Anlagentechnik für die Schichtentwicklung

Oberflächen 05. 04. 2017
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Anspruchsvolle Oberflächenbehandlung mit modernster Anlagentechnik beschleunigt die Entwicklung und erhöht die Qualität in der Einzelteilproduktion - Geräte und Anlagen von Walter Lemmen GmbH mit SPS-Ausstattung

Die Grundlagen- und Weiterentwicklung von nasschemischen Verfahrenstechniken im Bereich der Galvanotechnik wird in zunehmendem Maße auch von Unternehmen betrieben, da der Bedarf an angepassten Schichtsystemen steigt. Dies erfordert neben einer genauen Versuchsplanung – zum Beispiel unter Anwendung der DoE-Technik – auch die Durchführung von Musterbeschichtungen an Kleinserien. In allen Fällen ist es unumgänglich, dass die Arbeitsbedingungen exakt erfasst, eingehalten oder auch protokolliert werden. Zudem müssen häufig die bei solchen Beschichtungen ermittelten Parameter für die einzelnen Arbeitsschritte zu einem späteren Zeitpunkt für die Übernahme in eine Großserie zur Verfügung stehen und detailliert in Produktionsvorgaben übernommen werden.

Der Anlagenhersteller Walter Lemmen GmbH bietet für derartige Versuchs- und Kleinserienbeschichtungen kompakte und multifunktionale Anlagen- und Wannensysteme zur Oberflächenbehandlung. Die Systeme sind darauf konzipiert, mit geringen Volumina an Behandlungslösungen in der standardmäßigen Ausstattung zwischen etwa 5 Liter und bis zu 50 Liter mit geringem Aufwand unterschiedliche Verfahren einzusetzen. Insbesondere steht aber mit der neuen SPS-Steuerung eine sehr große Bandbreite an Verfahrensabläufen zur Verfügung, die in höchster Präzision erfasst und gesteuert werden kann.

Neue Verfahren als Schlüssel innovativer Oberflächentechnik

Die Art der eingesetzten Verfahren ist für jeden Anwender im Prinzip frei wählbar. Übliche Technologien reichen von der Vorbehandlung durch Entfetten, Beizen oder auch Elektropolieren bis zu den werkstoffabhängigen Verfahren der Beschichtung wie beispielsweise dem Verzinken zur Erzeugung von Korrosionsschutzschichten über die Beschichtung mit Nickel-Phosphor-Legierungen für den Verschleißschutz bis hin zu Anodisieren und Passivieren von Leichtmetallen für den Einsatz in der Automobilindustrie. Insbesondere die in der nächsten Zeit anstehenden Änderungen der Verfahrenschemie aufgrund von REACh machen es notwendig, die alternativen Systeme in Kleinserien aber produktionsnahen Bedingungen auf ihre Eignung zu testen. Schließlich leiden die meisten Unternehmen auf dem Gebiet der Oberflächentechnik unter starkem Mangel an geeigneten Fachkräften. Kleinanlagen wie die der Walter Lemmen GmbH bieten alle Voraussetzungen, Nachwuchskräfte unter realistischen Bedingungen mit den Verfahren vertraut zu machen. Auch Ansätze zur Ressourcen- und Energieeinsparung oder der Arbeitsplatzbelastung können mit den verfügbaren Anlagendetails wie Strom-/Spannungsprotokollierung, Luftabsaugung oder Abwasserreinigung durch Ionenaustauscher untersucht und simuliert werden.

Anodisieren von Leichtmetallen

Das Anodisieren von Oberflächen, beispielsweise von Titan, Titanlegierungen oder Niob, ist ein elektrochemischer Prozess zur Oberflächenveredelung von Bauteilen und Instrumenten mit einem breiten Anwendungsspektrum unter anderem in der Medizintechnik für Implantate, Schrauben, Platten, Instrumente und Geräteteile. Beispielsweise erfordern heute Zahnimplantate unterschiedliche Oberflächenstrukturen: im unteren Bereich eine anodisierte Oberflächen mit poröser Struktur, um eine gute Verbindung zwischen Metall und Körpergewebe zu garantieren. Im oberen Bereich (Ansatz für die Zahnkeramik) ist dagegen eine elektropolierte und damit sehr glatte Oberfläche notwendig. Dazu besteht bei der Anlage von Walter Lemmen die Möglichkeit, partielle Oberflächenbehandlungen vorzunehmen und diese in der für die Medizintechnik notwendigen Präzision durchzuführen.

