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Chemiegeschäft erhöhte sich um gut36 Prozent. Umgekehrten Verhältnis-sen sahen sich die Anlagenbauer dergalvanotechnischen Branche gegenü-ber. Hier ging das Exportgeschäft starkzurück. Es wurde jedoch durch ein gu-tes Umsatzwachstum von 54,3 Prozentim Inland ausgeglichen, so dass derUmsatz von 295 Mio. Mark mit dem1998 erzielten fast identisch war.

Vielfältige Entwicklungen

Auf der diesjährigen Hannover Mes-se hatte der Zentralverband Ober-flächentechnik (ZVO) unter dem Mot-to „Welt der Oberfläche“ einen 2000m2 großen Gemeinschaftsstand organi-siert, auf dem 109 Unternehmen derBranche ihre Produkte und Dienstlei-stungen präsentierten. Hier zeigte sich,in welche Richtungen die Entwicklun-gen der nächsten Jahre gehen. Chemi-sche Prozesse werden optimiert, Hoch-geschwindigkeitselektrolyte entwickeltund umweltverträgliche Rohstoffe er-probt. Energiesparende Maßnahmen,weitgehend geschlossene Wasserkreis-läufe, die Rückgewinnung von Wasser,Wärme und Wertstoffen bestimmen dieAnlagenentwicklung. Durch Auflagenund stetig steigende Qualitätsanforde-rungen werden die Investitionen fürdie Anlagen immer höher. Deshalb ist,wie in vielen anderen Branchen, auchin der Galvanotechnik der Trend zuKonzentrationen auf dem Markt zuerkennen. „Ein Zusammenschluss wirdoft notwendig, um am Markt bestehenzu können,“ erklärt Eberhard Laube,der Geschäftsführer der ZVO.

Beschichtung in Fertigung integriert

Die Struktur der Galvanikbranchewird heute vor allem durch die hoheZahl der Lohnbeschichter charakteri-

Ökologische und ökonomischeZwänge forcieren die Suche

nach modernen Werkstoffen mit Ober-flächen, die neue Anwendungs- undGestaltungsmöglichkeiten bieten. DieOberflächen sollen höchste Qualitäts-anforderungen hinsichtlich Korrosions-schutz, Verschleiß, Gleitfähigkeit, Be-

ständigkeit und dergleichen erfüllenund ebenso ästhetischen und ökologi-schen Ansprüche genügen. „DieseAnforderungen kann die Galvanotech-nik als Querschnittstechnologie beson-ders gut erfüllen,“ erklärte WilhelmHuber, der Präsident des Zentralver-bandes Oberflächentechnik, auf demForum Oberflächentechnik der Han-nover Messe 2000.

Nach der Lackierung mit einemAnteil von 53 Prozent ist die Galvani-sierung mit 30 Prozent die wichtigsteOberflächenbeschichtungstechnik.„Die Galvanisierung von Kunststofffür den Automobilbau, die Beschich-tung neuer Werkstoffe, Dünn-schichttechniken, umweltverträglicheEinsatzstoffe, die Integration galvani-scher Verfahren in den Fertigungsab-lauf bieten ein vielfältiges Potenzial fürlangfristig positive Entwicklungen,“ soHuber. „Schon im letzten Halbjahrentwickelte sich die Branche rechterfreulich. Dass die Umsätze der galva-nischen Industrie nach Angaben desZVEI mit 712 Mio. Mark 1999 im Ver-gleich zu 1998 nahezu gleich waren,lässt sich auf das schlechte ersten Halb-jahr zurückführen. Der Aufwärtstrenddes 2. Halbjahres ’99 setzt sich auch inden ersten Monaten dieses Jahres fort.

Mit einem Umsatz von 361 Mio.Mark erzielte die Branche 1999 einPlus von 3,8 Prozent bei den galvano-technischen Verfahren. Dies wurdedurch einen um rund 13 Prozent höhe-ren Auslandsumsatz hervorgerufen. ImInland war ein leichter Rückgang zuverzeichnen. Der Auslandsumsatz im

Galvanotechnik

Gut gerüstet für die ZukunftDer positive Geschäftsverlauf im letzten Halbjahr lässt die Galvanik-branche optimistisch in die Zukunft blicken. Neue Entwicklungen beiEinsatzstoffen, Anlagen und Verfahren, wie der Ersatz von Chrom-VI-Systemen, die Integration von Galvanikanlagen in die Fertigung oderdie Metallisierung von Kunststoffen, sollen den Trend festigen. Kompri-miert in der „Welt der Oberfläche“ präsentierte sich die Branche aufdie Hannover Messe.

