Optimale Lösungen für anspruchsvolle Produkte

Oberflächen 07. 05. 2018
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Die Vielfalt der Oberflächentechnik erfahren und Zukunftspotenziale aufdecken auf dem Gemeinschaftsstand Prozesskette Oberflächentechnik der WOTech GbR auf der Surface Technology Germany 2018 in Stuttgart

Oberflächen vermitteln zahlreiche Eigenschaften von Produkten, ohne dass Oberflächen als wichtiger Bestandteil der daraus hergestellten Dinge auf den ersten Blick erkennbar sind. Oftmals hilft erst eine genauere Betrachtung oder das Begreifen im wörtlichen Sinne, um die Qualitäten moderner Oberflächentechnologien wertschätzen zu können. Dabei ist aber stets zu berücksichtigen, dass Oberflächen nur in Verbindung mit dem geeigneten Werkstoff oder der passenden Produktionstechnologie ihre volle Wirkung entfalten können. Und so unterschiedlich die eingesetzten Grundwerkstoff sind, so weitreichend kommen die Verfahren der Oberflächentechnik in den heute wichtigen Industriebereichen: von der dekorativen Oberfläche in Fahrzeugen oder Flugzeugen, in der Elektrotechnik und Elektronik, im Maschinenbau, dem Gerätebau, Einrichtungsbau oder in der Medizintechnik. Auf dem diesjährigen Gemeinschaftsstand zeigen einige Unternehmen der Branche, wo deren Verfahren und mit welchen Eigenschaften zum Einsatz kommen. Dabei spielen in immer stärkerem Maße auch Bereiche wie Forschung und Entwicklung, Messtechnik oder Weiterbildung eine wichtige Rolle. Nicht zu vergessen sind die Aktivitäten von Einrichtungen wie dem Vecco, einer Interessensvereinigung von oberflächentechnischen Betrieben, die sich um die Erfüllung der neuen gesetzlichen Auflagen zum Umwelt- und Arbeitsschutz kümmern. Um Oberflächentechnik gut begreifen zu können, werden in diesem Jahr die Darstellung der Unternehmen durch die Ausstellung von Exponaten aus unterschiedlichen Industriebereichen und verschiedenen Anwendungsgebieten ergänzt und damit die Wichtigkeit und Präsenz der Technologien unterstrichen.

Steigende Sauberkeitsanforderungen stabil und wirtschaftlich erfüllen

Trends wie Elektromobilität, Leichtbau, Miniaturisierung, und Industrie 4.0 erfordern auch für die industrielle Bauteilreinigung neue Aufgabenstellungen. Die quattroClean Schneestrahlreinigung der acp ist eine Lösung, mit der sich unterschiedliche Reinigungsaufgaben stabil, reproduzierbar und kosteneffizient erfüllen lassen. Zu den Vorteilen der trocknen, rückstandsfreien und umweltneutralen Reinigungstechnologie zählen individuelle Anpassbarkeit, geringer Platzbedarf, einfache Automatisierbarkeit sowie Integration in Fertigungslinien, Industrie 4.0-Produktionen und Reinräume.

Trends in der Teilefertigung gehen zunehmend zu kleineren und komplexeren Bauteilen und Komponenten. Kürzere Produktlebenszyklen, geringere Stückzahlen bis hin zur Losgröße eins, der Einsatz neuer Werkstoffe und Materialkombinationen, beispielsweise für den Leichtbau, und neue beziehungsweise veränderte Fertigungsprozesse. Elektromobilität, autonomes Fahren und die Auslegung von Produktionsumgebungen entsprechend Industrie 4.0 sind weitere Entwicklungen, die auch Auswirkungen auf die Teilereinigung haben. Sei es, dass sich Werkstoffkombination oder Oberflächenstrukturen nicht für eine nasschemische Reinigung eignen, nur bestimmte Bauteilbereiche wie beispielsweise Klebe-, Schweiß- oder Dichtflächen einen definierten Sauberkeitsgrad erfordern oder die Reinigung bei montierten Komponenten erfolgt.

Skalierbare Reinigungslösung

Für diese Anwendungsfälle bietet die acp – advanced clean production GmbH mit der quattroClean Schneestrahltechnologie eine prozesssichere und wirtschaftliche Lösung. Das skalierbare Reinigungssystem lässt sich einfach an Bauteilgeometrien für eine selektive oder ganzflächige Behandlung anpassen.

Reinigungsmedium bei diesem umweltneutralen Verfahren ist – im Gegensatz zu Trockeneis – flüssiges Kohlenstoffdioxid, das als Nebenprodukt bei chemischen Prozessen und der Energiegewinnung aus Biomasse entsteht. Es ist unbegrenzt haltbar und wird in Flaschen oder Tanks bereitgestellt.

Reinigung – trocken, rückstandsfrei und zielgenau

Das flüssige Kohlenstoffdioxid wird durch die verschleißfreie Zweistoffring-Düse des acp-Systems geleitet und entspannt sich beim Austritt aus der Düse zu feinen Kristallen. Sie werden durch einen ringförmigen Druckluft-Mantelstrahl gebündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Diese patentierte Technologie sorgt für eine homogene Reinigungsleistung – auch bei großflächigeren Anwendungen mit mehreren Düsen.

Trifft der gut fokussierbare Druckluftstrahl aus CO2-Schnee (-78,5 °C) auf die zu reinigende Oberfläche auf, kommt es zu einer Kombination aus thermischem, mechanischem, Sublimations- und Lösemitteleffekt. Durch diese vier Wirkmechanismen entfernt das System filmische Kontaminationen, beispielsweise Reste von Kühlschmiermitteln, Bearbeitungsölen, Polierpasten, Trennmitteln und Silikonen, sowie partikuläre Verunreinigungen wie Späne, Staub und Abrieb zuverlässig und reproduzierbar.

