Die Niederlassung Süd der Enthone GmbH veranstaltet seit nunmehr zehn Jahren im Frühjahr Kundenseminare, in denen das Unternehmen über Neuerungen im eigenen Hause sowie über Fachleute der Branche allgemeine und brisante Themen informiert. Joachim Brecht konnte auch in diesem Jahr wieder mehr als 70 Teilnehmer zu dieser Veranstaltung begrüßen. Er zeigte sich insbesondere deshalb erfreut über den großen Zuspruch aus dem Kundenkreis, da ihm bewusst ist, dass die Mitarbeiter der Unternehmen immer stärker eingespannt werden.
Joachim Brecht stellte zunächst einige Veränderungen bei Enthone vor. Dazu gab er einen kurzen Überblick über den Wandel der Eigentümer und Unternehmenszusammensetzungen innerhalb der letzten 20 Jahre. Zu den neuesten Entwicklungen zählt hier die Überführung des bisherigen Unternehmens in die seit Dezember 2012 börsennotierte Alent plc. Im Zusammenhang mit den sich daraus ergebenden Veränderungen hat die Niederlassung Maulbronn einige Aufgaben, wie Analysen oder Materialauslieferung, an die Zentrale in Langenfeld abgegeben.
Hartchrom und chemisch Nickel wirtschaftlich betrachtet
Wirtschaftliche Aspekte der Beschichtungstechnik für Hartchrom und chemisch abgeschiedenes Nickel waren das Thema des Beitrags von Helmut Horsthemke. Er betrachtete dabei Anwendungen in der Automobiltechnik, Elektronik sowie der Öl- und Gasförderung. Seinen Ausführungen zufolge bieten vor allem die Öl- und Gasförderung gute Wachstumsmöglichkeiten, da für die gerätetechnische Ausstattung erhebliche Mittel eingesetzt werden.
Am Beispiel von Teilen der Automobilindustrie hat Enthone die Wertschöpfung verschiedener Bauteile ermittelt. Demzufolge streut die Wertschöpfung je nach Dicke der Schichten und Komplexität der Anwendung zwischen 0,6 Euro pro Quadratdezimeter (z. B. Stoßdämpfer mit Schichtdicken von etwa 15 Mikrometer) und bis zu 15 Euro pro Quadratdezimeter für Pumprotoren (Schichtdicke bis 500 Mikrometer) für die Abscheidung von Hartchrom. Bei chemisch abgeschiedenem Nickel variieren die Werte zwischen 0,5 Euro pro Quadratdezimeter (Automobil, Massenteile) und 3 Euro (Anwendungen in der Öl- und Gasförderung). Auffallend ist, dass die Beschichter unabhängig davon, wie gut die Geschäfte in den jeweiligen Marktsegmenten laufen, stets bei ihren jeweiligen Produktgruppen geblieben sind – den Beschichtern der Elektronik ist es also nicht gelungen, beispielsweise auch für den Automobilbereich zu beschichten. Des Weiteren wies der Referent darauf hin, dass die Problematiken bei den Beschichtern für die Produktarten stets die selben sind, gleich, wo das Unternehmen angesiedelt ist.
Deutlich unterschiedlich ist der Ansatz der Kalkulation. In Deutschland sind die Lohnkosten mit etwa 33 Prozent hoch und es werden keine Preise angeboten, die nicht zumindest kostendeckend sind. In Indien liegen die Lohnstückkosten bei zehn Prozent der gesamten Herstellkosten. Die Unternehmen agieren einfach und schnell, woraus sich Nachteile bei Änderungen des Marktes durch Veränderungen bei Löhnen und Rohstoffen ergeben. In China ist die Wettbewerbsfähigkeit gut, weil ein Profit von drei Prozent als ausreichend betrachtet wird. Übereinstimmend wird als Anhaltspunkt für die Kalkulation die Höhe der Kontostände am Ende einer Periode betrachtet, ohne dass die tatsächlichen Kosten bekannt sind.
