus den Lastenhef-ten jetzt deutlich besser Rechnung tragen. Sie liefern jetzt auch solche Profile aus, die bisher aufgrund einer unscharfen, subjek-tiven Bewertung als Ausschuss eingestuft worden wären – Yield-Management par ex-cellence. Das Modul ist ein Bestandteil der ProfilControl Surface (PCS) Systeme von Pixargus, die die Oberflächenbeschaffen-heit der Profile inline prüfen. Bei Detektion

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und Klassifikation von Oberflächenfehlern auf Profilen haben die optischen Inline-In-spektionssysteme einen hohen Standard erreicht. Bei der Bewertung von Fehlern je-doch, die im Zusammenhang analysiert wer-den sollen, gab es bisher noch eine Grauzo-ne – die logische Verknüpfung von Fehlern.

Viele Spezifikationen – vor allem der Auto-mobilhersteller – enthalten Oder-Verknüp-

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Antennen ersetzen Kabel

Kabelsalat ist eine nervige Sache – die Kabel stören das Auge und sind oft auch Stolperfallen. Neuartige Antennen sollen die Störenfriede nun ersetzen: In Tischen versteckt, versorgen sie elektronische Ge-räte mit Strom. Auch Daten kann der Tisch senden.

Diese Büroleuchten werden kabellos mit Energie versorgt Bild: Fraunhofer ENAS

Die schöne Designerlampe auf dem Tisch soll für eine angenehme Atmosphäre im Raum sorgen. Wenn nur das lästige Kabel nicht wäre – dann könnte man die Leuchte je nach Bedarf auch mal in der Mitte des Ti-sches platzieren. Künftig soll das möglich sein: Mit der Technologie SUPA Wireless, kurz für Smart Universal Power Antenna. Sie lässt die Stromleiter verschwinden – sei es bei Lampen, Laptops oder Smartphones. Forscher am Fraunhofer-Institut für Elek- tronische Nanosysteme ENAS haben SUPA Wireless gemeinsam mit ihren Kollegen der Universität Paderborn und vier mittelständi-schen Technologiefirmen entwickelt.

Doch wenn Kabel und Batterie fehlen, wie wird die Lampe dann mit Strom versorgt?

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WOMag 10 201336

RUBRIKEN

Messen – Prüfen

DIN 2278:2013-09 / Titel (deutsch): Geometri-sche Produktspezifikation (GPS) - Lehren für Me-trisches ISO-Gewinde - Schmutznuten Titel (eng-lisch): Geometrical product specifications (GPS) - Gauges for ISO metric screw threads - Dirt grooves Dokumentart: Norm-Entwurf, Ausgabedatum: 2013-09 Erscheinungsdatum: 2013-09-13, Spra-chen: Deutsch Einführungsbeitrag: Dieser Norm-Entwurf legt die Ausführung von Schmutznuten an Lehren für Met-risches ISO-Gewinde fest. Die übliche Reinigung der zu prüfenden Gewinde genügt nicht in allen Fällen. Eine Schmutznut nimmt beim Einschrauben der Gewindelehre (Gewinde-Gutlehrdorn bezie-hungsweise Gewinde-Gutlehrring) letzte noch im Gewinde verbliebene Verunreinigungen auf und verhindert deren Einklemmen zwischen Werkstück und Gewindelehre. Gewinde-Ausschusslehrdorne und Gewinde-Ausschusslehrringe werden nicht mit Schmutznuten ausgeführt, da diese hier nicht erforderlich sind. Dieser Norm-Entwurf wurde vom Unterausschuss NA 152-03-02-07 UA „Eindimensi-onale Längenprüftechnik“ im Normenausschuss Technische Grundlagen (NATG) im DIN erarbeitet. / Änderungsvermerk: Gegenüber DIN 2278:1967-12 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) der Titel der Norm wurde geändert; b) die Anwen-dung der in den Tabellen 1 bis 4 angegebenen Wer-te wurde dem Hersteller freigestellt; c) eine alter-native Ausführung der Schmutznut an Gewinde-Gutlehrringen wurde ergänzt; d) der Ab-schnitt „Prüfverfahren“ wurde ergänzt; e) die Ter-minologie wurde an die aktuellen Normen ange-passt; f ) die Norm wurde redaktionell überarbeitet.