Die Reinigung mit dem nicht brennbaren, nicht korrosiven und ungiftigen Kohlenstoffdioxidschnee ist materialschonend, so dass auch empfindliche und fein strukturierte Oberflächen bearbeitbar sind. Durch die
aerodynamische K raft des Strahls werden abgelöste Verunreinigen weggeströmt und mit dem in den gasförmigen Zustand sublimierten Kohlenstoffdioxid aus der Reinigungszelle abgesaugt. Die Werkstücke sind nach der Reinigung trocken und können sofort weiterverarbeitet oder verpackt werden.

Reinigungslösung für unterschiedlichste Produkte

Die quattroClean Schneestrahltechnologie hat sich bei sehr unterschiedlichen Anwendungen in verschiedenen Branchen bewährt. So ist das Reinigungssystem beispielsweise bereits seit mehreren Jahren im Einsatz, um Ablationsrückstände bei der Herstellung von spritzgegossenen Schaltungsträgern (MID) mit der LDS-Technologie abzureinigen. Das System hat den Vorteil, dass die aufgerauten Laserstrukturen gleichzeitig eingeebnet werden, was zu einer einfacheren Aufbau- und Verbindungstechnik beiträgt. Die Entfernung von Laserrückständen ist auch die Reinigungsaufgabe bei einer Anwendung in der Batterieherstellung. Dabei sind Rückstände aus der Laserbearbeitung von Zellen, die zu einem Kurzschluss führen könnten, gezielt und prozesssicher zu entfernen. Ein Sensorhersteller nutzt die Schneestrahltechnologie von acp, um Partikel vor dem Verpacken beschädigungsempfindlicher Sensoren abzureinigen. Für diese Anwendung wurde eine hermetisch geschlossene Reinigungszelle konzipiert, die in einen Sauberraum integriert und mit einer Filter-Fan-Unit für die Reinluftversorgung ausgestattet ist. Eingesetzt wird das System auch für die fertigungsintegrierte Reinigung von Motorkolben vor der optischen Vermessung der Mantelflächen. Das System mit Roboter für das Teilehandling arbeitet im One-Piece-Flow des Produktionssystems mit einer Reinigungsleistung von
11 cm2/s. Im Stanzbereich ermöglicht ein quasi manuelles System die Abreinigung der Fertigungsrückstände von den Stanzbändern direkt nach dem Stanzen und ersetzt die sonst übliche nasschemische Reinigung.

 

Kompakt, einfach automatisierbar, zielgerichtet steuerbar

Durch sein modulares Konzept ermöglicht das quattroClean-System der acp die einfache und platzsparende Anpassung an kundenspezifische Aufgaben. So lassen sich manuelle und teilautomatisierte Reinigungssysteme ebenso realisieren wie vollautomatische Lösungen, inklusive Integration in bestehende Fertigungs-, Montage- und Verpackungslinien. Alle Prozessparameter wie Volumenströme für Druckluft und Kohlenstoffdioxid sowie Strahlzeit werden durch Reinigungsversuche im Technikum von acp exakt auf die jeweilige Applikation, die Materialeigenschaften sowie die abzureinigenden Kontaminationen abgestimmt. Sie können als Reinigungsprogramme in der Anlagensteuerung hinterlegt werden. Systeme in Reinraumausführung lassen sich entsprechend der Aufgabenstellung mit einem lokalen Reinraumsystem und einer speziell angepassten Absaugung realisieren.

  • www.acp-micron.com
 
 

Bindeglied zwischen Behörden und Unternehmen beim Arbeits- und Gesundheitsschutz

Seit inzwischen 20 Jahren unterstützt das Unternehmen Aneco Institut für Arbeitsschutz GmbH & Co. Arbeitgeber, Verwaltungen und öffentliche Einrichtungen in allen Fragen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes und hilft bei der Umsetzung und praxisgerechten Anwendung nahezu aller arbeitsschutzrechtlichen Bestimmungen. Hierbei stehen sowohl die Ermittlung von Gefahrstoffkonzentrationen in der Luft an Arbeitsplätzen als auch die Konzentrationen biologischer Arbeitsstoffe in Unternehmen verschiedener Branchen im Vordergrund.

Die Sicherheitsingenieure des Unternehmens erarbeiten vollständige und aussagekräftige Gefährdungsbeurteilungen. Die dazu erstellten Dokumentationen zeigen Schwachpunkte hinsichtlich des Arbeits- und Gesundheitsschutzes auf, schlagen Maßnahmen vor, die zu einer Verbesserung der Arbeitssituation führen und bieten dem Arbeitgeber Rechtssicherheit.

Seit vielen Jahren wird im Arbeitsschutzgesetz die Durchführung von Gefährdungsbeurteilungen gefordert. Die Aneco ist als Messstelle nach § 26, 28 BlmSchG sowie als Kalibrierstelle nach der 1., 2., 13., 17., 27., 30. und 31. BlmSchV und TA Luft tätig. Die Akkreditierung auf Grundlage der DIN EN ISO/IEC 17025 in Verbindung mit § 7 Abs. 10 Gefahrstoffverordnung belegt Qualität, Kompetenz und Zuverlässigkeit der durchgeführten Untersuchungen. Aneco bietet ein breites Leistungsspektrum von Gefährdungsbeurteilungen über Arbeitsplatzmessungen und Kontrollmessungen gemäß TRGS 402, Innenraumuntersuchungen (z. B. Gefahrstoffe, Licht, Lärm, Zugluft), Erstellen von regelkonformen Betriebsanweisungen und Gefahrstoffverzeichnissen, Durchführung von Sicherheitsschulungen, Erstellen und Pflege eines Arbeitsschutz- und Umweltschutzmanagementsystems bis hin zur Erstellen von Sicherheitsdatenblättern gemäß
REACH-Verordnung beziehungsweise der Bekanntmachung zu Gefahrstoffen.

