Galvano-Zirkel – Innovative Anlagentechnik im Verbund

Oberflächen 07. 10. 2020

Premiere bei Sager + Mack: Insgesamt mehr als 120 Besucher an zwei Tagen fanden sich beim 1. Zusammentreffen des Galvano-Zirkels am Stammsitz des Unternehmens in Ilshofen-Eckartshausen ein. Der Galvano-Zirkel sieht sich als ein starkes Netzwerk aus Herstellern und Partnern der Galvanobranche in Deutschland. Die Unternehmen Aucos AG, Munk GmbH, Mazurczak GmbH, Harter GmbH, Linnhoff & Partner GmbH und die Sager + Mack GmbH boten am 24. und 25. September eine interessante Produktausstellung und informative Fachvorträge.

Eine Präsenzveranstaltung in Zeiten von Covid-19 zu veranstalten, ist eine Herausforderung – Sager + Mack als Gastgeber des ersten Zusammentreffens des Galvano-Zirkels hat diese mit Bravour gemeistert.

Die aktuelle Lage der Gesamtwirtschaft lässt sich momentan wohl am besten durch ein hohes Maß an Lethargie und erheblicher Unsicherheit über die weitere Entwicklung beschreiben. Dennoch gibt es Unternehmen, die trotz der gestiegenen wirtschaftlichen Herausforderungen positiv in die Zukunft schauen. Zu diesen Unternehmen zählt die Sager + Mack GmbH, die sich mit weiteren wichtigen Mitspielern der Anlagentechnik im Galvano-Zirkel zu gemeinsamen Aktivitäten zusammengeschlossen hat. Mitglieder dieses Netzwerks aus Herstellern und Partnern der Galvanobranche in Deutschland sind der Steuerungshersteller Aucos AG, der Trocknungsspezialist Harter, der Hersteller von hochwertigen Stromversorgungen Munk, der Spezialist für Heizungen Marzurczak sowie Linnhoff & Partner, Hersteller von Kontakten. Gemeinsam hatten sie zu einer Leistungsschau am 24. und 25. September bei Sager + Mack eingeladen. Mehr als 120 Teilnehmer aus allen Bereichen der Oberflächentechnik hatten diese Gelegenheit zu persönlichen Gesprächen – selbstverständlich unter Einhaltung der gebotenen Sicherheitsvorkehrungen im Hinblick auf die Corona-Pandemie – und für einen Einblick in die Fertigung des Pumpenherstellers Sager + Mack genutzt.

 

Zu Beginn der Veranstaltung konnten die Teilnehmer einen Blick in die Fertigung hochwertiger Pumpen werfen. Peter Mack ist ein Verfechter der Eigenproduktion – mit dieser Art der Pumpenherstellung ist das Unternehmen in der Lage, sehr schnell auf die Bedürfnisse und Anforderungen der Kunden reagieren zu können und die bestmögliche Qualität für seine Produkte selbst in der Hand zu haben und zu gewährleisten. Dafür ist die Sager + Mack GmbH mit allen Anlagen und Maschinen ausgestattet, die für die Fertigung aller Teile mit mehr als 10 mm Durchmesser im eigenen Haus erforderlich sind. Zudem stehen alle Typen an Motoren und peripheren Teilen zur Verfügung, um weltweit die verschiedenen Anforderungen an Pumpen kurzfristig bedienen zu können.

Neben der Fertigung von Teilen für Pumpen und Pumpsystemen befasst sich ein Team von sechs Mitarbeitern mit der Entwicklung neuer Technologien für das Pumpen, Filtrieren und Steuern von Pumpsystemen. Durch diesen Ansatz der Betriebsführung konnten Peter Mack und seine Mannschaft in den letzten Jahren zahlreiche ­Neuerungen auf dem Gebiet der Medienumwälzung und -filtration anbieten. Neben dem Highlight der letzten Jahre BIGMack steht jetzt mit SMARTMack eine weitere Neuheit zur Inte­gration der digitalen Technologien mit all ihren Möglichkeiten und Vorzügen für die Kunden der Oberflächentechnik zur Verfügung.