Ausschlaggebend für Investitionen sind die Höhe des Leitzinses sowie der Aufwand, die beantragten Finanzmittel auch zu erhalten. Hier sind beispielsweise die Hürden in China relativ hoch. Des Weiteren machen sich die Steuergesetze für den Handel bemerkbar; hier schneidet zum Beispiel Brasilien deutlich schlechter ab als Europa oder China. In Bezug auf die Energiekosten für die Industrie ist die Situation in Deutschland sehr günstig, während andere Länder in der EU (Italien und Großbritannien), Brasilien oder Japan schlechter abschneiden. Hier spielt auch die Verfügbarkeit von Strom eine wichtige Rolle, die auch in Ländern wie Japan ungünstiger ist. In Bezug auf den Einsatz von Gefahrstoffen wie Chromat oder Cyanid sind die Einschränkungen in China oder Indien teilweise rigider als in Europa. Auch werden kaum Ausnahmen von den gängigen Genehmigungspraktiken erteilt.
In Bezug auf monetäre Vorteile bot Helmut Horsthemke eine interessante Betrachtung. Er zeigte, dass die Vermeidung von Überbeschichtung (-10 %) einen Kostenvorteil von acht Prozent ergibt, während beispielsweise die Vermeidung von Abfall oder die Verbesserung der Produktivität deutlich geringere Einsparungen ergeben. Als Indikator für eine genauere Betrachtung der Prozesse eignen sich die Chemiekosten. Bei Hartchrom sollte der Anteil für Chemie unter etwa drei Prozent liegen. Bei der chemischen Abscheidung von Nickel dürfen die Chemiekosten seinen Ausführungen zufolge bis zu 30 Prozent betragen.
Erfahrungen aus Asien
Über seine Erfahrungen in Asien berichtete Joachim Kraft. Er wies einführend darauf hin, dass heute ein Großteil der Unternehmen anlagentechnisch sehr gut ausgestattet ist. Vor allem im Bereich der Elektronik spielen heute praktisch nur noch asiatische Unternehmen eine Rolle. So liegt das Marktvolumen bei Festplatten (Hybridspeicher) bei 35 Milliarden Dollar mit einem Wachstum von mehr als sieben Prozent mit steigender Tendenz. Im Vergleich dazu umfasst der Automotive Markt in Europa ein Volumen von 840 Milliarden Dollar bei stagnierendem Wachstum und einer Erholung voraussichtlich ab 2014.
Bei chemisch abscheidendem Nickel sind ein hochphosphoriger Prozess (> 10,5 %), Ammonium-, Blei- und Cadmiumfreiheit oder Schicht mit Druckspannungen gefragt. Die Abscheidungsgeschwindigkeit muss bei etwa acht Mikrometer bis neun Mikrometer pro Stunde liegen. Darüber hinaus dürfen keine Aufwachsungen oder Flitter entstehen und die Schichtdickenverteilung muss Schwankungen unter fünf Prozent aufweisen. Die Kontrolle der Beschichtungen wird anhand unterschiedlicher Tests (Salpetersäure, Kochtest, Benetzung, Biegetest, Einbaurate an Phosphor) bewertet. An Beispielen zeigte der Referent häufig auftretende Fehler und deren Behebung.
Der Beschichtungsprozess in Asien ist dem in Europa vergleichbar, wobei eine zweite Ultraschallbehandlung nach der Beschichtung eingeschaltet ist, um die Reinheit der Bauteile (Entfernung von Flittern) zu gewährleisten. Um in Asien ein neues Verfahren einführen zu können, müssen umfangreiche Tests durchgeführt und bestanden werden. Erst dann, wenn alle Versuche positiv abgeschlossen werden, kommt ein Einsatz in der Produktion in Betracht.