DIN EN ISO 14405-3:2013-08 / Titel (deutsch): Geometrische Produktspezifikationen (GPS) - Di-mensionelle Tolerierung - Teil 3: Winkelgrößen-maße (ISO/DIS 14405-3:2013); Deutsche Fassung prEN ISO 14405-3:2013 / Titel (englisch): Geome-trical product specifications (GPS) - Dimensional tolerancing - Part 3: Angular sizes (ISO/DIS 14405-3:2013); German version prEN ISO 14405-3:2013 Dokumentart: Norm-Entwurf, Ausgabedatum: 2013-08, Erscheinungsdatum: 2013-08-05, Spra-chen: Deutsch Einführungsbeitrag: Dieser Teil führt den Default-Spezifikationsoperator für Winkelgrößenmaße ein und legt eine Anzahl besonderer Spezifikations-operatoren für Größenmaßelemente mit Winkel-größenmaß vom Typ: Kegel, Kegelstumpf (abge-schnitten oder nicht), Keil (abgeschnitten oder nicht), zwei gegenüberliegende Geraden (Quer-schnitt eines Keils/abgeschnittenen Keils und ei-ner Ebene senkrecht zur Mittelebene des Keils/ab-geschnittenen Keils, Querschnitt eines Kegels/Kegelstumpfes und einer Ebene, die die Rotations-achse des Kegels/Kegelstumpfes einschließt) fest. Der vorliegende Teil legt ebenfalls die Spezifikati-onsmodifikatoren und die Zeichnungsangaben für diese Winkelgrößenmaße fest. Das Doument stellt einen Satz von Werkzeugen zur Verfügung, um ver-schiedene Arten von Winkelgrößenmaßmerkma-

len auszudrücken. Er enthält keinerlei Angaben zum Zusammenhang zwischen einer Funktion oder Verwendung und einem Winkelgrößenmaßmerk-mal. Dieses Dokument (EN ISO 14405-3) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 213/WG 12 „Size“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 290 „Geometrische Produktspe-zifikationen und -prüfung“, dessen Sekretariat von AFNOR (Frankreich) gehalten wird, erarbeitet. Auf nationaler Ebene ist der Arbeitsausschuss NA 152-03-02 AA „CEN/ISO Geometrische Produktspezifi-kation und -prüfung“ im Normenausschuss Tech-nische Grundlagen (NATG) im DIN zuständig.

DIN EN 15063-1:2013-11 / Titel (deutsch): Kupfer und Kupferlegierungen - Bestimmung von Haupt-bestandteilen und Verunreinigungen durch wel-lenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) - Teil 1: Anleitungen für das Routineverfah-ren; Deutsche Fassung prEN 15063-1:2013 / Titel (englisch): Copper and copper alloys - Determi-nation of main constituents and impurities by wavelength dispersive X-ray fluorescence spec-trometry (XRF) - Part 1: Guidelines to the routine method; German version prEN 15063-1:2013 Dokumentart: Norm-Entwurf, Ausgabedatum: 2013-11, Erscheinungsdatum: -, Sprachen: Deutsch

Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen

DIN EN ISO 8502-2:2013-10 / Titel (deutsch): Vor-bereitung von Stahloberflächen vor dem Auftra-gen von Beschichtungsstoffen - Prüfungen zum Beurteilen der Oberflächenreinheit - Teil 2: La-borbestimmung von Chlorid auf gereinigten Oberflächen (ISO/DIS 8502-2:2013); Deutsche Fassung prEN ISO 8502-2:2013 / Titel (englisch): Preparation of steel substrates before applica-tion of paints and related products - Tests for the assessment of surface cleanliness - Part 2: Labo-ratory determination of chloride on cleaned sur-faces (ISO/DIS 8502-2:2013); German version prEN ISO 8502-2:2013 Dokumentart: Norm-Entwurf, Ausgabedatum: 2013-10, Erscheinungsdatum: -, Sprachen: Deutsch Einführungsbeitrag: Dieser Norm Entwurf (E DIN EN ISO 8502-2:2013-10) beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen von in Wasser leicht löslichen chloridhaltigen Salzen, die sich auf einer Stahloberfläche befinden. das Verfahren ist auch bei beschichteten Oberflächen anwendbar. Es wird üblicherweise in einem Labor an Waschflüssigkei-ten durchgeführt, die auf Baustellen von Oberflä-chen gesammelt wurden. Das Verfahren ist zum Bestimmen von Salzen anwendbar, die durch den Reinigungsprozess eingeschleppt wurden oder die sich vor oder nach dem Reinigen abgelagert ha-ben. Auf Quecksilberhaltigen Substanzen wird auf-grund von Gesundheits- und Umweltgefährdung verzichtet. Für diesen Norm Entwurf ist das Gremi-um NA 002-00-10-04 UA „Oberflächenvorberei-tung und -prüfung“ im DIN zuständig. / Ände-rungsvermerk: Gegenüber DIN EN ISO 8502 2:2006-07 wurden folgende Änderungen vorge-nommen: a) die Norm wurde auf Grund von Ge-sundheits- und Umweltgefährdung so überarbei-tet, dass quecksilberhaltige Substanzen nicht mehr zur Prüfung verwendet werden und quecksil-berfreie Prüfverfahren zur Anwendung kommen; b) die Norm wurde redaktionell überarbeitet.

DIN EN ISO 8502-12:2013-10 / Titel (deutsch): Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auf-tragen von Beschichtungsstoffen - Prüfungen zur Bewertung der Oberflächenreinheit - Teil 12: Feldprüfung zur titrimetrischen Bestimmung von wasserlöslichen Eisenionen / Titel (englisch): Preparation of steel substrates before applica-tion of paints and related products - Tests for the assessment of surface cleanliness - Part 12: Field method for the titrimetric determination of water-soluble ferrous ions Dokumentart: Norm-Entwurf, Ausgabedatum: 2013-10, Erscheinungsdatum: -, Sprachen: Deutsch Einführungsbeitrag: Dieser Norm Entwurf (E DIN EN ISO 8502-12:2013-10) beschreibt ein Feldver-fahren zum Bestimmen von löslichen Eisen(II)-Io-nen durch Tropftitration auf Stahloberflächen vor und/oder nach der Oberflächenvorbereitung. Das Verfahren ist hauptsächlich zum Bewerten von Verunreinigungen auf einer Oberfläche gedacht. Es ist von ungeübtem Personal leicht durchzufüh-ren und für die meisten praktischen Zwecke aus-reichend genau. Für diesen Norm-Entwurf ist das Gremium NA 002-00-10-04 UA „Oberflächenvorbe-reitung und -prüfung“ im DIN zuständig. / Ände-rungsvermerk: Gegenüber DIN EN ISO 8502-2:2006-07 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) in den Abschnitten 3 und 4 wur-de der zur Titration verwendete Indikator genauer spezifiziert; b) im Abschnitt 5 wurden die Abgabe-volumina der Vorrichtungen zur tropfenweisen Ab-gabe der Indikator- und Titrierlösung spezifiziert; c) die Norm wurde redaktionell überarbeitet.

Korrosion und Korrosionsschutz

DIN EN ISO 11474:2013-08 / Titel (deutsch): Kor-rosion von Metallen und Legierungen - Korrosi-onsprüfung in künstlicher Atmosphäre - Be-schleunigte Außenbewitterung (Freibewitterung) mit intermittierendem Sprühen einer Salzlösung (Scab-Test) (ISO 11474:1998); Deutsche Fassung FprEN ISO 11474:2013 / Titel (englisch): Corrosi-on of metals and alloys - Corrosion tests in artifi-

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beim Beuth Verlag,

Berlinwww.beuth.de

Neue Normen

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RUBRIKEN

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Patente PS – Patent Deutschland EP – Europapatent WP – Weltpatent

Mechanische Metallbearbeitung

Stanzverfahren und Folgewerkzeug

PS 10 2008 009 264.9 – B21D 28/00. AT 15.02.2008; OT 21.08.2008; PT 26.09.2013. Anm.: Hans Schmied GmbH Metallwaren - Kunststoffwa-ren, 87600 Kaufbeuren, DE. Erf.: Melzer, Christian, 87600 Kaufbeuren, DE. Offenbart sind ein Stanzverfahren und ein für ein derartiges Stanzverfahren geeignetes Folgewerk-zeug, wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine Kontur vorgestanzt wird und in einem sich daran an-schließenden Arbeitsschritt ein Materialstreifen ab-getrennt wird, so dass ein Profil mit hoher Oberflä-chenqualität hergestellt wird.

