REACh als Herausforderung für galvanisch abgeschiedenes Chrom

Bericht über das Berliner Fachseminar, eine Veranstaltung der DGO, Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e. V.

Um sich über eines der derzeit wichtigsten Themen, den Konsequenzen für die galvanische Abscheidung von Chrom aus den gesetzlichen Anforderungen von REACh, zu informieren, waren mehr als 60 Interessenten zum Berliner Fachseminar erschienen. Veranstaltungsort war die BAM in Berlin. Die Vorträge umfassten die gesamte Breite des Themas Chrom und REACh; so erläuterte Dr. Föst die Vorgehensweise der BAuA bei der Bewertung von Chrom(VI)verbindungen bis zum derzeit vorliegenden Resultat der Zulassungsnotwendigkeit. Darüber hinaus wurden die Ansichten von Lohnbeschichtern, Chemieherstellern oder der Berufsgenossenschaft über die Verwendung von Chromsäure erläutert und die derzeit möglichen Alternativen zu den unverzichtbaren Chromschichten vorgestellt. Hierbei wurde wiederum bestätigt, dass vor allem Hartchrom durch die Abscheidung aus Chromsäurelösungen zum heutigen Zeitpunkt nicht ersetzbar ist und für die nahe Zukunft auch keine adäquaten Ersatzlösungen unter vergleichbaren Bedingungen möglich sind. In den zum Teil regen Diskussionen wurde klar, dass eine einfache Verbannung der Verchromung aus Europa in Staaten, die nicht der REACh-Verordnung unterliegen, keine erstrebenswerte Lösung sein kann. Damit bleibt als einziger gangbarer Weg, akzeptable ­Zulassungsmöglichkeiten für Chrom(VI)verbindungen für die galvanische Abscheidung von Chromschichten zu schaffen.

REACh-Zulassung – der Anfang ist gemacht

Eröffnet wurde das Berliner Fachseminar mit einem Überblick über bisher erfolgte Schritte auf dem Weg zur Zulassung unter REACh. Dr. Martin Wieske, Wirtschaftsvereinigung Metall, stellte zunächst die unter­schiedlichen Zeiträume der abgelaufenen und der noch anstehenden Aktivitäten vor. Es sind bereits einige Vorgänge, wie die Aufnahme von Stoffen in die Kandidatenliste, weit fortgeschritten. Dabei ist zu bedenken, dass eine Ablehnung der Aufnahme eines Stoffes in den allermeisten Fällen zu dessen Verbannung führt. Weitreichende Konsequenzen hat die Betrachtung von Stoffen, die für die Fertigstellung eines Produkts zwar notwendig sind, im Endprodukt aber nicht mehr vorkommen, wie dies für Chrom(VI) der Fall ist.

Am 19. Dezember 2012 waren 138 Stoffe auf der Kandidatenliste, von denen bisher 14 Stoffe im Anhang XIV erfasst sind. Darüber hinaus ist vorgesehen, weitere Verbindungen mit Chrom aufzunehmen. Diese Entwicklung macht deutlich, dass sich die Industrie frühzeitig mit den unterschiedlichsten Stoffen, die über ein gewisses Risi­kopotenzial verfügen, beschäftigen muss.

Bei der Beantragung der Zulassung muss immer auch berücksichtigt werden, welche Möglichkeiten und Konsequenzen bestehen, den beantragten Stoff zu substituieren. Für die eigentliche Zulassung (Application for Autorisation – AfA) sind mindestens elf Monate zu veranschlagen, so dass hieraus ein Zeitrahmen von 18 Monaten vor dem Ablauftermin entsteht, innerhalb dessen die notwendigen Arbeiten zu leisten sind. Für die Beantragung der Zulassung ist beispielsweise darauf zu achten, mit allen Mitgliedern der Lieferkette zu kommunizieren. Dabei ist auf das Wissen der Fachleute in der Kette zurückzugreifen. Die ­Gefahr des Geheimnisverrats kann als relativ niedrig angesehen werden, da die Mitglieder ebenso wie die ECHA selbst die kritischen Daten nicht veröffentlichen. Als einer der wichtigsten Zeitpunkte gilt der SunSet-Day (8/2017), bis zu dem die Zulassung für alle Stoffe, die kritisch sind, zu beantragen ist. Wird dieser Zeitpunkt versäumt, muss mit der Verwendung ausgesetzt werden, so lange, bis die laufenden Vorgänge abgeschlossen sind.