Bei den anspruchsvollen Beschichtungen wird in der Regel eine 100-Prozent-Kontrolle vorgenommen. Zudem sind die entsprechenden Anlagen immer mit automatischer Prozesskontrolle ausgestattet. Darüber hinaus werden die Elektrolyte regelmäßig im Labor analysiert.
Großer Wert wird in den Unternehmen auf einen kontinuierlichen Betrieb, einen einfachen Prozess und den neuesten Stand der Technik gelegt. Die Chemiekosten liegen im Schnitt bei fünf bis acht Prozent, wogegen die Arbeitskosten aufgrund der intensiven Kontrolle bis zu 35 Prozent betragen können.
Hartchrom – Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, Verfügbarkeit
In den letzten Jahren sind die Grenzen für Expositionen bei der Chromabscheidung in den USA und Europa stark gesenkt worden, wie Dirk Wiethölter eingangs darlegte. Inzwischen sind Expositionen zwischen fünf Mikrogramm pro Kubikmeter (untere Grenze) und 20 Mikrogramm pro Kubikmeter (obere Grenze) erreicht. Bis 2023 werden Grenzen unter 1 Mikrogramm pro Kubikmeter erwartet, weshalb nur noch geschlossene Systeme in Betracht kommen werden, so dass die heute gängigen Arten der galvanischen Chromabscheidung nicht mehr zu finden sein dürften. In den USA wird deshalb ein Verbot von PFOS-Netzmitteln in den nächsten drei Jahren erwartet.
Die PFOS-freien Netzmittel haben bisher im Einsatz keine Fehler gezeigt. Um die Prüfungen zu erweitern, wird jetzt ein Partner gesucht, der nicht nur die Qualität bewertet, sondern auch die Emissionen und Grenzwerte prüft. Ziel ist es, die zu erwartenden Reduzierungen der Grenzwerte vorab auf ihre Realisierung zu untersuchen.
Als zweites stellte Dirk Wiethölter ein neues Chromverfahren vor, dass unter anderem eine um bis zu fünf Prozent kürzere Beschichtungszeit bietet und bei dem auf das anodische Anätzen verzichtet werden kann. Durch das Entfallen der Ätzung verlängert sich die Standzeit deutlich. Darüber hinaus verfügen die Chromschichten über einen guten Glanz. In der Praxis konnten die Beschichtungszeiten um bis zu 13,5 Prozent gesenkt werden. An verschiedenen Bauteilen für Hydraulikanwendungen und Walzen wurden die auftretenden Schwierigkeiten und Vorteile ermittelt. Ein großer Vorteil ist demnach die Verlängerung der Standzeit und die Erhöhung der Produktivität. Verbunden mit der höheren Produktivität ist eine Einsparung an Energiekosten.
Abschließend betonte Dirk Wiethölter, dass Enthone auch in Zukunft die Lieferung von Chromsäureelektrolyten garantiert. Dies belegte er an den Investitionen, mit denen die Zulieferanten Lanxess und ACCP ihre Anlagen modernisiert und erweitert haben.
Mehrwert in der Praxis
Henning Heimann vermittelte mit seinem Beitrag seine Erfahrungen mit dem Ankor-Prozess in der Praxis. Seinen Erfahrungen nach ist der Einfluss des Gleichrichtertyps signifikant. Die Schaltnetzteile haben hier gegenüber den Stell- und Transistorgleichrichtern merkliche Vorteile. Ein weiterer Parameter ist der Anodenverschleiß, der von der Zusammensetzung des metallischen Gefüges oder der Stromdichte abhängig ist. So zeigt beispielsweise Reinblei oder eine grobe Anodenstruktur einen hohen Verschleiß. Stromlose Verweilzeiten führen zu einer beschleunigten Auflösung des Bleidioxidfilms auf den Anoden und der Bildung von Bleichromat. Innerhalb weniger Zyklen ist die Bildung von Chromschlamm festzustellen. Abhilfe kann ein definiertes Stromprogramm schaffen.