Biegevorrichtung

PS 10 2008 015 163.7 – B21D 7/06. AT 20.03.2008; OT 24.09.2009; PT 10.10.2013. Anm.: Stavenhagen, Alexander, 58119 Hagen, DE. Erf.: Erfinder ist Anmel-der. Um eine Biegevorrichtung zu schaffen, die es ermög-licht, insbesondere Rundungen und Abkantungen an flachen oder runden Biegeteilen mit einem Biegewin-kel von mehr als 180° herzustellen, wird vorgeschla-gen, dass mindestens ein Biegekopf in einer im We-sentlichen V-förmigen Ausnehmung eines Auf- nahmeprismas gelagert ist, wobei eine Außenkontur des Biegekopfes als Kreisevolvente mit einer Aus-nehmung so ausgebildet ist, dass der Biegekopf bei Einleitung einer Längsbewegung durch eine Vorschu-beinheit einer Biegemaschine im Aufnahmeprisma eine kombinierte Dreh- und Schubbewegung aus-führt und dabei ein an einer Matrize anliegendes zu verformendes Biegeteil um die Matrize herum ver-formt, und wobei nach Beendigung des Biegevorgan-ges sich der Biegekopf in eine Ausgangslage zurück-bewegt.

Mikrostrukturtechnik

Verfahren zur Herstellung eines mikromechani-schen Drucksensors

PS 10 2004 006 197.1 – B81B 1/00. AT 09.02.2004; OT 27.01.2005; PT 17.10.2013. Anm.: Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE. Erf.: Muchow, Joerg, 72764 Reutlingen, DE, Benzel, Hubert, 72124 Pliez-hausen, DE, Guenschel, Roland, 72770 Reutlingen, DE. Die Erfindung beschreibt einen mikromechanischen Drucksensor, der aus wenigstens einem ersten Bau-element und einem zweiten an das erste Bauelement angrenzenden Bauelement besteht. Dabei ist vorge-sehen, dass das erste Bauelement wenigstens eine Membran und eine Kaverne umfasst. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Kaverne derart ausgestaltet ist, dass das zu messende Medium durch die Kaverne Zugang zur Membran erhält. Darüber hinaus ist im zweiten Bauelement eine Öffnung vorgesehen, die das zu messende Medium zur Kaverne führt. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass wenigs-

tens ein Teil der Kaverne eine übergangslose Verlän-gerung der Öffnung im zweiten Bauelement darstellt.

Mikromechanischer Drucksensor mit beheiztem Passivierungsmittel und Verfahren zu seiner Steuerung

PS 10 2005 029 841.9 – B81B 7/00. AT 27.06.2005; OT 23.03.2006; PT 05.09.2013. Anm.: Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE. Erf.: Benzel, Hubert, 72124 Pliezhausen, DE, Muehlheim, Richard, 72076 Tübingen, DE, Guenschel, Roland, 72770 Reutlingen, DE, Wehrmann, Frank, 72770 Reutlingen, DE, Lepi-dis, Polichronis, 72770 Reutlingen, DE, Loidreau, Maxime, 72764 Reutlingen, DE. In der vorliegenden Erfindung wird eine mikromecha-nische Vorrichtung mit einem mikromechanischen Bauelement und einem Heizelement bzw. ein Verfah-ren, mit dem das Heizelement gesteuert und/oder geregelt werden kann, beschrieben. Das Heizele-ment dient dabei dazu, das mikromechanische Bau-element, welches vorzugsweise elektrische Kompo-nenten aufweist, und/oder ein Passivierungsmittel, welches das mikromechanische Bauelement umgibt, auf eine vorgebbare Temperatur zu bringen.

Metall, Kunststoffe, Keramiken

Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeug-bauteils sowie Kraftfahrzeugbauteil

PS 10 2011 057 007.1 – C21D 9/46. AT 23.12.2011; OT 27.06.2013; PT 26.09.2013. Anm.: Benteler Auto-mobiltechnik GmbH, 33102 Paderborn, DE. Erf.: Bake, Karsten, 33129 Delbrück, DE, Buschsieweke, Otto, 33102 Paderborn, DE, Sahebkar, Bahman, 40724 Hilden, DE.