Fachvorträge des 1. Galvano-Zirkels

Details zur Neuentwicklung SMARTMack wurden im Rahmen einer Vortragsreihe von Markus Schlagwein vorgestellt. Diese stellt beispielsweise einen wichtigen Baustein in der modernen Anlagensteuerung der
Aucos AG dar.Hierbei spielen auch Aspekte der Energieeinsparung eine zentrale Rolle, die unter anderem vom Trocknungsspezialisten Harter GmbH bei der Entwicklung entsprechender Trocknungsanlagen berücksichtigt werden. Der effiziente Umgang mit Energie sowie hohe Anforderungen an die Gerätesicherheit stehen bei der Produktion von Gleichrichtergeräten und Heizungen im Mittelpunkt, wie die Munk GmbH und die Mazurczak GmbH in weiteren Fachvorträgen darlegen konnten. Ergänzt werden diese Aspekte um die sicheren und effektiven Kontaktierungen der Linnhoff & Partner GmbH.

SMARTMack

Die Digitalisierung der Pumpentechnik stand nach den Worten von Markus Schlagwein, Vertriebsleiter bei Sager + Mack, im Vordergrund bei der Entwicklung einer smarten Filterstation, speziell die Integration des Gedankens der Industrie 4.0 in die galvanische Oberflächentechnik. Dies beinhaltet ­Ansätze wie die Steigerung der Effektivität bei der Ausnutzung der Filtermedien, die Stärkung beziehungsweise Einführung des Plattform-Gedankens, vorausschauende Instandhaltung, die Vermeidung von Produktionsausfällen oder auch allgemein die Gewinnung von effektiven Daten zum Einsatz von Pumpen und Filtern.

Der letzte Punkt richtet sich auf die Optimierung der Filtersysteme. So sollte der Wechsel eines Filters für jede Pumpe erst dann erfolgen, wenn er tatsächlich notwendig wird. Für die Realisierung dieses Ansatzes wurde eine zentrale Stelle zur Speicherung und Verarbeitung der gewonnenen Daten geschaffen, die sogenannte P-Cloud. Die Entwicklung wurde zusammen mit dem Experten für Steuerungstechnik ­Aucos AG in Form des Systems ­Aucos Sense geschaffen. Die Pumpen nutzen dabei die vorhandenen beziehungsweise zusätzlichen Sensoren. Durch die Verschlüsselung der Daten und die Nutzung von Servern in Deutschland wurde hierbei auf einen maximalen Datenschutz geachtet. Die durchgeführten Entwicklungsarbeiten resultieren in der Pumpenstation SMARTMack mit einem dafür geschaffenen digitalen Abbild. Die Anlage verfügt über eine offene Schnittstelle via Aucos Sense in alle Leitsysteme und stellt damit die ideale Plattform sowohl für Anlagenbauer wie auch für Anlagenbetreiber dar.

Zu den erfassbaren Daten der Pumpe gehört unter anderem der Vibrations-Level. Mit ­Hilfe dieses Werts ist es beispielsweise möglich, Veränderungen der Laufeigenschaften einer Pumpe zu erkennen. Alle Daten können unter anderem in Form einer Historie das Dauerverhalten darstellen. Damit lässt sich beispielsweise erkennen, wie die Pumpe gewartet wurde, wodurch sich die Prozessüberwachung für den Anlagenbediener verbessert. Darüber hinaus hat der Anwender die Möglichkeit, sich stets den Standort der jeweiligen Pumpe anzeigen zu lassen - was für große Anlagen durchaus ein nicht zu vernachlässigender Vorteil ist.