Ein weiteres Kriterium für die Qualität des Verfahrens ist die Haftung von aufeinander folgenden Chromschichten. Hier spielen beispielsweise die Lagerzeit, die Vorbehandlung oder die Gleichrichter eine Rolle. Vor allem durch Ausschalten des Stroms passiviert die Oberfläche oder wird angeätzt. Beides vermindert die Haftung der zweiten Chromschicht auf der ersten. Das neue Chromverfahren in Verbindung mit einem speziellen Stromprogramm vermeidet diesen Nachteil.
Um das Auftreten von Makrorissen, die ab einer Schichtstärke von 200 Mikrometer bis 250 Mikrometer entstehen, zu vermeiden, empfiehlt sich beispielweise ein Anschleifen zwischen den Prozessschritten oder der Einsatz des neuen Verfahrens mit einer Anpassung des Stromprogramms. Bisher konnten so Schichten bis etwa 1000 Mikrometer ohne Risse erzielt werden, bei geringer Neigung zur Bildung von Rauheiten. Sehr gute Ergebnisse werden erzielt, indem beim Anwender eine umfassende Messung der Stromverläufe durchgeführt wird. Die Messergebnisse dienen als Grundlage für die Erstellung der optimalen Stromprogramme. Darüber hinaus wird bei neuen Verfahren auch eine Anpassung des Netzmittels vorgenommen. Insgesamt zeichnet sich das neue Verfahren ohne PFOS durch eine geringe Schaumbildung sowie ein großes Arbeitsfenster aus.
Chromtrioxid und REACh
Zu dem derzeit am heftigsten diskutierten Thema, dem Umgang von Chromtrioxid im Hinblick auf REACh, bezog Dirk Wiethölter Stellung. Er zeigte einführend den Zeitrahmen für die Zulassung eines Stoffes auf. Wiethölter wies unter anderem darauf hin, dass innerhalb der vertikalen Lieferkette sinnvollerweise nur ein Partner einen Antrag für die Verwendung einreicht. Hierfür steht ein Letter for access zur Verfügung, der einen großen Teil der Inhalte des Antrags enthält. Hierdurch hat der Anmelder den Vorteil, dass er nur die Punkte anpassen muss, die für seine Belange von Relevanz sind. Der Letter of Access (LoA) wird im Juni 2014 für Dritte zugänglich gemacht. Danach entscheidet sich, wer Anträge einreichen kann.
Enthone engagiert sich im Zusammenhang mit REACh im Rahmen von vier Gruppen: Herstellen und Mischen von Formulierungen, der rein funktionellen Verchromung sowie der Verchromung mit funktionellem und dekorativen Charakter. Letzteres umfasst sowohl die Glanzverchromung (vor allem für Automobile und Sanitärteile) als auch das Beizen von Kunststoffen vor dem galvanischen Beschichten.
Ausschlaggebend für die Arbeiten im Umfeld von REACh sind die Vorgaben der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA). Diese schlagen für die Beurteilung das Ampelmodell vor, mit dem die Risikobewertung vorgenommen wird. Als Kennpunkte wurden hier die Toleranzschwelle und die Akzeptanzschwelle festgelegt. Für die erste gilt ein Wert von 1 Mikrogramm pro Kubikmeter und für die zweite ein Wert von 0,1 Mikrogramm pro Kubikmeter. Die BAuA sieht REACh als Chance dafür, dass die Belastung der Arbeitnehmer begrenzt wird, die Arbeitsplätze in Ländern mit hohen Standards gesichert oder die möglichen Alternativen überprüft werden. Darüber hinaus hat die zuständige Berufsgenossenschaft BG ETEM vor kurzem eine verbesserte Messung der Exposition vorgestellt.