Ein weiterer kritischer Punkt ist die Unsicherheit darüber, dass ein Antrag auf Zulassung nicht unbedingt zu einer Genehmigung der Verwendung führen muss. Ein Anwender muss also auf jeden Fall nach Alternativen für einen kritischen Stoff suchen. Prinzipiell werden aber durch REACh neue Spielregeln für den Umgang mit allen erfassten und zugelassenen Stoffen vorgegeben. Besonders im Fokus stehen hierbei metallische Verbindungen.

Bezüglich der Anwendung und der Zulassung besteht derzeit noch eine große Unsicherheit, da nicht klar ist, wie Anwendungen oder Stoffe charakterisiert werden, damit für einen größeren Teil der Industrie die Verwendung möglich ist.

Zulassungsverfahren

Dr. Ulrich Föst, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin BAuA, bezeichnete einführend das Zulassungsverfahren unter REACh als Chance. Dabei berichtete er über seine Erfahrungen aus der BAuA, die für die Erarbeitung der Stoffbewertung in Deutschland verantwortlich ist. Die BAuA hat bei der Erarbeitung der Grundlagen ­zugleich über Zusatznutzen nachgedacht, beispielsweise für die TRGS. Im Zusammenhang mit solchen Arbeiten werden unter anderem auch Risikobeurteilungen durchgeführt oder Vorschläge unterbreitet, wie die Unternehmen die Überwachung selbst durchführen können. Dies ist eine Zielrichtung der gesamten REACh-Aktivitäten.

Bei den Arbeiten zum Risikomanagement, dessen Inhalte in der Regel für die BAuA intern bestimmt sind, werden grundsätzlich Erwägungen zur Substitution vorgenommen. Bei den Arbeiten wird auf Ergebnisse anderer EU-Staaten zurückgegriffen und im Falle einer erschöpfenden Bearbeitung werden unter Umständen keine eigenen Aktivitäten mehr in Gang gesetzt. Ein weiteres Kriterium bei der Auswahl und Bearbeitung von Stoffen wird darin gesehen, ob ein Stoff eher in der Großindustrie oder im gewerblichen Bereich eingesetzt wird. Schließlich spielt auch das Vorliegen von Arbeitserkrankungen eine wichtige Rolle bei der Auswahl. Dieser Aspekt stand beispielsweise bei der Bewertung von Chrom(VI) im Vordergrund.

Bei der Betrachtung des Risikos wird davon ausgegangen, dass ab vier kanzerogenen Risikofällen pro 1000 Fällen ein nicht mehr tolerierbares Risiko vorliegt; bei vier pro 10 000 Fällen liegt der Bereich der Toleranzschwelle. Im Fall von Chrom(VI) lagen nach Aussagen von Dr. Föst die Werte deutlich über der Toleranzschwelle und damit sah sich die BAuA zum Handeln gezwungen.

Erste Diskussionen über die Zulassung wurden im Ausschuss für Risikobewertung (RAC) und im Ausschuss für sozioökonomische Studien (SEAC) geführt. Daraus entstand ein Entscheidungsentwurf, der als Grundlage zur Entscheidung der Kommission herangezogen wurde. Im Weiteren wird bei Chrom(VI) über die Alternativen zu diskutieren sein; zudem muss der Maßstab für die Beurteilung des Risikos geschaffen werden. Noch relativ unsicher ist die Vorgehensweise bei der sozioökonomischen Studie. Allerdings sind solche Betrachtungen beispielsweise im Versicherungswesen üblich und können daher aus diesem Bereich der Wirtschaft Unterstützung erhalten.