  • www.aneco.de

Fremdmetallentfernung aus dreiwertigen Chromelektrolyten

Reinigungssystem der aqua plus

Jahrzehntelang wurden Glanzchromschichten aus chromsäurehaltigen Elektrolyten abgeschieden. Diese waren robust, einfach in der Elektrolytführung und relativ unkritisch gegen Fremdmetalle. Diese Typen werden nun durch gesetzliche Vorgaben mehr und mehr durch dreiwertige Chromverfahren abgelöst. Im praktischen Betrieb stellt sich nun allerdings heraus, dass die neuen Elektrolyte extrem empfindlich auf Fremdmetalle reagieren. In den Chromelektrolyten gelangen die Metalle entweder durch Einschleppung bei nicht optimaler Spültechnik oder durch Rücklösung ungeschützter Stellen, verstärkt bei Hohlwaren oder Gewindebohrungen. So führen erhöhte Nickel- beziehungsweise Eisengehalte in den Elektrolyten sofort zu Farbschwankungen bei den abgeschiedenen Chromschichten. Verunreinigungen ab etwa 30 ppm Eisen erzeugen bereits deutlich dunklere Überzüge.

Die Entfernung dieser Fremdmetalle gelingt sehr gut durch speziell entwickelte Ionenaustauscherharze. Diese im Bypass geschaltete und in kleinen Säulen gefüllte Einheiten entfernen wirksam Kupfer, Nickel, Zink und Eisen. Allerdings sind je nach zu entfernenden Metallen bis zu zwei unterschiedliche Harze erforderlich.

Die aqua plus GmbH hat mehrere verschiedene Typen dieser Ionenaustauschersysteme je nach Anwendungsfall im Programm:

  • tricrome e bei Anlagen mit geringem Durchsatz und externer Regeneration der beladenen Säule
  • tricrome a und tricrome m für beim Kunden regenerierte Anlagen mit automatischer beziehungsweise manueller Regeneration

Für Anwender mit großen Elektrolytvolumina und mehreren Anlagen im Betrieb wurde auch eine zweistufige Anlage entwickelt. Dabei gibt es eine oder mehrere Beladeeinheiten, die direkt an den jeweiligen Chrompositionen installiert werden. Nach Erschöpfung der Säulen werden diese mit geringem Aufwand entnommen und in einer zentralen Regenerierstation aufbereitet. Vorteilhaft hierbei ist, dass nur eine Regeneriereinheit für mehrere Beladeeinheiten benötigt wird. Die Regeneriereinheit steht dort, wo der Einsatz mit Regenerierchemikalien nicht stört und somit kein Platz unmittelbar an den Galvanikanlagen belegt wird.

Ausführung eines Ionenaustauschersystems tricrome bei einem Anwender

 

Die aqua plus Wasser- und Recyclingsysteme GmbH konzipiert und fertigt seit fast 25 Jahren Anlagen und Verfahren zur Wasseraufbereitung für den Bereich der nasschemischen Oberflächentechnik. Gefragt sind seit einigen Jahren vor allem Technologien auf Basis von Ionenaustauschern und der Verwendung von Membranen. Darüber hinaus gehören auch Anlagen und Verfahren für die industrielle Abwassertechnik auf Basis der bewährten chemisch-physikalischen Wasserbehandlung sowie der Brüdenverdichtung zum Portfolio des Unternehmens. Seit 1994 konnten knapp 500 Einzelprojekte erfolgreich abgeschlossen werden.

  • www.aqua-plus.de
 

Metallersatz, der sich von Metall kaum noch unterscheidet

Die Biconex GmbH bietet in der eigenen Fertigung chemische und galvanische Beschichtungen für Polyphenylensulfid (PPS) an. So hergestellte Bauteile sind in Optik, Haptik und Klang von Metallbauteilen kaum noch zu unterscheiden.

Kunststoffe und ­Metalle - Zwei ungleiche Partner

Kunststoffe und Metalle sind zwei technische Werkstoffklassen, die in unserer Wahrnehmung unterschiedlicher kaum sein können. Während man den Kunststoffen durchaus positive Eigenschaften wie geringes Gewicht und kostengünstige Verarbeitbarkeit in großen Stückzahlen zubilligt, besitzen sie oft das negative Karma des Billigprodukts mit geringer Wertigkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Natürlich gibt es große Unterschiede bei verschiedenen Materialeigenschaften, die niemand infrage stellen wird. Wo Anforderungen an Bauteile nur durch Metalle erfüllt werden können, sollten auch Metalle eingesetzt werden. Fortschritte in der Entwicklung neuer Kunststoffmaterialien erweitern jedoch kontinuierlich das Anwendungsspektrum von Kunststoffen. Viele Eigenschaften von Bauteilen werden entweder vorrangig oder sogar ausschließlich durch die Oberfläche bestimmt. Metallbeschichtete Kunststoffe sind hier in vielen Fällen eine kostengünstige ­Alternative zu Vollmetall.

Die tiefen Ursachen des Misstrauens

Schon lange bewirbt niemand mehr Produkte aus Plastik. Der Begriff klang vor Jahrzehnten noch innovativ und modern, heute ist er ein Synonym für schlechte Qualität. Kunststoff ist ein relativ neutraler Begriff, der aber die Anforderungen eines heutigen Marketing schon lange nicht mehr erfüllt. Organobleche heißen daher beispielsweise die neuen kohle­faserverstärkten Karosserieteile aus Kunststoff in der Automobilindustrie. Offensichtlich kann selbst das Blech als Schlusslicht im Ranking der Wertigkeiten von Metallprodukten das Kunststoffimage noch sprachlich aufpolieren.

Dabei stellt sich die Frage, worin die Ursachen für das tiefe Misstrauen gegenüber Kunststoffen liegen, die offenbar weit über die Fakten der Materialdatenblätter hinausgehen. Schlechte Erfahrungen der Vergangenheit resultieren oft aus den Versuchen, den teuren Werkstoff einfach gegen einen billigeren zu tauschen, ohne das Gesamtkonzept und vor allem Änderungen im Design zur berücksichtigen. Metallische Oberflächen können die Eigenschaften von Kunststoffbauteilen deutlich verbessern, vor allem hinsichtlich elektrischer und thermischer Leitfähigkeit, Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung und Abriebfestigkeit, sofern die Konstruktion, die Wahl des Kunststoffs und die Beschichtung aufeinander abgestimmt sind. In Sportwagen, bei denen der Sound nur aus dem Motor, aber nicht von der Karosserie kommen sollte, bieten faserverstärkte Kunststoffteile neben dem Leichtbauaspekt sogar akkustische ­Vorteile gegenüber Metall, da die Schwingungseigenschaften bei dynamischer Belastung angepasst werden können. Daraus erwächst die Herausforderung zur Entwicklung eines Verfahrens, Kunststoffen auch ein werthaltigeres Gefühl zu geben.