Zustandsdaten einer Pump- und Filterstation sind auf den allgegenwärtigen Mobilgeräten verfügbar (Bild: Sager + Mack)

 

Künstliche Intelligenz

Florian Wimmenauer, stellte die kreative Lösung der Aucos AG für die Zukunft der Oberflächentechnik vor. Künstliche Intelligenz (KI) ist nach Ansicht ­Wimmenauers deshalb interessant, weil inzwischen die Hardware in der Lage ist, eine immense Zahl an Rechenoperationen in kurzer Zeit durchzuführen. Damit wird es möglich, Arbeitsabläufe als Simulation im Voraus zu betrachten. Besonders hilfreich ist dabei die KI auf Basis des sogenannten maschinellen Lernens. Hierfür wird in großem Maße auf die Erfahrungen aus dem Bereich der Computerspiele zurückgegriffen. Die Basis solcher Systeme besteht darin, zu vorgegebenen ­Aufgabenstellungen keine detaillierten Programme zu ­erstellen, sondern die eingesetzten elektronischen Komponenten selbst lernen und brauchbare Lösungen entwickeln zu lassen, also das sogenannte selbstständige maschinelle Lernen zu betreiben.

Für die Anwendung in der ­Galvanotechnik wurde ein KI-System in Betrieb gesetzt, das die optimale Mischung an Warenträgern in einer Beschichtungsanlage erarbeitet. Bei Aucos wurde hierzu ein Vergleich der Produktionszeiten von konventionellem System zu KI-System vorgenommen, bei dem die KI etwa 15 Prozent an Produktionszeit einspart. Ebenfalls betrachtet werden kann hierbei die Optimierung der Reihenfolge, der Gestellwechsel oder eine bestmögliche Einhaltung der Takte. Die Technologie schafft es damit unter anderem, die Termintreue zu optimieren. Dabei ist das System in der Lage, die Rechenzeit auf wenige Minuten zu begrenzen. Mit Hilfe derartiger KI-Systeme wird der Nutzer eine deutlich bessere Prozessüberwachung sowie eine erhöhte Qualitätssicherheit erzielen. Aktuell wird daran gearbeitet, derartige Systeme zu globalem kontinuierlichem Lernen zu befähigen.

Trocknen in der Oberflächentechnik

Der Geschäftsführer der Harter GmbH, Reinhold Specht, stellte die Kondensationstrocknung unter dem Aspekt einer hohen Energieeffizienz vor. Für die von ihm angebotene Trocknungstechnologie werden Wärmepumpen eingesetzt, durch die deutliche Energieeinsparungen möglich sind. Das System kann mit Unterstützung staatlicher Förderung eingerichtet werden.

Als eine der Besonderheiten der Harter-rocknungstechnik gilt die Anpassung der Trockner auf die jeweiligen Bedürfnisse des Kunden. Einheitlich ist bei allen Anlagen­arten die Nutzung von sehr trockener Luft. Die Anlage ist damit in der Lage, die Feuchtigkeit der zu trocknenden Teile sehr schnell und effizient aufzunehmen. Anschließend wird die Luft entfeuchtet und wieder in den Trocknungsprozess zurückgeführt. Mit Hilfe von Wärmetauschern wird die Energie für die Abkühlung beziehungsweise Aufheizung genutzt. Ein weiterer Vorteil der Technologie ist, dass die Energieumwandlung und die Entfeuchtermodule nicht direkt am Trockner der Beschichtungsanlage platziert werden müssen. Damit können auch Beschichtungs­anlagen mit eingeschränktem Platz in der ­Linie mit dem Trocknungssystem ausgestattet werden.

Bei der Harter-Technik liegen die Trocknungstemperaturen im Bereich von etwa 40 °C, wohingegen bei der klassischen Trocknung Temperaturen zwischen 80 °C und 100 °C durchaus üblich sind. Die Effizienz der Trocknungsanlage wird durch die Verwendung von automatisch arbeitender Deckeltechnik sowie durch optimierte Luftströmung im Trockner erhöht.