Verfahren zur Randschichtbehandlung von Oberflächen mittels Energiestrahl

PS 199 42 386.5 – C21D 1/09. AT 04.09.1999; OT 08.03.2001; PT 02.10.2013. Anm.: pro-beam sys-tems GmbH, 09221 Neukirchen, DE. Erf.: Ahl, Udo, 09116 Chemnitz, DE, Zenker, Rolf, Dr.-Ing.-habil., 09648 Mittweida, DE, Wagner, Eberhard, 09123 Chemnitz, DE, Ptaszek, Tadeusz, 09217 Burgstädt, DE. Die bekannten Verfahren erreichen für bestimmte Anwendungen bzgl. Bauteile, insbesondere solche mit gekrümmten Oberflächen, nicht die Qualität be-züglich der Rissfreiheit und der Verschleißbeständig-keit. Bevorzugt kommt bei derartigen Verfahren der Elektronenstrahl zur Anwendung. Erfindungsgemäß wird ein Energiestrahl, vorzugsweise Elektronen-strahl, zweidimensional derart auf der Oberfläche des Bauteils abgelenkt, dass das Energiefeld der Oberfläche angepasst ist. Der Energiestrahl wird dazu funktional durch Überlagerung von mindestens zwei Ablenkfunktionen abgelenkt. Durch Überlage-rung einer dritten Ablenkfunktion wird ein Energie-übertragungsfeld erzeugt, welches eine konstante Energieübertragungsdichte aufweist. Die Parameter

der Ablenkfunktionen werden auf die Geometrie und Dicke der zu erzeugenden Randschicht eingestellt. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Härten der Kontaktflächen von Ventilen und Gelenkteilen.

Beschichten

Beschichtungsverfahren

PS 10 2006 010 929.5 – C23C 16/04. AT 09.03.2006; OT 13.09.2007; PT 02.10.2013. Anm.: MTU Aero Engines GmbH, 80995 München, DE. Erf.: Meier, Reinhold, 84405 Dorfen, DE. Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren, insbesondere für Gasturbinenbauteile, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines zu beschichtenden Bauteils, wobei das Bauteil an einer zu beschichten-den Oberfläche mindestens eine Öffnung bzw. Boh-rung aufweist, in die beim Beschichten kein Be-schichtungswerkstoff eindringen darf, b) Ver- schließen der oder jeder Öffnung von außen mit einem Kunststoff, c) Beschichten des Bauteils mit einem Beschichtungswerkstoff, d) Entfernen des Kunststoffs aus der oder jeder Öffnung.

Verfahren zum Abscheiden einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht

PS 10 2006 038 885.2 – C23C 16/455. AT 18.08.2006; OT 01.03.2007; PT 10.10.2013. Anm.: Wonik IPS Co., Ltd., Pyeongtaek-Si, KR. Erf.: Lee, Jung-Wook, Pyungtaek, KR, Cho, Byung-Chul, Pyung-taek, KR, Lee, Ki-Hoon, Pyungtaek, KR, Seo, Tae-Wook, Pyungtaek, KR. Es wird ein Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht bereitgestellt mit: einem Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Bildungsschritt des Zuführens und Ab-

Kompetente

WOTech GbRwww.wotech-technical-media.de

Patent- recherchen:

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10 2013WOMag38

BERUF + KARRIERE

EnviroFALK GmbH 13

Gramm Technik GmbH 19

Gross Wassertechnik GmbH *9

Harter GmbH *3

HUBER+SUHNER 23

Lemmen GmbH 21

Mazurczak GmbH 19

Messe München 39

Metallform *1

Poeton Industries Ltd. 1

Rieger Metallveredlung 25

Ruhl & Co. GmbH 25

Sager + Mack GmbH 9

TU Chemnitz Beilage

Helmut Zerrer GmbH Titelbild, U2

ZVO e.V. Beilage

(* – Sonderausgabe WOClean)