Häufig wird die Befürchtung geäußert, dass durch REACh die betroffenen Industriebereiche in andere Staaten abwandern. Laut Dirk Wiethölter ist es allerdings so, dass die in Betracht kommenden Länder, wie China, USA oder die Türkei, derzeit vergleichbare Regelungen einführen. Diese Länder zeichnen sich zudem dadurch aus, dass Verbote im Allgemeinen schneller und rigider ausgesprochen werden.
Chemisch abgeschiedenes Nickel
Als letzter Referent vermittelte Dr. Christoph Werner die Entwicklung der chemischen Abscheidung von Nickel. Dazu zeigte er einführend, was das heute allgegenwärtige Online-Lexikon Wikipedia über die chemische Abscheidung von Nickel preisgibt. Korrekt wird dort verwiesen, dass die zur Reduktion von Nickelionen notwendigen Elektronen im Elektrolyten aus chemischen Reaktionen gewonnen werden.
Näher betrachtet bedeutet dies, dass im Elektrolyten beim Einsatz eine Stoffumwandlung stattfindet, aus der die Elektronen gewonnen werden. Damit diese Reaktion in der korrekten Geschwindigkeit abläuft, werden Stabilisatoren eingesetzt. Damit ist klar, dass sich im Elektrolyten in der Regel Stoffe ab- und anreichern. Im Ergebnis gelangt man auf diese Weise zu einer beschränkten Lebensdauer. Um diese Lebensdauer zu verlängern oder gar eine unbegrenzte Lebensdauer zu erreichen, werden die klassischen Stoffe durch neue Verbindungen ausgetauscht, die beispielsweise verdampfen, wie Essigsäure an Stelle von Sulfat. Eine weitere Technologie zur Verlängerung der Lebensdauer betrifft die Stabilisatoren. Diese können über eine Gleichgewichtsreaktion im Elektrolyten gewonnen werden. Damit ergibt sich automatisch die korrekte Konzentration an Stabilisator.
Entstanden ist so eine Reihe von Elektrolyten. Der neue ENfinity-Elektrolyt für Nickel mit hohem Phosphorgehalt hat in der Praxis anstatt der bisher üblichen etwa 8 MTO jetzt bis zu 14 MTO. Einzige Begrenzung ist jetzt nicht mehr die Konzentration der Inhaltsstoffe, sondern die Dichte des Elektrolyten. Verfügbar sind Elektrolyte für einen mittleren und hohen Phosphorgehalt. Neben der längeren Lebensdauer ergeben sich für die Schichten aus der Variante ENfinity nano auch höhere Korrosionsbeständigkeiten. Diese erlauben die Reduzierung der Schichtdicke und damit einen höheren Durchsatz beim Beschichtungsunternehmen. Mit der Variante ENfinity nano wird darüber hinaus eine merklich glattere Schicht erzeugt. Die Elektrolyte sind vor allem geeignet für eine schnelle Abscheidung, Schichten mit Druckspannungen und Langlebigkeit.
Informationen aus erster Hand
Die seit vielen Jahren stets gleich gute Teilnahme am Kundenseminar der Enthone spricht eine deutliche Sprache: Die Kunden schätzen die Information aus erster Hand von Fachleuten der Enthone. Sowohl die Länge als auch die Inhalte der jährlich stattfindenden Veranstaltung passen und finden so unabhängig von der Wirtschaftslage einen hohen Zuspruch. Teilnehmer aus kleinen Lohnbetrieben sind ebenso zu finden wie solche aus Spezialabteilungen von großen Konzernen der Zuliefererindustrie – auch dies spricht für die gute Auswahl der Themen und die Qualität der Inhalte. Zugleich schaffen es die Referenten in vollem Umfang, die fachbezogenen Information in den Vordergrund zu rücken und die notwendigen Marketingaufgaben für Enthone erst an zweiter Stelle wahrzunehmen. Unter diesen Gesichtspunkten ist auch das zehnte Kundenseminar gelungen und spricht unbedingt für die Fortsetzung der Veranstaltungsreihe.
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