Können Sie Kunststoffe von ­Metallen überhaupt unterscheiden?

Werden die Flächen von galvanisch beschichteten Kunststoffbauteilen betrachtet, so nimmt die dekorative Kunststoffgalvanik mit Abstand den größten Anteil der Anwendungen dieser Technologie ein. Die so veredelten Bauteile sehen nicht nur metallisch aus, sie fühlen sich auch so an, da die hohen Schichtdicken die Wärmekapazität der ­Teile im wahrsten Sinne des Wortes spürbar erhöhen. Und dennoch ist der Unterschied zu Metallen nicht nur am Gewicht zu ­erkennen. Die Schwingungseigenschaften der fast ausschließlich verwendeten ABS-basierten Kunststoffe und Polyamide unterscheiden sich deutlich von Leichtmetallen. Die so hergestellten Bauteile klingen nach wie vor wie Kunststoffe.

Biconex ist es jetzt gelungen, Polyphenylen­sulfid (PPS) galvanisch zu metallisieren, eine Kunststoffsorte, die auch von ihrem Klang her von Leichtmetallen wie Aluminium kaum zu unterscheiden ist. PPS ist äußerst beständig gegen Säuren, Laugen und Lösungsmittel und daher schwer zu metallisieren. Die Einsatztemperaturen liegen bei bis zu 240 °C, kurzzeitig sogar bis 300 °C. Das Material ist schwer brennbar, selbstverlöschend und tropft nicht ab. Die UV-Beständigkeit ist von Natur aus gering, wird aber durch eine Metallisierung zuverlässig erreicht. Da bei der Verarbeitung von PPS im Spritzguss viel Erfahrung erforderlich ist, bietet Biconex bereits fertig beschichtete PPS-Bauteile in Kooperation mit der Kronowetter GmbH nach Zeichnung an. Je nach Bauteilgröße und Geometrie können Serien bis zu einigen Millionen Stück pro Jahr verarbeitet werden.

  • www.biconex.de
 

Polymer-Oberflächen für höchste Ansprüche

Seit fast 40 Jahren ist die Comelec SA mit Sitz in La Chaux-de-Fonds mit der Entwicklung und Herstellung höchst anspruchsvoller Beschichtungslösungen befasst, ursprünglich vor allem für die Uhrenindustrie. Mit den Arbeiten zum Einsatz von innovativen Parylene-Beschichtungen hat sich der Kundenkreis auf nahezu alle Bereiche ausgedehnt.

Parylene ist der übergeordnete Begriff für eine ganze Familie von Polymeren mit mehr als 20 Varianten, von denen fünf im Vordergrund stehen. Die ausgezeichneten mechanischen, elektrischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften kommen insbesondere aufgrund der überragenden Deckkraft sowie der guten Abscheidbarkeit der Beschichtung auf den verschiedensten Grundmaterialien zur Geltung. Die Auftragung erfolgt in einer Vakuumkammer. Im Verlauf dieses Prozesses wird der Rohstoff, das Dimerpulver, sublimiert und beim Kontakt mit dem Substrat polymerisiert. Bei diesem Verfahren kommen weder Katalysatoren noch toxische Zusatzstoffe zum Einsatz, und der Umwandlungssatz liegt bei annähernd 100 %.

 

Die Parylene-Beschichtung ist transparent, physikalisch und chemisch neutral, inert, biokompatibel und biostabil und isolierend. Die Schichtdicke ist einfach und präzise zwischen 50 nm und bis zu 100 µm einstellbar ist. Sie ist gleichmäßig, glatt, porenfrei ab 0,2 µm Schichtdicke und auch auf technische Komponenten mit sehr kleinen Abmessungen auftragbar. Je nach Parylene-Typ reicht die Einsatztemperatur von -200 °C bis etwa
450 °C. Einer der bemerkenswertesten Vorteile ist die hervorragende Tiefenwirkung der Beschichtung auf allen Oberflächen. Die Eigenschaften machen Parylene zu einer höchst interessanten Beschichtung in den anspruchsvollsten technologischen Bereichen wie Medizintechnik, Elektronik, Mikroelektronik, Luft- und Raumfahrt, Pharmakologie (Elastomere, Silikone, Kunststoffe), Sensoren und MEMs, Nanotechnologien, Feinmechanik, Magneten und Ferriten.

Comelec SA bietet zu Versuchszwecken oder bei kleinen Losgrößen die Auftragsbeschichtung an. Bei höherem Bedarf können die komplette Beschichtungstechnologie und die benötigten Rohstoffe bezogen werden.

  • www.comelec.ch
 
 

Maximale Lebensdauer für Komponenten durch hochwertige Oberflächen

Schichten der CCT GmbH auf Basis von Nickel bieten beste Eigenschaften als Schutz gegen Korrosion und Verschleiß

Das Eigenschaftsprofil von häufig eingesetzten Chromschichten kann durch spezielle Nickelschichten erweitert werden. Hier sind vor allem die chemisch abgeschiedenen Nickel-Phosphor-Varianten zu nennen. Je nach Verfahrensvariante lassen sich die Härten der Schichten in einem weiten Bereich zwischen etwa 500 HV und über 1000 HV einstellen. Durch den Einbau von Dispersionsstoffen wie Carbide, Diamant oder PTFE werden die Eigenschaften Verschleiß oder Reibung auf den jeweiligen Bedarf hin erweitert und optimiert. Dadurch lassen sich die Lebensdauern beispielsweise von Systemen aus Kolben und Zylindern, Werkzeugen für die Formgebung oder Fadenführungen in der Textilindustrie um ein Vielfaches steigern. Hier ist eine optimale Einstellung des Gesamtsystems durch eingesetzte Metallschichten, die auf die jeweiligen Bedingungen hin ausgerichtet und optimiert sind, gewährleistet.