Die deutschen Behörden sind zwar nicht direkt in die formalen Bearbeitungen der Zulassungsanträge eingebunden. Angeboten werden aber Fachgespräche, die Beratung von Unternehmen, Beratung der Ministerien oder die Kommunikation mit der ECHA.

Kritisiert werden aus der Industrie derzeit die Expositionszahlen, die von der Berufsgenossenschaft erstellt wurden. Die BAuA geht aber nach wie vor davon aus, dass die bisher vorgelegten Zahlen zu akzeptieren sind. Eine Chance für die betroffene Industrie sieht Dr. Föst darin, dass Chrom(VI) der erste Stoff ist, der die Zulassung durchlaufen wird und damit dem Bereich der Oberflächentechnik die Vorgehensweise bei ­weiteren Stoffe vertraut sein dürfte.

REACh und Oberflächentechnik in den USA

Ähnlich wie in Europa gehört auch in den USA die Oberflächentechnik zu dem am stärksten regulierten Industriebereich, so dass auch dort dieses Thema häufig diskutiert wird. Darüber hinaus finden in den USA laufend Gespräche über die Beschränkung des Einsatzes von Stoffen statt, wie Doug Lay, Coventya USA, erläuterte. Die Bemühungen von REACh werden derzeit aber als Stigmatisierung von bestimmten Stoffen betrachtet, die sich auch auf deren Anwendung in den USA auswirken. So wird auch dort über die beiden Ansätze der Kontrolle und der Substitution diskutiert.

Die US-Wirtschaft betrachtet die Einwirkungen von REACh im Bereich der Verchromung als Störung des globalen Wettbewerbs und lehnt sie deshalb ab. Die Inhalte von REACh dienen allerdings als Grundlage für die entsprechenden Gesetze in den USA. So wird beispielsweise bereits Nickel in die Diskussion mit einbezogen.

Darüber hinaus ist aber der hohe Grad an Eigenständigkeit der einzelnen Staaten in den USA ein Problem, da dies zu Wettbewerb und Verschiebungen der Industrie innerhalb der USA führt. Zudem findet eine verstärkte Abwanderung aus den USA statt; beispielsweise hat Kalifornien 30 Prozent seiner Oberflächentechnik an Mexiko und vor allem an China verloren.

Derzeit sind von den Entwicklungen durch Regulierung und verbesserten Umweltschutz vorwiegend die Bereiche Hartchrom und Anodisierung betroffen. Seit etwa zwei Jahren werden hier intensive Diskussionen zum Umweltschutz geführt. Daraus resultierten unter anderem niedrigere Grenz­werte für die Freisetzung von Chrom(VI). So wurden seit 1995 die Emissionen von Chrom(VI) um 99,7 Prozent reduziert. Allerdings ist die Reduzierung zu einem großen Teil auf das Schließen von Unternehmen oder die Änderung der Abscheideverfahren zurückzuführen. Nur 25 Prozent der Emissionsminderung sind auf tatsächliche Verbesserungen des Emissionsschutzes zurückzuführen.

Insgesamt bemängelte Doug Lay, dass die Datenlage zu Emission und Gefährdung durch Chrom(VI) sehr schlecht ist. So wird derzeit daran gearbeitet, das US-Umwelt­ministerium mit besseren Daten zu Risiko und Einsatz von Chrom(VI) zu versorgen.

REACh – Bedrohung oder Krise?