Im Mittelpunkt der Welt der Ober-fläche: Die Informations- und Kom-munikationsplattform des neuenZentralverbandes Oberflächentech-nik ZVO

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siert. Es ist jedoch zu beobachten, dassBeschichtungsanlagen wieder in dengesamten Produktionsprozess, direktin die Fertigungslinie inline mit me-chanischen Bearbeitungsmaschinen,integriert werden. Daraus ergeben sichwesentliche Anforderungen an dieAnlagen. So hat das Fraunhofer Institutfür Produktionstechnik und Automati-sierung in Stuttgart auf der HannoverMesse eine Anlage mit einem ge-schlossenen Reaktorsystem vorgestellt.Der Beschichtungsprozess ist hier vonder anlagentechnischen Peripherie wieHeizung, Kühlung, Filtration und Auf-bereitung getrennt. Der Elektrolytwird aus dem Vorratsbehälter direkt aufdas Bauteil gebracht. Das hat nachAnsicht der Entwickler den Vorteil,dass der Elektrolytverbrauch wirt-schaftlicher wird und zudem dieBeschichtungszelle an die Bauteileangepasst werden kann.

Auf die Anforderungen der vollstän-digen Integration in den Fertigungs-prozess hin hat Atotech Deutschland inBerlin die Anlage für die Hochge-schwindigkeitsverchromung von Kol-benstangen konzipiert. Der Beschich-tungsprozess ist vollständig gekapselt,so dass keine Emissionen in dieWerkshalle gelangen. Beschickungund Entladung sind automatisiert. Daunmittelbar nach dem Vorschleifenverchromt wird, entfallen Lagerzeitenmit temporärem Korrosionsschutz.Anlagentechnik und Elektrolyt sind soaufeinander abgestimmt, dass beiTemperaturen von 70°C eine hoheStromdichte (160 A/dm2) erreicht wirdund der Prozess drei bis fünf mal soschnell ist wie früher. Mit etwa 6,5 minerreicht das System ähnliche Takt-zeiten wie Schleif-, Polier- oder Super-finishanlagen. Aus der Hartverchro-mung kommen die Kolbenstangendirekt zum Polieren oder Superfinish.Dies wird möglich, da sie ganzgleichmäßig mit einer 17 μm Chrom-schicht überzogen werden. Durch dasVerchromen auf Endmaß entfallen dienachfolgenden Arbeitsgänge, wie zumBeispiel Schleifen auf Maß undmechanische Nacharbeit. So wird derVerbrauch an Elektrolyt geringer undes muss weniger chromhaltiger Staubentsorgt werden.

Ein gravierendes Problem in kon-ventionellen Beschichtungsanlagen istdie Verschleppung von Elektrolyt.Dieses Problem hat die Firma Metobain Lüdenscheid aufgegriffen und kürz-lich eine Anlage in Betrieb genommen,bei der durch eine neue Zellkonstruk-tion ein Verschleppen des Mediumsausgeschlossen wird. Durch aufwendi-

ge Spülabläufe, die Rückführung undAufarbeitung des Abwassers direkt imProzess wird Wasser gespart und derSchadstoffaustrag verringert.

Der Umweltschutz ist immer nochein bedeutender Faktor für die Weiter-entwicklung der Verfahren. So kenn-zeichnen geschlossene Kreisläufe, klei-ne Volumina, gekapselte oder einge-hauste Anlagen, die keine Umweltbe-lastung für den Anlagenbetreiberzulassen, die Anlagenkonzepte. Maß-nahmen, die Kosten für Rohstoffe undEntsorgung von Abwasser senken,haben großen Stellenwert. GesetzlicheVorgaben, wie das absehbare Verbot füreinige Metalle und Metallionen, zumBeispiel Chrom(VI)-Verbindungenund Blei, die aus Gründen der gesund-heitlichen Vorsorge nicht mehr einge-setzt werden dürfen, forcieren dieSuche nach Ersatzstoffen. So ist zurzeitder Ersatz von Chrom(VI)-Verbindun-gen, die einen ebenso guten Korrosi-onsschutz bieten, ein großes Thema.Neue Systeme mit Zink, zum BeispielZink/Eisen, Zink/Nickel, Zink/Zinnwerden untersucht und optimiert. Sowurde auf der Messe ein Zink/Nickel-

System für die Automobilindustrie(Herbert Schmidt Oberflächentechnik,HSO, Solingen) vorgestellt. Zink/Nickel-Legierungsschichten erzielenauf Stahl bekanntlich einen sehr gutenKorrosionsschutz. Mit den alkalischenElektrolyten wird nun eine homogeneLegierungszusammensetzung abge-schieden mit konstanten Nickelein-

bauraten. Der Elektrolyt von HSO ent-hält neben der Zinkatlösung Nickel,das durch Komplexbildner im alkali-schen Medium in Lösung gehaltenwird. Durch die hohe Stromausbeutewird ein hoher Durchsatz erzielt, wo-durch die Kapazität gesteigert undEnergie, Nachbearbeitung und Aus-fallzeiten eingespart werden.

