Edito (3/2015)

Leichtmetalloberflächen für die Zukunft

Leichtmetalle wie Aluminium oder Titan werden in heutigen Produktionen immer wichtiger. Sie verfügen über ein geringes Gewicht und besitzen gleichzeitig eine hohe Festigkeit. Jedoch ist ihre Oberfläche zu weich und nicht ausreichend korrosionsbeständig, um hohen Belastungen standzuhalten. Der Oberflächenbehandlung von Aluminium und Titan kommt im Zeitalter des Leichtbaus daher eine immer grössere Bedeutung zu. Durch Verfahren wie dem Anodisieren erhalten Bauteile aus Leichtmetallen eine harte, korrosionsbeständige Schutzschicht. Die Abteilung Galvanotechnik des Fraunhofer IPA hat sich in den letzten Jahren ein umfassendes Know-how im Bereich der Oberflächenbehandlung von Leichtmetallen aufgebaut.

So ist es im Rahmen eines öffentlichen Forschungsprojekts den IPA-Wissenschaftern beispielsweise gelungen, den Energieverbrauch des Anodisierverfahrens eines Partnerunternehmens um 40 Prozent zu senken. Dabei haben die Galvanotechnik-Experten die herkömmliche Technik erweitert. «Unsere Idee lautet: weniger Wärmeeintrag, weniger Kühlung», erklärt Klaus Schmid, Gruppenleiter in der Abteilung «Galvanotechnik» am Fraunhofer IPA. Dazu muss man wissen, dass das Anodisieren zu einem der energieintensivsten Verfahren der Galvanotechnik gehört. Beim Anodisieren wird das Bauteil unter Strom gesetzt. Dabei findet eine Reaktion statt, die das Metall an der Oberfläche in eine harte und stabile Oxidschicht umwandelt. Bei dieser Reaktion entsteht sehr viel Wärme, die mit Hilfe von Kühlmaschinen abzuführen ist.

Um das Prinzip «weniger Wärmeeintrag, weniger Kühlung» umzusetzen, haben die Wissenschafter anstelle des herkömmlichen Gleichstroms mit der Pulsanodisation gearbeitet. Dabei wird wesentlich weniger Energie zugeführt als bei konventionellen Verfahren. Weiterhin erlaubt die Methode, energieeffiziente Kühltechniken einzusetzen. Vor allem bei der Hartanodisierung, die eine besonders starke Kühlung der Elektrolyte erfordert, lässt sich so noch mehr Energie einsparen.

Gemäss Schmid sind die Entwicklungsmöglichkeiten der Anodisierverfahren noch lange nicht ausgeschöpft. Sein interdisziplinäres Team, bestehend aus Werkstoffwissenschaftern, Ingenieuren und Chemikern, ist bestens für künftige Herausforderungen gerüstet. Es arbeitet derzeit an einer Methode, um Anodisierprozesse in Echtzeit zu überwachen. Mit den daraus gewonnenen Informationen lassen sich die Verfahren noch gezielter optimieren.

 

Aldo Tormen

Chefredaktor – Rédacteur en chef