Wie Jochen Schmitt, Vecco e. V., einführend klarstellte, bedeutet Krise im engsten Sinne des Wortes ein Stehen am Scheideweg, oder im vorliegenden Fall die Betrachtung der Zeit vor und nach REACh. Wir stehen jetzt vor der Situation, dass REACh bereits so weit in Gang gesetzt wurde, dass es kein Zurück mehr gibt. Daraus ist das Problem entstanden, dass sich die überwiegend kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) mit einer außerordentlich komplexen Materie befassen müssen. Sie sind dazu in der Regel nicht in der Lage, so dass sich als Ausweg nur die Zusammenarbeit der Betriebe untereinander anbietet. Inzwischen wurde auch bei der ECHA erkannt, dass bisher die KMU, die in Deutschland einen großen Teil der Arbeitsplätze stellen, nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt wurden. Hier wird in nächster Zukunft Abhilfe geschaffen.

Einer der derzeitig wichtigsten Kritikpunkte sind die verwendeten Expositionswerte, auf denen die gesamten bisher vorgenommenen Aktivitäten beruhen. Nach neuesten­ Messungen liegen die tatsächlichen Expo­sitionen jedoch weit unter dem Wert, den die BAuA verwendet; bestätigt wurden diese neuen Messwerte von der Berufsgenossenschaft. Ähnlich verhält es sich mit der Zahl der Lungenkrebserkrankungen in der Galvanotechnik. Bestätigt wurde bisher lediglich ein Fall von Lungenkrebs aus einem Galvanikunternehmen.

Problematisch bei der vorliegenden Situation ist die Frage, ob der laufende Prozess überhaupt noch zu beeinflussen ist. Ganz besonders kritisch wird hierbei gesehen, dass der Prozess zu einer starken Wett­bewerbsverzerrung führt. Ähnlich kritisch gesehen wird die Beurteilung der durch REACh erforderlichen Alternativen zur galvanischen Abscheidung von Chrom aus Chrom(VI)lösung. Vor allem auch, weil in den Entscheidungsgremien bei der BAuA keine Fachleute der Oberflächentechnik ­sitzen. Damit wird der Markt, vor allem unter den Kunden der Oberflächentechnik, stark verunsichert. Das Verbannen der Galvanotechnik aus Europa wird nach heutigem Stand wohl eher dazu führen, dass die Technologie in Länder mit wesentlich geringeren Sicherheitsstandards abwandern wird, so dass für die Gesamtumwelt im globalen Maßstab deutliche Nachteile entstehen werden.

Die Branche mit ihren Unternehmen sieht nichtsdestotrotz einen positiven Aspekt darin, dass der Anteil an sicheren Anlagen und Verfahren in Europa noch weiter gesteigert werden kann. Im Endergebnis könnte beispielsweise daraus ein Label für Arbeitssicherheit in Europa erwachsen, vergleichbar dem früheren Qualitätsstandard Made in Germany.

Zulassung von Chromsäure

Wie Dirk Wiethölter, Enthone GmbH, zu Beginn darlegte, werden etwa 10 000 bis 20 000 Tonnen an Chromsäure pro Jahr in die EU eingeführt; gewonnen wird Chromsäure in der EU praktisch nicht. Unter anderem diese Einfuhr und die kleinräumige Verteilung haben dazu beigetragen, Chrom(VI) als kritischen Stoff einzustufen.

Einer durchgeführten Untersuchung zufolge, möchten sich bisher OEMs nicht mit den Folgen der Restriktion von Chrom(VI) befassen, obgleich sehr wohl der Bedarf an hochqualitativen Bauteilen besteht. Bei den Chemielieferanten wird REACh dazu führen, dass weitere kritische Stoffe in kleinen Mengen zwangsläufig aus wirtschaftlichen Gründen aus dem Programm genommen werden. Damit verbleiben in erster Linie die Lohnbeschichter als wirklich interessierter Partner bei den Herausforderungen aus REACh, da deren Existenz in Gefahr ist.

Um die Aufgaben von REACh bewältigen zu können, wurde jetzt eine Kette vom Lieferanten bis zum Anwender aufgebaut. Dazu wurden Werkzeuge erarbeitet, welche die Zulassung vereinfachen werden. Der Bewer­tung von Alternativen kommt dabei eine wichtige Rolle zu. Bei dieser Bewertung spielt beispielsweise auch die Ressourcenschonung eine Rolle, ebenso die Bewertung von Ersatzschichten im Hinblick auf eine spätere Zulassungspflicht durch REACh, wie sie beispielsweise für Nickel im Gespräch ist. Durch solche Betrachtungen sollte die Planungssicherheit für die Beschichter und deren Kunden gewährleistet werden.