Geräte und Anlagen für die Präzisionsbearbeitung

Die Gerätereihe Compacta AM mit Handlingsystem und SPS Steuerung ist universell einsetzbar für die elektrochemische Bearbeitung von Metallen. Das Handlingsystem bewegt im Jochbetrieb den Warenträger in x- und z-Richtung. Am Bestückungsplatz wird ein Werkstück in eine Vorrichtung eingehängt und fixiert. Die Mikroprozessorsteuerung mit übersichtlichem Touch Display ermöglicht die Übernahme aller Steuer- und Regelfunktionen der Systemkomponenten. In Abhängigkeit von der Prozessabfolge wird der Warenträger automatisch von Becken zu Becken transportiert. Nach Ablauf des Prozesses fährt das Handling wieder in Parkposition zurück.

Alle Parameter sind frei einstellbar und können individuell als Programm festgelegt und gespeichert werden, zum Beispiel:

  • Tauchzeit in den Becken
  • Abtropfzeiten über den Becken
  • Bewegungsgeschwindigkeit im Becken
  • Spannung und Strom für die elektrochemische Behandlung
  • Temperatur

Insgesamt können 99 Programme abgespeichert und damit beispielsweise für die Produktion – als dauerhafte Kleinserienproduktion ober zur Übernahme in größere Produktionsanlagen – dokumentiert werden. Die Beckenabfolge kann vom Benutzer frei definiert werden. Durch den modularen Aufbau lässt sich die Gerätereihe an individuelle Ansprüche des Anwenders anpassen. Der Anlagenaufbau beinhaltet alle Anlagenkomponenten zur Realisierung von qualitativ hochwertigen Oberflächen: Gleichrichter, Teile- und Elektrolytbewegung, Heizungen mit Regler, Lufteinblasung, Kühlung, Filter- und Ionentauscheranlagen sowie bei Bedarf Elektrolysezellen für die Metallrückgewinnung oder die Reinigung von Behandlungslösungen. Die Compacta bietet damit die notwendige Voraussetzung, die Validierung der Bearbeitung in vollem Umfang zu erfüllen.

Der Anlagentyp Compacta eignet sich damit hervorragend für den Aufbau und Test von Beschichtungsabläufen, zur Bearbeitung von Kleinserien, Prototypen oder die Prüfung neuer Bearbeitungs- und Beschichtungsverfahren. Es handelt sich also um die ideale Anlage für innovative Oberflächentechnik, beispielsweise zur Validierung wie sie in der Medizintechnik oder Automobilindustrie erwartet wird – bei Bedarf ist sie auch ein erster Schritt zur Produktion der Zukunft gemäß Industrie 4.0.

Hannvoer Messe 2017 – ZVO-Welt der Oberfläche Hallo 6, Stand B40/12

  • www.walterlemmen.de

Text zum Titelbild: Halbautomatische Anlage mit SPS Steuerung COMPACTA AM und Sicherheitseinrichtung zur Durchführung von Prozessen mit hohen elektrischen Spannungen

 

 
 

Die bedienerfreundliche SPS-Steuerung ermöglicht die schnelle Anpassung an neue Verfahren und eine gute Übersicht der Prozessewerte

 
 
Der Anlagentyp Compacta – modularer Aufbau zum Beispiel für das Anodisieren von Aluminium
 
 
 
Anlagenaufbau für das Anodiseren von Ventilmetallen wie Titan, Niob oder Tantal
 
 
 
Hochwertige Ausstattung und gut kombinierbare Modultechnik
 

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