Anhand von zahlreichen Beispielen gab Reinhold Specht einen Einblick in die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Seit ­langem im Einsatz ist die Trocknungstechnik für die Schlammentsorgung in der ­Galvanotechnik, bei der die Kosten in Abhängigkeit vom Schlammgewicht sind. Durch das erhebliche Entwässern des Schlamms können die ­Kosten für die Entsorgung deutlich gesenkt werden.

Gleichrichter 2020 – von KI bis Energie

Hocheffiziente Gleichrichtertechnik war das Thema von Thomas Mark von der Munk GmbH, die in diesem Jahr ihr 50-jähriges Jubiläum feiern konnte. Vor allem die hohe Qualität der Munk-Geräte wird nach wie vor von den Kunden geschätzt und hat inzwischen zu einer großen Zahl an Stammkunden geführt. Die hohe Qualität der Geräte unterstützt unter anderem den Trend zur Nachhaltigkeit, wobei aber durchaus auch moderne Technologien wie Industrie 4.0 ­Berücksichtigung finden. Besonders ­gefragt ist in immer stärkerem Maße die Erfassung und Verfolgung des Energieverbrauchs sowie die Energieeffizienz der Gleichrichter. Dazu müssen auch Spezialeffekte wie die Verzerrungsblindleistung als Nebenwirkung von Schaltnetzteilen betrachtet werden. ­Interessant werden derartige Daten für die Abschätzung der Leistung des Energieanbieters beim Nutzer.

Durch die Nutzung von neuer Gleichrichtertechnologie und neuer Schalttechnik wird mit Hilfe der Modulbauweise ein erhebliches Einsparpotenzial von bis zu 40 Prozent beim Energieverbrauch erzielt. Bei den neuen Gleichrichtern wurde zudem ein großes Augenmerk auf die Wartungsfähigkeit der Geräte gerichtet, um die Ausfallzeiten beim Nutzer so gering wie möglich halten. Die Geräte der neueren Generation sind auf die Integration in digitale Netzwerke und den damit verbundenen Datentransfer ausgerichtet. Großer Wert wird bei Munk auf die elektronische Sicherheit der Geräte gelegt, um dem Nutzer die Gefahr einer Schädigung der Betriebseinrichtungen durch Ausfall und Brandschäden zu vermeiden oder zumindest zu ­minimieren.

Einzelgeräteüberwachungen weisen zeitnah auf Wartungsmaßnahmen und schützen vor spontanen Ausfällen (Bild: Munk GmbH)

 

Brandgefahren durch Heizungen

Einen Einblick in die Risiken durch Heizungen in der Galvanikindustrie gab Matthias Deuner von der Mazurczak GmbH. Nach wie ist für Galvanikbetriebe immer noch eine große Zahl an Brandschäden zu vermelden – so liegen die Zahlen der vergangenen Jahre bei 70 bis 80 Bränden pro Jahr mit zehn bis 15 Großbränden bei Schadenssummen von mehr als 500 000 Euro. Dadurch werden von den Industrieversicherern stetig höhere Anforderungen an die Sicherheit gestellt und die zu zahlenden Prämien steigen. Zu den Hauptfehlern zählt nach Ansicht des Vortragenden eine mangelhafte Flüssigkeitsabdeckung, wobei die Brandgefahr beispielsweise durch brandfähige Gase oder Schädigungen der Leitungen weiter erhöht wird.

Bei der Verwendung von Heizungen sind die geltenden Normen für Brandschutz oder zur Implementierung des Risikomanagements zu beachten, insbesondere die DIN EN 60335-1, DIN EN 60519-2 und DIN EN 60519-1. Eine Möglichkeit zur Risikominimierung ist der Einsatz von Sicherheitsheizungen mit Anti-Brand-System. Hier unterbricht ein Temperaturbegrenzer den Stromfluss, wobei die Unterbrechung nach Prüfen und Abstellen der Ursache zurückgesetzt werden kann. Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung ­einer ­indirekten Heiztechnologie durch Wärme­tauscher. Einer der Vorteile ist, dass diese sowohl für das Heizen als auch für das Kühlen verwendet werden können. Ein weiteres Element für den Brandschutz ist die Nutzung von effektiven Füllstandssensoren und geeigneten Temperatursensoren in Verbindung mit Temperaturregelsystemen und Temperaturbegrenzern.