Die geforderte sozioökonomische Betrachtung kann einerseits die Verschiebung der galvanischen Beschichtung durch Abwanderung der Unternehmen und andererseits die Kostenerhöhung durch die Alternativtechnologie nach sich ziehen. Eine ebenfalls bisher unterschätzte Betrachtung ergibt sich aus der Wertschöpfung von Chrom; so wird beim Fahrzeug durch dekoratives Chrom im Wert von etwa 50 US-Dollar ein Wertzuwachs am Fahrzeug von etwa 500 bis 600 US-Dollar erzeugt. Auch so eine Darstellung kann dabei helfen, die indirekt betroffenen Industriebereiche für die Auf­gaben zu REACh zu motivieren.

Messtechnik zur Chrom(VI)verbindungen

In der Gefahrstoffverordnung (§ 10) ist festgelegt, dass der Arbeitgeber bei Stoffen wie Chrom(VI) eine Gefährdungsbeurteilung durchführen muss. Dazu kann das Unternehmen auf die Unterstützung der Berufsgenossenschaften zurückgreifen. Details hierzu stellte Margret Böckler von der Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM) vor. Für die Durchführung stehen beim Unfallversicherungsträger und dem Institut für Arbeitsschutz (IFA) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) Verfahren zur Verfügung, denen zufolge die Daten auch ausgewertet und archiviert werden.

Die Messung besteht aus einer definierten Probenahme und einer Analyse unter Berücksichtigung der Bestimmungsgrenzen, die 2010 neu definiert wurden. Die Probenahme erfolgt sowohl an der Person als auch an der Elektrolytposition. Bei der Bewertung von Chrom(VI)verbindungen ist zu berücksichtigen, dass derzeit kein Grenzwert für den Stoff existiert. Sowohl über das Akzeptanz- als auch über das Toleranzrisiko wird jedoch diskutiert. Vorgeschlagen wird ein Wert von 1,0 Mikrogramm pro Kubikmeter.

Für die Galvanotechnik liegen Messdaten aus mehr als 1000 Betrieben vor, aus denen sich ein 95-Prozent-Wert von 28,0 Mikrogramm pro Kubikmeter ergibt. Bei näherer Betrachtung zeigt es sich, dass an der Person beim mischsauren Hartverchromen etwa 48 Mikrogramm, beim Glanzverchromen hingegen etwa drei bis vier Mikrogramm ermittelt werden. Diese Werte liegen aber bereits unter der damals geltenden Messgrenze. Festgehalten sind diese Werte beispielsweise in der BGI 790-16. Die Fassung von 11/2012 enthält die Werte für die verschiedenen Verchromungsverfahren. ­Besonders zu beachten ist beim Vergleich der Zahlen, dass bis 2004 die Werte als Chromsäure, danach als Chrom angegeben sind. Auch hier betragen die Emissionswerte beim Hartverchromen etwa 45 Mikrogramm Chromsäure beziehungsweise etwa 25 Mikrogramm Chrom. Beim Glanzverchromen dagegen liegen die Werte unter der Bestimmungsgrenze von etwa fünf Mikrogramm.

Um die bisherigen Unsicherheiten beim Messen zu beseitigen, wurde von der Berufsgenossenschaft ein Messprogramm durchgeführt, bei dem unter anderem die Probenahme verlängert wurde. Daraus ­ergeben sich 95-Prozent-Werte von 0,3 Mikrogramm für Tiefdruckverchromen und 4,4 Mikrogramm für Lohngalvaniken. Die Werte liegen damit deutlich niedriger im ­Vergleich zu den bisher verwendeten Angaben. Dies ist zum Teil auf die gute (standardmäßige) Ausstattung der Verchromungsanlagen durch Randabsaugung oder Einhausung von Laufwagen zurückzuführen.