Energie und Wasser sparen

Große Möglichkeiten, Energie undWasser einzusparen, bietet die Spül-technik in der Beschichtungsanlage.Mit dem Ziel, einen hohen Spüleffektbei geringem Wasserverbrauch zuerreichen, wurde die Luft- und Wasser-düsenführung der Puls-Blas-Spüle vonLPW-Blasberg Anlagen GmbH ent-wickelt. Die Luft- und Wasserdüsenkönnen nacheinander und zusammengeschaltet werden, um das Wasser vonden Bauteilen abzublasen, beziehungs-weise die Reste abzuspülen. Dadurchkönnen Wasserverbrauch und Entsor-gungskosten für Abwasser minimiertwerden.

Auf dem 2000 Quadratmeter großen Gemeinschaftsstand präsentierten 109Unternehmen der Galvano-Branche ihre Produkte und Dienstleistungen.

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Die Abwasserentsorgung ist abernicht nur ein technischer Problembe-reich in der Galvanik, sondern auch einfinanzieller. Neue Lösungen müssendeshalb auch kostengünstig sein. DieAbwasseranlage für cyanidischeLösungen, die die Karlsruher Firmaa.c.k. aqua concept in Hannover vor-stellte, soll sich innerhalb eines Jahresamortisieren. In dem vollautomati-schen, zweistufigen Verfahren werdendie Cyanide schnell zerstört, ohne dasschlorierte organische Verbindungenentstehen. Im ersten Schritt wird dasAbwasser bei hohem pH-Wert mitWasserstoffperoxid aufoxidiert. Dabeiwerden die freien Cyanide zerstört.Lassen sich messtechnisch keine frei-en Cyanide mehr nachweisen, wird fürdie Hauptoxidation UV-Licht einge-setzt. Mit Hilfe der UV-Strahlung wer-den die komplexen Cyanid-Verbin-dungen gespalten. Die Bruchstücke

werden dann durch das Oxidationsmit-tel weiter abgebaut. Der pH-Wert wirdstufenweise abgesenkt, wodurch dieReaktionsgeschwindigkeit erhöht unddie Selbstzerstörung des Oxidations-mittels verhindert wird.

Gesundheitsschutz im Blick

Unter dem Aspekt, gesundheitlicheBeeinträchtigungen durch Kupfer imTrinkwasser, speziell bei Kleinkindern,

zu unterbinden, werden Kupferrohreinnen verzinnt (Atotech, Berlin). Kupferrohre werden für Wasserleitun-gen gerne verwendet, weil sie lang-lebig und gut zu verarbeiten sind. Ineinigen Regionen löst das Wasserjedoch auf Grund seiner chemischenBeschaffenheit Kupfer aus der Rohr-wand. Um dies zu verhindern, wirdeine reine, silberfarbene, seidenmatt,1-2 μm dicke Zinnschicht aufge-bracht. Bei der Innenverzinnung derRohre werden die Kupferatome gegenZinn ausgetauscht. In der Übergangs-

schicht liegen Kupfer- und Zinnatomegemischt vor.

Neue Dienstleistungen

Die Anforderungen des Marktesbeschränken sich heute nicht nur aufdie Funktionalität und die Qualität derBeschichtung. Darüber hinaus gehen-de Leistungen sichern die Position imWettbewerb. So werden heute zusätzli-che Dienstleistungen angeboten, diedie Qualitätskontrolle unterstützenoder die Entsorgung betreffen, bei-spielsweise die Wiederaufarbeitungvon Metallabfällen (Balver Zinn, Bal-ve). Als nachhaltigen Qualitätsnach-weis bietet CC Corus aus Velbert alserster Lohnbeschichter die identifi-zierbare Oberflächenbeschichtung an.Eine nicht sichtbare Markierung, die indie Oberflächenbeschichtung einge-baut wird, ermöglicht es, noch nachJahren mit Hilfe optischer Verfahrenden Beschichter zu identifizieren.