Dispersionsschichten auf Basis von chemisch abgeschiedenem Nickel erhöhen die Lebensdauer von Bauteilen und steigern damit die Ökonomie und Ökologie von Produkten

 

Die 2010 gegründete CCT GmbH verfügt über spezielles Know-how im Bereich der chemischen Abscheidung von Nickel – insbesondere von Dispersionsschichten auf Nickelbasis – sowie weiteren funktionalen Beschichtungen mittels galvanotechnischer Verfahren. Die CCT GmbH führt Beschichtungen durch und entwickelt maßgeschneiderte Beschichtungslösungen in Kooperation mit Kunden und/oder Hochschulen im eigenen, modern ausgestatteten Labor. Die durchgeführten Entwicklungen reichen bis zur Einrichtung von Anlagen und Verfahrensabläufen bei den Kunden, wodurch die Anforderungen und Bedürfnisse des Kunden in optimaler Weise erfüllt werden.

  • www.cct-plating.com

Forschung und Entwicklung für die Industrielle Oberflächentechnik –
konzipieren, begleiten, realisieren

Zu den Kernaufgaben der eiffo eG gehört die Unterstützung der Unternehmen bei der Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit durch wirksame innovative Maßnahmen. Die thematischen Schwerpunkte liegen hier bei Produktionsverfahren, Beschichtungssystemen und Geschäftsprozessen. Rahmenbedingungen, die dabei immer berücksichtigt werden müssen, sind insbesondere die jeweiligen Kundenanforderungen, die gesetzlichen Auflagen sowie die Bewältigung des bestehenden Fachkräftemangels.

Betrachtet werden aber auch die Kosten für Energie und Werkstoffe, die sich durch die teilweise erheblichen Preissteigerungen immer stärker auf die Gewinnsituation der Unternehmen auswirken. Die Berücksichtigung auch langfristiger Aspekte, übergreifende Themen in der Wertschöpfungskette (Lieferkette) und offene Kooperation aller Partner sind dabei wichtige Elemente.

Mit Blick auf die Kundenanforderungen wird damit besonders der Tatsache Rechnung getragen, dass die Entwicklungsarbeit zur Herstellung von neuen Produkten immer mehr in Richtung der Zulieferer verschoben wird. Vor allem neue Entwicklungen werden zunehmend auch von Zielen wie Schadstoffausstoß oder Ressourcenschonung beeinflusst, die möglichst in der gesamten Lieferkette optimiert werden sollen. Daraus erwachsen weitere Herausforderungen für die Zulieferer. So ist für die Ökoeffizienz der Produktion bereits ein ähnlicher Dokumentations- und Optimierungsansatz wie für das Qualitätsmanagement in der Diskussion.

Die Genossenschaft aus erfahrenen Spezialisten widmet sich verstärkt der technologischen Umsetzung der REACh Verordnung mit dem Ziel eines sicheren Umgangs mit Chemikalien durch eine Anpassung der Prozesssteuerung.

eiffo ist als Plattform für gemeinsame Forschungsaktivitäten angelegt, speziell für kleine und mittelständische Betriebe der galvanotechnischen Branchen. Im Rahmen dieser Aktivitäten ist beispielsweise das übergreifende Projekt MEMAN - Ressourceneffizienz in der Oberflächentechnik - entstanden. Es zeigt die Querverbindungen zwischen Kosten für Energie, Werkstoffe und Prozesskontrolle durch eine systematische IT-Analyse. Neben einer effizienten Nutzung der gegebenen Ressourcen wirken sich diese Faktoren durch die teilweise erheblichen Preissteigerungen immer stärker auf die Gewinnsituation der Unternehmen aus.

Aufgrund der Konzentration auf die Oberflächentechnik und technologisch angrenzende Industriesektoren und die sehr gute Verankerung in dieser Branche bietet die eiffo eG eine im Bereich der mittelständischen Betriebsberatung außergewöhnliche Kombination von sehr hoher technischer Kompetenz in Verbindung mit langjähriger, umfassender Erfahrung im Innovationsmanagement. Ein solches Kompetenzprofil können sonst in der Regel nur große, international tätige Beratungsunternehmen vorweisen.

  • www.eiffo.de
 

Stromeinkauf: Nur flexibel ist günstig

Anbieter mit starren Festpreisen nehmen energieintensiven Unternehmen die Chance, die klaren Vorteile des Energiemarktes zu nutzen

Sobald es um die Beschichtung und Veredlung von Oberflächen geht, ist viel Energie im Spiel. In der Galvanotechnik treiben die notwendige Stromversorgung, die Temperierung von Elektrolyten und Lösungen sowie die erforderliche Belüftung von Produktionsstätten die Energiekosten in die Höhe – auf einen Anteil von 7 % bis 20 % an den Gesamt-Betriebskosten der Unternehmen.

Energiekosten werden damit zum wichtigen Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit in der Branche. Hier Einsparpotentiale zu nutzen, erweist sich deshalb als zentrale Herausforderung. Modernisierung von Anlagen und Optimierung von Prozessbedingungen sind Ansatzpunkte. Doch der damit angestrebte Einspareffekt wird nur wirksam, wenn die grundsätzlich benötigte Energie auch so günstig wie möglich beschafft wird.

Dabei gilt: Seit der Gesetzgeber die Energiewende beschlossen hat, ist der Strommarkt in Bewegung. Damit bietet er auch neue Chancen, durch variablen Energieeinkauf jede Menge Geld zu sparen. Die Devise lautet: aktuelle Bestpreise und längerfristige Angebote optimal kombinieren, Bedarf dabei bündeln.

Sonne und Wind, Wasser und Biomasse etablieren sich als Energierohstoffe der Zukunft. Die damit versorgten sauberen Kraftwerke sind kleiner, dezentraler. Die großen Atomkraft- und Kohlekraftwerke werden nach und nach abgeschaltet.