Dr. Föst, BAuA, wies in diesem Zusammenhang darauf hin, dass die guten Werte bei gut ausgestatteten Betrieben dazu führen, solchen Unternehmen eine Zulassung zu erteilen, und alle jene, die keine entsprechende Ausstattungen besitzen, zum Nachrüsten zu bewegen.

KMU und Chrom

Die Anforderungen aus REACh an Unternehmen beinhalten unter anderem auch die Frage, inwieweit die Kunden der Beschichter auf Chrom aus Chrom(VI)verfahren verzichten können, beispielsweise durch die Umstellung auf Verfahren mit Chrom(III). Mit der sich daraus ergebenden Problematik und den Aufwendungen setzte sich ­Marita Voss-Hageleit, GEFO mbH & Co. KG, auseinander. Auf die reine Fragestellung bezogen sind die Beschichter prädestiniert dafür, solche Fragen im Hinblick auf ihre Kunden zu beantworten. Allerdings bedeutet dies einen erheblichen Aufwand für kleine und mittlere Unternehmen.

Die Aufgaben hierzu lassen sich beispielsweise durch eine fragebogenunterstützte Vorgehensweise bewältigen. Zu beachten ist jedoch eine Systematik und vor allem eine zielgerichtete Ausrichtung der Untersuchung. Bereits daraus ist ersichtlich, dass auf eine Zusammenarbeit der Beschichter­ untereinander kaum verzichtet werden kann. Von Vorteil ist hier die Nutzung unabhängiger Einrichtungen, wie beispielsweise des Vecco e. V., der zudem über die ­erforderlichen Kontakte und Verbindungen zu Behörden wie BAuA und ECHA verfügt. Für das einzelne Unternehmen ergibt sich daraus der Vorteil, dass die notwendige Zulassung mit Sicherheit besser zu erhalten ist, zumal die Behörden eine Überflutung mit Anträgen vermeiden möchten und müssen, eine Zusammenarbeit der Betriebe innerhalb einer Branche aber sehr begrüßen.

REACh und die Sanitärindustrie

Dr. Herberholdt stellte in seinem Beitrag die Bemühungen der Sanitärindustrie vor. Er wies darauf hin, dass die Sanitärindustrie bezüglich der von REACh ausdrücklich vorgegebenen Kooperation sehr vorsichtig ist, da sie vor einigen Jahren bei ähnlichen Bemühungen nach Ansicht der Justiz gegen das Kartellrecht verstoßen hat. Aus diesem Grund wurden die Arbeiten stark darauf ausgerichtet, nicht gegen Regelungen des Kartellrechts zu verstoßen.

Der Arbeitskreis der Sanitärindustrie befasst sich in diesem Zusammenhang nicht mit dem REACh-Gesetz, der Gefährlichkeit von Stoffen oder deren Grenzwerte. Bevorzugtes Ziel ist die Autorisierung von Chromtrioxid. Daraus ergibt sich für die Beschichtungsunternehmen eine deutlich höhere Planungssicherheit als ohne Autorisierung. Zu diesem Zweck wurde unter anderem ein Modell zur Planung der nächsten fünf bis sechs Jahre entwickelt. Dazu wurde davon ausgegangen, dass es keine Alternative zu Chrom(VI) gibt, Technologien weiterent­wickelt werden oder Anlagen zum Verchromen nach dem Stand der Technik ausgestattet sind. Hierbei ergeben sich Werte für die Akzeptanz- und Toleranzgrenze mit Angaben dazu, wie hoch der Aufwand zur Verbesserung der Situation sein wird. Somit wird Planungssicherheit erzielt und vor allem zur Sicherung des Standort Deutschlands beigetragen.