Metallisierung von Kunststoffen

Zu den Produkten, die eine glän-zende Zukunft vor sich zu haben schei-nen, gehören die galvanisierten Kunst-stoffe. Sie erfreuen sich steigenderNachfrage vor allem in der Automobi-lindustrie. Ihre Vorteile sind im gerin-gen Gewicht, in den niedrigen Produk-tionskosten für das Kunststoffteil undin der einfachen Verarbeitbarkeit zusehen, die vielfältige Gestaltungsmög-lichkeiten zulässt. Mechanische undelektronische Funktionen können mitHilfe der MID Technik (MouldedInterconnect Devices) in Spritzgusstei-le integriert werden. Damit eröffnensich besonders in der Automobil- undDatentechnik neue Möglichkeiten,Baugruppen zu gestalten. Als Werk-stoffe werden Thermoplaste einge-setzt. Besonders gut lassen sich LiquidCristal Polymere verarbeiten. Das fle-xibelste Herstellungsverfahren ist dieZwei-Komponenten-Spritzgusstech-nik. Hierbei werden metallisierbareund nichtmetallisierbare Thermoplas-

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Wohltuende optische Abwechslungfür den Besucher durch ideenreichgestaltete Stände

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te zu einem dreidimensionalen Form-teil gespritzt. Wissenschaftler vomFraunhofer Institut für Produktions-technik und Automatisierung in Stutt-gart haben nun ein Verfahren ent-wickelt, in dem außenstromlos Kupferselektiv auf LCP abgeschieden werdenkann. Dabei haben sie die Grundkom-ponenten und Zusätze so abgestimmt,dass die Haftfestigkeit, die Schicht-dicke und die Abscheidegeschwindig-keit optimiert wurden. Die Umsetzungdes entstandenen Elektrolytsystems in den Produktionsmaßstab ist bei AHC-Oberflächentechnik in Kerpengeplant.

Neben der chemisch reduktivenAbscheidung von Metallen auf derKunststoffoberfläche wird die Direkt-metallisierung immer bedeutender.Auf der Hannover Messe stellte dieFirma Enthone-OMI aus Solingen einVerfahren zur Direktmetallisierungvon Kunststoffen vor, die sich bishernicht nachhaltig beschichten ließenwie ABS/PC Blends, Polycarbonat-blends, Polyester, Polypropylen, Polya-mide oder Liquid Cristal Polymere.Der entscheidende Schritt in dem Ver-fahren ist die Vorbehandlung. DieOberfläche wird beim Beizen so verän-dert, dass Poren entstehen, die die Dif-fusion des Metalls in den Kunststoff

ermöglichen. Dabei wird die Ober-fläche jedoch nicht so aufgeraut, wie inanderen Beizen. Aber es entstehenhydrophile Carbonyl- (-CO), Carboxyl-(-COOH) und alkoholische (-COH)Gruppen, die entscheidend für dieHaftfestigkeit sind. Zum Beizen eig-nen sich besonders saure und alkali-sche Permanganatbeizen, die aus derLeiterplattenproduktion bekannt sind.Nach dem Beizen erfolgt die Aktivie-rung. Hierbei dringen die Metallkom-plexe, vorzugsweise Zinn-, Blei-, Sil-ber-, Kobalt-, Mangan- oder Kupferver-bindungen, in die Kunststoffober-fläche ein. Nach dem Spülen, bei demdie locker gebundenen Komplexe ent-fernt werden, wird in dem Vernet-zungsschritt in einer sulfidhaltigenLösung eine fest haftende sulfidischeSchicht erzeugt. Diese lässt sich danndirekt in einem Nickelelektrolytenoder in anderen Elektrolyten, derenAbscheidungspotenziale im negativenBereich liegen, beschichten.

Mikrotechnik – ein Feld der Zukunft

„Neben dem noch wachsendenBereich der Kunststoffgalvanisierung

wird die Mikrotechnik zu einem neuenArbeitsfeld für die Galvanik werden.“Davon ist Eckhard Laube vom ZVOüberzeugt. Kleinste Geräte und Werk-zeuge, zum Beispiel für die Medizin-technik, können galvanisch produziertwerden. Aber nicht nur die Produkte,auch die Anlagen werden kleiner undeinfacher zu betreiben sein. „Bald wirddie Galvanik mit einem Fotokopierervergleichbar sein,“ beschreibt Prof. Dr.Andreas Möbius von Enthone-OMIDeutschland seine Vision zukünftigerAnlagen. Die Bauteile werden in eineKassette gefahren, aus der keine Emis-sionen in die Umwelt gelangen. Ist derElektrolyt verbraucht, wird wie beieinem Kopierer die Kassette ausge-tauscht. Mit der Weiterentwicklungneuer Werkstoffe wird auch die Kom-bination von Verfahren interessant,zum Beispiel die Kombination vonGalvanisierung und Plasmabehand-lung. „Hier liegen die Schwerpunktezurzeit,“ so Möbius, „auf der Entwick-lungen kontinuierlicher Prozesse.“Neben den technischen Herausforde-rungen kämpft die Branche aber nochmit einem gravierenden Problem, dassich nicht technisch lösen lässt. „Trotzinteressanter Perspektiven fehlen unsüberall die Fachkräfte,“ erklärte Lau-be in Hannover. (AJA)

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