INSERENTENVERZEICHNIS

Atome und Periodensystem

Atome und deren Aufbau

Im Allgemeinen kann die Beschreibung aller vorhandenen Stoffe auf ein und die selbe kleine Untereinheit reduziert werden. Hier-bei handelt es sich um so genannte Atome, deren Durchmesser einer Größenordnung von etwa 10-10 m entsprechen. Der Begriff Atom leitet sich aus dem griechischen ab und bedeutet das Unteilbare. Über viele Jahrtausende wurde angenommen, dass das Atom die kleinste Einheit im Univer-sum darstellt. Erst gegen Ende des 19. Jahr-hunderts wurde die These des Unteilbaren widerlegt. Es konnte durch chemische und physikalische Methoden bewiesen werden, dass das Atom nicht die kleinste Einheit darstellt. Das Atom selbst wird durch kleine Untereinheiten, die so genannten Elemen-tarteilchen aufgebaut. Diese subatomaren Teilchen bilden zum einen den positiv gela-denen Atomkern und zum anderen die ne-gativ geladene Atomhülle. Nach außen hin erscheint das Atom somit elektrisch neutral, da sich die einzelnen Ladungen der subato-maren Teilchen gegenseitig kompensieren. Die Elektronen erzeugen eine nach außen wirkende Zentrifugalkraft, die der Coulomb-schen Anziehung zwischen Atomkern und -hülle entgegen wirkt.

Der positiv geladene Atomkern bestimmt die Masse des jeweiligen Atoms. Der Kern besteht aus Nukleonen. Dies sind positiv geladene Protonen (p) und elektrisch neu-trale Neutronen (n). Die negativ geladene

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Kleine Werkstoffkunde – Werkstoffe als Basis für Bauteile – Werkstoffeigenschaften

Atomhülle bestimmt die Größe des jeweili-gen Atoms. Diese besteht aus negativ gela-den Elektronen (e-).

Atommodelle

Dalton

Der englische Naturforscher Dalton entwi-ckelte im 19. Jahrhundert ein Modell um die experimentell gefundenen Massegesetze erklären zu können:

– Jedes Element besteht aus kleinsten, nicht weiter teilbaren Teilchen, den Ato-men.

– Die Atome eines Elements haben alle die gleiche Masse. Die Atome unterschiedli-cher Elemente unterscheiden sich in ihrer Masse.

– Atome können durch chemische Vorgän-ge weder vernichtet noch erzeugt werden.

– Bei chemischen Reaktionen werden die Atome der Ausgangsstoffe in bestimmten Anzahlverhältnissen verknüpft.

Die einzelnen Elemente wurden mit Symbo-len gekennzeichnet. Als Symbole legte man den ersten oder den ersten und einen wei-teren Buchstaben des Elementnamens (lat. der griech. Namen) zugrunde:

– Stickstoff – Nitrogenium – N

– Sauerstoff – Oxygenium – O

– Wasserstoff – Hydrogenium – H

– Kohlenstoff – Carbon – C

– Schwefel – Sulfur – S

– Kupfer – Cuprum – Cu

– Eisen – Ferrum – Fe

– Gold – Aurum – Au

Kern-Hüllen Modell

Die Beschreibung von Atomen durch einen positiv geladenen Kern, der die Masse des Atoms bestimmt, sowie eine negativ gela-dene Hülle, in welcher sich die Elektronen bewegen, wurde 1911 durch Rutherford be-wiesen. Beim rutherfordschen Streuver-such wurden α-Teilchen (He-Kerne) auf eine Goldfolie gelenkt (Abb. 22). Die Dicke der Folie entspricht etwa 1000 Atomlagen (etwa 0,2 µm). Ringförmig um die Folie ist ein Filmstreifen angebracht, der von den α-Teilchen geschwärzt wird. Die meisten Teilchen durchdringen die Goldfolie unge-hindert, das heißt, die Atome bestehen zum größten Teil aus masseleerem Raum, in des-

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Tab. 11: Elementarteilchen des Atoms

Elementarteilchen Symbol Ladung Ruhemasse in g

Proton p +1 1,6726 · 10–24

Neutron n 0 1,6749 · 10–24

Elektron e -1 9,1094 · 10–28

Die Einheit der Ladung ist e = 1,602177 · 10–19 Coulomb

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