In der Diskussion zeigten sich die unterschiedlichen Gesichtspunkte über die Risi­koauslegung und der sich daraus ergebenden Aktivitäten zur Verwendung von Chrom(VI). Einerseits soll eine Akzeptanzgrenze von 4:10000 dafür sorgen, dass Chrom(VI) eingesetzt werden kann, andererseits ist Chrom(VI) aber auch ein Stoff, der keinen Grenzwert besitzt, also in beliebig kleiner Konzentration Krebs auslösen kann. In diesem Zusammenhang wurde auch darauf hingewiesen, dass die Diskussionen hierzu in Deutschland geführt werden, wogegen auf europäischer Ebene derartige Begrenzungen nicht gerne gesehen sind. Deutschland versucht deshalb, die greifbaren Methoden und Betrachtungen in unserem Land auf EU-Ebene einzuführen.

Thermisches Spritzen

Alexander Kalawrytinos, Pallas Oberflächentechnik GmbH & Co. KG, wies einführend darauf hin, dass das thermische Spritzen zwar schon vor etwa 130 Jahren entwickelt wurde, aber erst vor circa 50 Jahren in Deutschland einen breiteren Einsatz gefunden hat.

Dabei werden heute vor allem Schichten als Verschleißschutz verwendet und zwar zur Herstellung von Schichtzusammensetzungen, die mittels der Galvanotechnik nicht ohne weiteres erzeugt werden können. Für solche Schichten stehen eine ganze Reihe von unterschied­lichen Varianten zur Verfügung, wobei nahezu ausschließlich ein Festkörper in einem Brenner aufgeschmolzen und als Tröpfchen auf die Substratoberfläche aufgeschossen oder aufgetragen wird. Verarbeitet werden sowohl Metalle als auch Keramiken. Die Auftragsraten sind je nach Verfahren sehr unterschiedlich und ebenso die Dicken, die beim Plasmaauftragsschweißen bis zu zehn Millimeter und mehr betragen können.

Als einziges Verfahren, das unter Umständen eine Alternative zu Hartchrom darstellen könnte, ist das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, mit dem sehr dichte Schichten entstehen können. Wie der Referent ausdrücklich betonte, sind die hiermit erzeugten Schichten keine Alternative zu Hartchrom, wie alle anderen Verfahren auch nur teilweise Eigenschaften von Hartchrom aufweisen.

Die für das thermische Spritzen einsetz­baren Stoffe lassen sich in Keramiken, Hartmetalle, Metalle und Kunststoffe einteilen. Als Ausgangsstoffe stehen vor allem Pulver und Drähte zur Verfügung. Zu vermerken ist auch hier, dass einige Stäube, Suspensionen oder Pulver aus Gründen des Arbeitsschutzes kritisch sind. Relativ aufwändig ist die erforderliche Ausstattung für Manipulator, Absaugung oder Zufuhr an Frischluft. Zudem müssen Vorkehrungen zum Lärmschutz getroffen und die anfallenden Abfälle ordnungsgemäß entsorgt werden. Einsatz finden solche Schichten beispielsweise im Flugzeugbau, für den Motorbereich bei Fahrzeugen, der Energieerzeugungsindustrie in Turbinenschaufeln sowie Walzen in der Druck- und Papierindustrie.

Thermische Spritzschichten sind nach den Worten von Alexander Kalawrytinos nicht als Konkurrenz zu sehen, sondern weisen Eigenschaften auf, die eine Ergänzung zu galvanischen Schichten darstellen. Somit besitzen sie Potenzial zur Erweiterung der Leistungen der Oberflächentechnik, wobei auch hier die Konstruktion eines Bauteils auf die Oberflächenbeschichtung einen erheblichen Einfluss hat.

Kunststoffmetallisierung – Alternativen zu Chrom(VI)

Wie Dr. Carl Christian Fels von Atotech Deutschland betonte, gibt es derzeit beim Metallisieren von Kunststoff noch keine Alternative zu Chrom(VI). Eine Motivation für das Unternehmen des Referenten zur Weiterentwicklung der Verfahren ist zum einen der Wunsch nach dekorativen Oberflächen, zum anderen das Bestreben, die Umwelt zu entlasten. Untersuchungen zum Ersatz von Chromsäure für das Aufrauen wurden dazu mit Plasmaverfahren sowie dem Einsatz von Permanganat durchgeführt.