Dass nachhaltige Erneuerbare Energien alternativlos sind, ist unbestritten. Ebenso, dass sie uns neue Herausforderungen bei der Energieversorgung bescheren. Denn wie viel Sonne oder Wind zur Verfügung stehen, hängt vom Wetter ab. Die Erzeugung Erneuerbarer Energien ist deshalb teils starken Schwankungen unterworfen. Das kann vorübergehend zu erheblichen Schiefständen zwischen Angebot und Nachfrage führen. Mit intelligenter Stromsteuerung und dem Netzausbau zwischen Nord- und Süddeutschland soll dieser Effekt abgefedert werden.

Auf den Strompreis wirken die Erneuerbaren zweifach: Zum einen belastet die EEG- beziehungsweise Ökostrom-Umlage (2018: 6,79 Cent/kWh) den Gesamtpreis für die Verbraucher. Der summierte Anteil von Steuern und gesetzlichen Abgaben an unserem Strompreis beträgt aktuell damit satte 45 %.
Weitere 35 % entfallen auf Netzentgelte, 20 % des Gesamt-Strompreises werden durch die Kosten für die Energiebeschaffung bestimmt.

Und genau bei der Beschaffung entfalten sich die Chancen der Erneuerbaren. Künftig sind nicht steigende, sondern konstant niedrige Preise beim Stromeinkauf zu erwarten. Die Energiewende führt nämlich dazu, dass sich die Preise inzwischen eher am Angebot – als an der Nachfrage – orientieren. So kann etwa Strom aus Photovoltaikanlagen vor allem in den Sommermonaten auch tagsüber sehr günstig bezogen werden. Das führt zu attraktiven Preisniveaus gerade in den Nachmittagsstunden. Herbststürme hingegen lassen das Windstromangebot zum Ende des Jahres in die Höhe schnellen.

Nur Stromanbieter mit flexiblem Energieeinkauf können die Chancen des neuen Strommarktes auch nutzen und so die Vorteile an die Unternehmen weitergeben. Im Idealfall wird dazu die aktuelle Kundennachfrage durch kluge, kombinierte Energiebeschaffung gedeckt: zum einen auf dem Spot-Markt (tagesaktuelle Preisvorteile, Bezugsquelle für Erneuerbare Energien) und zum anderen auf dem Terminmarkt (längerfristige Preisgestaltung, hier vermarkten vor allem klassische Stromerzeuger).

Dabei liegen zum Beispiel Angebote auf monatlicher Preisbasis unter dem Preisniveau langfristiger Festpreisverträge. Monatliche Preisfestlegungen mitteln nämlich die Energiekosten zu vielen unterschiedlichen Zeitpunkten des Einkaufs binnen der Vierwochenfrist. Findige Anbieter, die zudem die Nachfrage ihrer mittelständischen Kunden bündeln, können sogar zu Konditionen der Großindustrie an den Märkten einkaufen – und diese Vorteile ihren Endverbrauchern weiterreichen. Am besten ohne zusätzliche Risikoaufschläge. Unterm Strich betragen die Preisvorteile für die Kunden bei optimiertem Energieeinkauf bis zu 15 %.

Dass schwankende Kurzfristpreise dabei nachteilig auf die Endpreise durchschlagen, hat sich nicht bewahrheitet, im Gegenteil. Selbst Katastrophen wie der Atom-GAU von Fukushima 2011 trieben die Energiehandelspreise nur für eine Woche außergewöhnlich in die Höhe. Dann senkten die Marktmechanismen die Preise wieder auf ein marktgerechtes Niveau. Mehr noch: Flexible Angebote geben fixen Strompreisen über lange Vertragslaufzeiten klar das Nachsehen. Denn beim wohlbekannten Festpreisvertrag mit jahrelanger Preisbindung akzeptiert der Kunde zu einem bestimmten Zeitpunkt den Preis seines Anbieters. Er weiß in diesem Moment aber nichts über die künftige, tatsächliche Strompreisentwicklung auf dem Markt. In solch fixen Angeboten preisen Anbieter zudem immer gerne ihre eigenen, künftigen Marktrisiken mit ein. Sie erheben also gegenüber ihren Kunden zusätzliche Risikoaufschläge.

Nicht zuletzt: Beim Festpreisvertrag sichert der Anbieter lediglich einen konstanten reinen Beschaffungspreis über die Vertragsdauer zu. Dieser macht aber eben nur 20 % der Gesamtkosten aus. Preiserhöhungen beispielsweise bei Steuern, Netzentgelten oder EEG-Umlagen muss der Kunde hingegen mittragen, sprich: höhere Gesamtkosten klaglos akzeptieren. Doch das steht oft nur im Kleingedruckten der so genannten Allgemeinen Geschäftsbedingungen, den AGBs.

Der vereinbarte Festpreis ist somit unterm Strich eine Spekulation, birgt statt vermeintlicher Planungssicherheit in Wirklichkeit ein Kostenrisiko. Die Volatilität kurzfristig vereinbarter echter Marktpreise bleibt mit ihren Schwankungen im Ergebnis deutlich unter der starren Linie, mit der das hohe Kostenrisiko eines Festpreismodells skizziert werden kann.

Optimaler Stromeinkauf nutzt die Preischancen des neuen Energiemarktes. Flexible Energieversorger wie e.optimum bieten ihren Kunden dafür das komplette notwendige Know-how.

  • www.eoptimum.de
 
 

Chrom – auch in Zukunft die Lösung für hohe Ansprüche

IPT GmbH entwickelt wirtschaftliche und technisch leistungsfähige Systeme für jeden Einsatzfall

Metallische Bauteile erfahren im Gebrauch am häufigsten korrosive Belastungen, oftmals erweitert durch Reib- und Verschleißbelastungen, wodurch die Lebensdauer eines gesamten Systems begrenzt wird. Durch den Einsatz von galvanisch abgeschiedenenChromschichten werden deutlich höhere Beständigkeiten der beschichteten Bauteile erreicht. So sind Chromschichten in Dicken zwischen wenigen Mikrometern bis in den Bereich von einigen Hundert Mikrometer beispielsweise auf Teilen für hydraulische Systeme ebenso zu finden, wie in Verbrennungsmotoren, Walzen für die Drucktechnik oder Wellen in Maschinen. Sie zeichnen sich durch eine extrem hohe Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, geringste Reibwerte (im polierten Zustand) oder gute Benetzungsfähigkeit für Schmiermittel aus - um nur einige der wichtigsten Eigenschaften zu nennen. Zunehmend wichtig für die Kunden sind Schichten mit quasi individuellen Merkmalen, um dadurch die Besonderheit von Produkten mit beschichteten Bauteilen zu unterstreichen.