Brandschutztechnik bei Heizungen für die Galvanotechnik (Bild: Mazurczak GmbH)

 

Als konzeptionellen Ansatz für einen vorbeugenden Brandschutz empfahl Matthias Deuner beispielsweise den Einsatz von redundanten Systemen, wie:

  • doppelte Ausführung von Niveauüber­wachungssystemen
  • Niveauüberwachung und Einsatz von Heizgeräten mit Anti-Brand-System
  • Temperaturregelung und Temperaturbegrenzung auf separate Leistungsschütze aufschalten

Des weiteren empfahl Deuner umfassend dokumentierte Wartungskonzepte und eine periodische Überwachung möglicher Hot­spots (z. B. Schaltschrank, Kabelkanäle) mit Wärmebildkameras. Unumgänglich ist nach seinen Worten ein verantwortungsvoller Umgang der Betreiber von galvanotechnischen Anlagen; dies muss von der Geschäftsleitung vorgeschrieben und gepflegt werden.

Kontaktierung in der Galvanotechnik

Zum Abschluss der Vortragsreihe befasste sich Gerhard Lippert von Linnhoff & Partner mit der Kontaktierung für Galvanikanlagen. Bei Kontaktsystemen wird zwischen passiven und aktiven Kontakten unterschieden. Bei aktiven Kontakten werden beispielsweise Federkräfte zur Unterstützung der Kontaktkräfte genutzt. Schließlich kommen bei sehr hohen Strömen pneumatische Kontakte zum Einsatz, die erhebliche Reduzierungen bei der Wärmeentwicklung zur Aufgabe haben. Unterstützt werden solche Kontakte durch eine Wasserkühlung zur Abführung von Wärme. Die verschiedenen Kontakttypen unterscheiden sich durch ihre Belastbarkeit, die Möglichkeit zur Selbstreinigung, die Flexibilität bezüglich der Gegenkontakte, die Wartungsmöglichkeit der Kontaktflächen oder die Herstellkosten der Kontakte.

Neben dem eigentlichen Kontakt spielt für die Energienutzung die Art der Ausführung der Stromzuführung – über Kabel oder Stromschienen – eine Rolle. Die Effizienz der Kontaktierung hat einen merklichen Einfluss auf die Prozesssicherheit der galvanischen Abscheidung, also beispielsweise der Einbringung der Teile (Gestell, Trommel). Daraus resultiert die heute immer mehr gefragte Temperaturkontrolle am Kontakt, zum Beispiel unter Einsatz von Wärmebildkameras oder Temperaturfühlern. Eine Verbesserung der Wartung von Kontaktbereichen wird beispielsweise durch die Integration von Bürsten im Kontaktblock erreicht, durch den die Kontaktfläche am Warenträger bei jedem Wechsel der Warenträgers gereinigt wird.

Fazit

Die Unternehmen des Netzwerks Galvano-Zirkel haben es geschafft, trotz der weniger erfreulichen wirtschaftlichen Gesamtsituation in der Galvano- und Oberflächentechnik mit der 1. Veranstaltung des Netzwerks einen Lichtblick zu setzen. Die Teilnehmer der Veranstaltung haben dies erkennbar genossen und sicher die eine oder andere Idee für die eigene Arbeit mitgenommen. Zudem versteht es Sager + Mack immer wieder, für den geeigneten Rahmen zu sorgen, um Kunden und Geschäftspartner zu motivieren und positiv in die Zukunft blicken zu lassen – dafür muss dem Unternehmen und den Partnern des Galvano-Zirkels ein Lob ausgesprochen werden!hk

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