Deutlich unterschiedlich waren die Ergebnisse der Oberflächenaufrauung mit den verschiedenen Verfahren, zum Beispiel den Permanganatlösungen in unterschiedlichen Zusammensetzungen. Ebenso variieren erwartungsgemäß die Tiefen der Aufrauung und die Haftfestigkeiten der abgeschiedenen Schichten. Die Verfahren erreichten bei der Abzugsfestigkeit Werte von 0,3 N/mm2. Kaum Einsparungen werden beim Verbrauch von Palladium erzielt, wobei für gute Haftfestigkeiten eine längere Prozesskette notwendig ist.

Bei der Verwendung von Permanganat ist nach einem Hinweis der Teilnehmer mit erheblichen Kontrollen durch den Drogenschutz zu rechnen. Allerdings ist Permanganat in den Beschichtungsunternehmen für Elektronikproduktefertigungen eine übliche Substanz und dessen korrekter Umgang damit gewährleistet.

Haftfestigkeitsprüfung

Den Abschluss der Veranstaltung bildete der Vortrag von Dr. Uwe Beck von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), der zunächst einen Überblick gab über die Zugbereiche, innerhalb deren sich die gängigen Feststoffe und Verbindungsbereiche bewegen. Für die Haftfestigkeit von Schichten stehen unterschiedliche qualitative und quantitative Tests zu Auswahl. Der Gitterschnitt- und Ritztest ist im Prinzip anfänglich ein Drucktest, der qualitative Aussagen über die Haftung von Schichten zulässt. Der Kavitationstest gibt Aussagen über die Haftung zum Untergrund.

Quantitative Aussagen bei Beanspruchung auf Zug werden mit dem Hafttest gewonnen, wobei das Hauptproblem bei der Art der Einspannung liegt. Insbesondere die Vergleichbarkeit zwischen den Testvarianten ist sehr kritisch. So wird beispielsweise im Abziehversuch der Schälwiderstand betrachtet. Die klassische Methode zur ­Bestimmung der Haftfestigkeit ist die Messung in der Zugprüfmaschine.

Ein neues Verfahren ist der Test in der Zentrifuge. Hierbei wird die Probe nur einseitig eingespannt. Zur Belastung wird auf die Probe ein Prüfstempel aufgeklebt und der Verbund in der Zentrifuge belastet. Mit der Methode lassen sich bis zu sechs Proben gleichzeitig untersuchen. Ein Vorteil dieser Technologie ist, dass die Zentrifugen nahezu beliebige Beanspruchungsszenarien ermöglichen.

Anhand von zahlreichen Beispielen aus der Untersuchung von Klebstoffen gab Uwe Beck einen Einblick in die erzielbaren Ergeb­nisse. Unter den untersuchten Systemen waren auch metallisierte Kunststoffe, die ein breites Spektrum an Versagensfällen zeigten und so beispielsweise Hinweise auf die jeweiligen Versagensursachen gaben.

Einer der wenigen Nachteile ist, dass die Zentrifugen nur Proben mit kleinen Abmessungen zulassen. Darüber hinaus muss noch für die einzelnen Systeme jeweils der optimale Belastungsmix ermittelt werden.

Blick in die Zukunft

Der DGO ist es mit der diesjährigen Veranstaltung gelungen, den Erkenntnisstand zum Thema REACh und Chrom(VI) deutlich zu erweitern. Insbesondere ist zu begrüßen, dass die unterschiedlichen Gruppierungen von Behörde, Chemielieferanten und Anwender zu einem offenen Austausch ihrer Positionen animiert werden konnten. Damit ist wieder ein kleiner Schritt in die Zukunft der Galvanotechnik in Europa vollzogen.

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