 

Die IPT International Plating Technologies ist erfahrener Anbieter eines kompletten Sortiments an Verfahrenstechnologie für moderne Schichtsysteme. Die Verfahren und Technologie reichen von der Vorbehandlung für alle Substrate bis zur Beschichtung mit hochbeanspruchbaren Metallen einschließlich der Nachbehandlung. Zum Programm gehören biologisch abbaubare Reiniger für die umweltbewusste Oberflächenbehandlung mit optimalen Kosteneffekten in der Entsorgung. Innovative Kupfer-, Nickel-, Chrom- und Dispersionsverfahren ergeben ein extrem breites Spektrum für die Herstellung funktionaler Schichten zur Reibwerterhöhung, Reibwertreduzierung, Verschleißschutz und Korrosionsschutz. Ein zunehmend wichtiger Fokus wird auf die Entwicklung und Herstellung von Verfahren gelegt, die alle Anforderungen auf Umweltschutz und Arbeitssicherheit beim Einsatz erfüllen, insbesondere im Hinblick auf die Anforderungen aus den Inhalten der neuen REACh-Verordnung.

  • www.ipt-gmbh.com

Steinbeis-Transferzentrum Oberflächen- und Beschichtungstechnik

Das Steinbeis-Transferzentrum Oberflächen- und Beschichtungstechnik wurde von Prof. Dr. Volker Bucher im Jahr 2015 gegründet. Seit 2016 nutzt es die Laborräume und die umfangreiche Ausstattung des Studienzentrums Rottweil in der ehemaligen Pulverfabrik im Neckartal.

Das Dienstleistungsangebot des Transferzentrums ist vor allem auf Beschichtungen mit Plasma-, Dünnschichttechnik fokussiert. Auf diesem Gebiet reichen die Aktivitäten von der Beratung, Schulung und Weiterbildung - ein Schwerpunkt liegt unter anderem darin, den Nachwuchs für technisch-wissenschaftliche Arbeitsbereiche zu begeistern - über angewandte Forschung und Entwicklung bis hin zur Auftragsentwicklung im Rahmen von Förderprojekten (z.B. ZIM oder Innovationsgutscheine des Wirtschaftsministeriums).

 

Das Institut ist mit Laborräumen und Gerätschaften ausgestattet, um beispielsweise maßgeschneiderte Oberflächen für unterschiedliche technische Anwendungen, insbesondere aber Oberflächentechnologien für Medizintechnik zu erzeugen. Zur Herstellung entsprechender Schichten und Schichtsysteme werden von allem auf die Plasma- und Dünnschichttechnik, die plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (PEALD) sowie auf Parylen-Beschichtungen eingesetzt.

Zu den erfolgreich abgewickelten Projektbeispielen zählen unter anderem ultradünne hochspannungsfeste Schichten, Diffusionsbarrieren für Wasserdampf, Systeme zum Schutz von flexiblen und starren Elektronikbaugruppen in harscher Umgebung, homogene Farbschichten auf komplexen Bauteilgeometrien, korrosionsfeste Beschichtungen für elektronische Baugruppen und für die Medizintechnik sowie langzeitstabile Oberflächenfunktionalisierungen.

  • www.steinbeis.de/su/1877

Verschleiß mindern durch Bewerten und Optimieren von Tribosystemen

Das Steinbeis Transferzentrum Tribologie, Oberflächen- und Materialanalyse hat seinen Unternehmenssitz an der Dualen Hochschule in Karlsruhe und ist Teil der Steinbeis-Transfer GmbH. Steinbeis ist einer der weltweit erfolgreichsten Dienstleister im Wissens- und Technologietransfer.

 

Das Steinbeis-Transferzentrum Tribologie ist ein Dienstleister im Bereich Analytik als Lohnarbeit oder im Projekt. Es werden Verschleißanalysen durchgeführt, optische Rauheits- und 3D-Oberflächenmessungen, Schichtcharakterisierungen und Materialanalysen. Mit der umfassenden technischen Ausstattung werden Oberflächen, Beschichtungen und Materialien charakterisiert. Aufgrund des flexiblen und breiten Leistungsangebotes können viele Branchen fachgerecht bedient und auch vollständige Verschleißanalysen durchgeführt werden. Zur Verschleißanalyse werden mit modernster Analytik alle am Tribosystem beteiligten Faktoren untersucht und damit Maßnahmen zur Verschleißreduzierung abgeleitet. Denn nur was gemessen wird, kann auch anschließend verbessert werden.

Geleitet wird das Steinbeis-Transferzentrum Tribologie von Prof. Dr.-Ing. Dietmar Schorr. Prof. Schorr studierte Maschinenbau und erlangte an der Universität des Saarlandes im Jahr 2000 den Grad Doktor der Ingenieurwissenschaften. Er war dann Gruppenleiter in der Entwicklung für Messtechnik und Erprobung von Dieseleinspritzkomponenten bei der Siemens VDO AG und anschließend Leiter der Erprobung im Bereich Dieselsystems bei der Robert Bosch GmbH. Dort war er verantwortlich für die Erzeugnisabsicherung einschließlich der Schadensanalyse und der Ermittlung tribologischer Wirkzusammenhänge von Systemen. Seit Juli 2011 ist Professor Schorr Studiengangsleiter Maschinenbau an der Dualen Hochschule Karlsruhe und leitet seit November 2013 das Steinbeis-Transferzentrum für Oberflächen- und Materialanalysen. Seit August 2015 ist er wissenschaftlicher Leiter des DHBW Masterstudienganges Maschinenbau am Center for Advanced Studies in Heilbronn, wo er als Dozent unter anderem die Vorlesung Tribologie hält. Die Wissenschaft der Tribologie umfasst die Gebiete Reibungsphysik, Schmierung, Kontaktmechanik, Verschleiß und Verschleißanalyse.

