Internationale Forschungskooperation für industrielle ­Galvanotechnik

Oberflächen 04. 04. 2020
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In nationalen oder internationalen Lieferketten spielt Galvanotechnik eine wesentliche Rolle. Diese weltweite Präsenz findet leider keine Entsprechung in der Forschung und Entwicklung. Es gibt international kaum Einrichtungen mit Fokus auf galvanotechnische Forschung. Umso wichtiger sind Aufbau und Vertiefung langfristig angelegter Kooperationen mit den wenigen relevanten Forschungseinrichtungen außerhalb Deutschlands. Deshalb arbeitet das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA mit dem Metallurgy and Materials Science Research Institute (MMRI) der Chulalongkorn Universität in Bangkok zusammen.

Galvanisierte Oberflächen werden überall eingesetzt: Im Automobil werden Halterungen verzinkt, Lager verchromt oder buntmetallbeschichtet, Kolbenringe verchromt, Lenkgehäuse anodisiert sowie Zierleisten und Bedienelemente verkupfert, vernickelt und anschließend verchromt. Im Maschinenbau werden Lager, Wellen und Walzen, Werkzeuge und Halterungen mit funktionalen galvanischen Schichten wie Nickel, Chrom oder Zink beschichtet. Leiterbahnen der Mikroelektronik werden galvanisch mit Kupfer erzeugt, Lötdepots aus Zinn hergestellt oder Komponenten von Festplatten vernickelt. Schmuck wird mit den Methoden der Edelmetallabscheidung veredelt.

Die weite Verbreitung galvanischer Schichten resultiert einerseits aus deren Vielfältigkeit, andererseits aus der Skalierbarkeit der Prozesse und Anlagen. Dies führt dazu, dass galvanische Verfahren mit der Lackiertechnik zusammen etwa 75 Prozent des industriellen Markts der Oberflächentechnik abdecken. Ein gemeinsames Kennzeichen fast aller zur Galvanotechnik gehörenden Prozesse ist dabei der intensive Einsatz von elek­trischer Energie zur Erzeugung der jeweiligen Schicht. Trotz der grundsätzlich gegebenen Effizienz der galvanotechnischen Verfahren durch die überwiegend nur geringen Schichtdicken stellt die Minimierung des Energieeinsatzes deshalb eine bedeutende Stellschraube dar, sowohl zur Einsparung von Kosten als auch zur Verbesserung der CO2-Bilanz.

Im Projekt Energieeffizienz ­elektrochemischer Beschichtungsprozesse und -anlagen (ECOPLATE) arbeiten das Fraunhofer IPA in Stuttgart und das MMRI in Bangkok gemeinsam an Ideen zur effizienteren Gestaltung von Prozessen zur galvanotechnischen Metallabscheidung. Die Bandbreite der bisherigen ­gemeinsamen Aktivitäten reicht dabei von der Durchführung von Workshops zur konkreten Bedarfsanalyse über die Abstimmung von Arbeitsweisen zur Sicherung der Qualität der Forschungsergebnisse bis hin zur Erarbeitung von gemeinsamen Projektanträgen zur Fortführung der Forschungsansätze in größerem Rahmen. Die Erarbeitung von Fallstudien und Trainingsprogrammen erfolgte mit separater Förderung durch die thailändische Seite.

Neben der Tatsache, das am MMRI mit Yuttanant Boonyongma­neerat einer der wenigen ausgewiesenen Universitätsprofessoren auf dem Gebiet der elektrochemischen Beschichtungsverfahren als Partner gewonnen werden konnte, stellt Thailand an sich ein wichtiges Land für Kooperationen in der galvanotechnischen Forschung dar. Mit sicher weit über 1000 Galvaniklinien ist das südostasiatische Land ein bedeutender Standort der Galvanotechnik. Als Mitglied in der Association of Southeast Asian Nations (ASEAN) befindet sich Thailand in einem Markt mit immerhin etwa 600 Millionen Einwohnern, die von ihrem Entwicklungsstand her eine stetige Zunahme des BIP erwarten lassen – mit entsprechenden Bedarfen und Möglichkeiten.

Text zum Titelbild: Fallstudie zur Steigerung der Energieeffizienz in einem thailändischen Industrieunternehmen (Quelle: Fraunhofer IPA)
 

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