Abgerundet wird das Angebot des Steinbeis-Transferzentrums durch jährlich stattfindende Seminare zu den Themen Tribologie und Rauheitsmessung.

  • www.steinbeis-analysezentrum.com

KompetenzZentrum Oberflächentechnik –
prüfen, beraten, überwachen, qualifizieren

Mit über 50 Jahren Tätigkeit in Sachen Galvanotechnik und Oberflächentechnik zählt das heutige KompetenzZentrum Oberflächentechnik des TÜV Rheinland zu den Spezialisten in seinem Fach. Die Einrichtung umfasst ein akkreditiertes Prüflabor für Beschichtungen, Metallographie und Korrosionsprüfungen, sowie umfangreiche Dienstleistungs- und Weiterbildungsangebote rund um die Oberflächentechnik.

Die Kernkompetenz liegt in der Durchführung und Bewertung von Korrosionsprüfungen beziehungsweise Klimawechselprüfungen in Bezug auf Korrosion. Neben den klassischen Korrosionskammern stehen hierzu mehrere Großkammern zur Prüfung größerer Bauteile (auch im Betrieb) zur Verfügung. Chemische und physikalische Parameter von Oberflächen und Schichtsystemen, sowie metallographische Untersuchungen runden das Angebot ab.

Im Bereich der chemischen und physikalischen Analysen werden vor allem Schichtdicken (zerstörend & zerstörungsfrei), Oberflächenrauheit (beispielsweise im Tastschnittverfahren), Oberflächenaufnahmen (Rasterelektronenmikroskopie, energiedispersive Röntgenanalyse), Haftfestigkeit, Porosität, Verschleiß oder Härte von Grundwerkstoff und Beschichtung untersucht und geprüft. Zur flexiblen Durchführung vielzähliger Korrosionsprüfungen nach nationalen und internationalen Standards sowie Werknormen und Prüfvorschriften kann auf einen modernen Park an Korrosionsprüfkammern bis zu (L x B x H) 3,5 m x 2,0 m x 2,3 m zugegriffen werden. Mit der Ausrüstung können auch komplexe Korrosionswechselprüfungen im Bereich von -20 °C bis +130 °C und von 20 % bis 100 % r. F. abgebildet werden. Die Prüfung aktiver Baugruppen und deren Überwachung ist problemlos möglich.

 

Zunehmende Anforderungen und Komplexität bei der Oberflächenbeschichtung stellen die heutigen Herausforderungen der Branche dar. Vielfach ist eine interdisziplinäre Beleuchtung vieler Aspekte unter Berücksichtigung individueller Gesichtspunkte nötig. Das erfahrene Team des KompetenzZentrums aus Galvanotechnikern, Meistern, Chemikern, Quality Auditors sowie Oberflächeningenieuren der Bereiche Metallveredelung und Werkstoffkunde begleitet Kunden bei der Planung, Entwicklung und Optimierung von Verfahren, Prozessen und Anlagen. Die Dienstleistungen umfassen auf diesem Gebiet beispielsweise Machbarkeitsstudien, Anlagen- oder Prozessplanungen und -optimierung oder auch Prozess- und Qualitätsüberwachung vor Ort einschließlich Bescheinigung über die normgerechte Durchführung von Prozessen.

Schließlich befassen sich die Fachleute in Nürnberg mit der Qualifizierung von Personal vom Facharbeiter bis hin zum Meister. Um das notwendige Wissen zu vermitteln, werden Seminare, Ausbildungs- und Weiterbildungsmaßnahmen mit hohem Praxisbezug angeboten.

  • www.tuv.com/oberflaechentechnik
 

REACh-Netzwerk Oberfläche

Vom 5. bis 7. Juni 2018 trifft sich die Branche rund um die Oberflächentechnik auf der Surface Technology in Stuttgart. Der Vecco e.V. mit seinem Netzwerk nutzt diese Gelegenheit, um in diesem Rahmen über aktuelle
Aspekte und Entwicklungen zu informieren.

Unter dem Motto REACh Netzwerk Oberfläche stellen sich der Vecco e.V und seine Partnerunternehmen den interessierten Fragen, die es nach dem Sunset-Date sicherlich in großer Zahl geben wird. Damit der wichtige Interessensverband rund um die Anforderungen aus REACh hier möglichst breit aufgestellt vertreten ist, konnte in diesem Jahr zusätzliche Unterstützung gewonnen werden: Vecco e.V., EUPOC GmbH, Hapoc GmbH, eiffo eG, Aneco GmbH & Co. und e.optimum AG werden kompetent auf dem Stand Rede und Antwort stehen. Damit möchten der Verband und seine Netzwerkpartner sich den Herausforderungen stellen und die Mitglieder - und solche, die es noch werden möchten - weiter auf dem Weg in die Zukunft begleiten, in der es nicht möglich sein wird, ohne Zulassung weiter mit Chrom(IV) zu arbeiten.

Eines der interessanten Themen wird die Anwendung der REACH-Datenbank myhapoc sein. Des Weiteren werden Cluster präsentiert, mit denen eine Zulassung von 12 Jahre erreicht werden könnte und erläutert, in welches Cluster die verschiedenen Unternehmen am besten passen. Schließlich stehen unterschiedliche Produktideen auf der Agenda des Vecco e.V., mit denen die Expositionen bei der Formulierung dramatisch gesenkt werden können.

Die Surface Technology Germany ist für alle Unternehmen entlang der Lieferkette eine ausgezeichnete Plattform, um sich darüber zu informieren, was in den letzten Monaten erarbeitet wurde. Natürlich erfahren die Besucher des WOTech-Gemeinschaftsstandes auch alles über den Status der aktuellen Anträge und die Aussichten des gemeinsamen Upstream-Ansatzes.

Ergänzt wird das Angebot des Vecco e.V. durch Fachvorträge auf dem direkt angrenzenden Forum Oberflächentechnik; hier werden Matthias Enseling, Andrea Thoma-Böck und Dr. Uwe König detalliert aus der Arbeit des Verbandes zu REACh vortragen.

  • www.vecco.info

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