Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel der Forschungsarbeiten war es, eine Anlagentechnik f\u00fcr den Prozess der partiellen elektrolytischen Oberfl\u00e4chenbearbeitung qualitativ hochwertiger Oberfl\u00e4chen zu entwickeln und zu optimieren. Bei der derzeit eingesetzten Anlagentechnik handelt es sich um ein offenes Verfahren. Es erfolgt die Bearbeitung der gesamten Oberfl\u00e4che. Dadurch bedingt sind hohe Energieverbr\u00e4uche durch gro\u00dfe W\u00e4rmeverluste der Prozessl\u00f6sungen, gro\u00dfe Mengen an Gefahrstoffen am Arbeitsplatz, gro\u00dfe hochwertige Kathodenfl\u00e4-chen und hohe Elektrolytbelastungen und Abfallmengen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenF\u00fcr Versuche im Laborma\u00dfstab mussten sowohl entsprechend geeignete Musterteile als auch ein geeigneter Elektrolyt beschafft bzw. angepasst werden. Es wurden unterschiedliche Musterbearbeitungen mit definierter Variation der Prozessparameter und laufender Kontrolle des Elektrolyten durchgef\u00fchrt. Anschlie\u00dfend erfolgte eine metallografische und anwendungstechnische \u00dcberpr\u00fcfung der bearbeiteten Teile.
\nAnhand dieser Erkenntnisse und Erfahrungen wurde eine Versuchsanlage im Technikumsma\u00dfstab gefertigt. Entsprechend einer Auswahl an Musterteilen wurde die Gestelltechnik erarbeitet und optimiert. In dieser Anlage wurden Musterserien unter definierten Bedingungen bearbeitet. Analytische Kontrollen sowie metallografische und anwendungstechnische Pr\u00fcfungen wurden prozessbegleitend durchgef\u00fchrt.
\nEine Auswahl an geeigneten Musterteilen wurde unter den optimierten Bedingungen bez\u00fcglich Anlagen- und Gestelltechnik, Elektrolytzusammensetzung und Prozessparameter im Technikumsma\u00dfstab unter Praxisbedingungen bearbeitet. Prozessbegleitend erfolgte die analytische Kontrolle. Diese Musterserien wurden anschlie\u00dfend metallografisch und anwendungstechnisch \u00fcberpr\u00fcft und den Anwendern zur Begutachtung zur Verf\u00fcgung gestellt. Bei kritischen Hinweisen wurden die Musterbearbeitungen unter optimierten Bedingungen wiederholt. Wichtig war die st\u00e4ndige Verbindung zum Chemielieferanten und zu den Anwendern.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Innerhalb umfangreicher Laborversuche wurde der Elektrolyt optimiert. Danach wurde zusammen mit dem Kooperationspartner eine Anlage entwickelt, in der eine partielle Bearbeitung der Oberfl\u00e4chen m\u00f6glich ist. Die Entwicklung und der Bau einer Versuchsanlage erfolgte unter Ber\u00fccksichtigung verfahrens- und umwelttechnischer Gesichtspunkte:
\n\u00b7\tMinimaler offener Arbeitsbeh\u00e4lter.
\n\u00b7\tGen\u00fcgend gro\u00dfer geschlossener Vorratsbeh\u00e4lter.
\n\u00b7\tGro\u00dfe Gestellauflagefl\u00e4che, die eine flexible Gestellbauweise je nach Teileart zul\u00e4sst.
\n\u00b7\tVariation der Str\u00f6mung und des Elektrolytflusses.
\n\u00b7\tMinimale Gasentwicklung, Abschwemmen des Schaums, ruhige Elektrolytoberfl\u00e4che um ebene Bearbeitungsgrenzen zu erreichen.
\nF\u00fcr unterschiedliche Musterteile erfolgte die Entwicklung und Fertigung einer geeigneten Gestelltechnik.
\nDanach wurden umfangreiche Musterserien bearbeitet. Es erfolgte eine begleitende analytische Kontrolle des Elektrolyten, eine Variation der Prozessparameter sowie anwendungstechnische und metallografische Pr\u00fcfungen. Anhand der Auswertung der durchgef\u00fchrten Musterserien wurden die unterschiedlichen Einfl\u00fcsse auf das Ergebnis der Oberfl\u00e4chenbearbeitung genau definiert. So wurde die Fliessgeschwindigkeit des Elektrolyten so optimiert, dass sich bildende Schaums\u00e4ume sofort abgeschwemmt wurden. Die Str\u00f6mung wird durch Prallplatten gesteuert. Spezielle Kathodengeometrien verhinderten das diskontinuierliche Aufsteigen von ungewollten Gasblasen. Genau eingestellte Stromst\u00e4rken stellten eine gleichbleibende Optik sicher. Mit dieser Anlagen- und Gestelltechnik ist es m\u00f6glich, eine partielle elektrolytische Oberfl\u00e4chenbearbeitung an unterschiedlichen Musterteilen reproduzierbar durchzuf\u00fchren.
\nDurch die neue Anlagengeometrie lassen sich die W\u00e4rmeverluste des temperierten Elektrolyten um rund 50 % reduzieren. Je nach Geometrie der bearbeiteten Teile verringert sich der Metalleintrag in die Prozessl\u00f6sung um 50 – 80 %. In entsprechender Gr\u00f6\u00dfenordnung erh\u00f6ht sich die Standzeit des Elektrolyten bei gleichzeitiger Verringerung des Entsorgungsaufwandes f\u00fcr Altelektrolyt und Schlamm. Durch die verbesserte Ausnutzung der Prozessl\u00f6sungen und die Energieeinsparung aufgrund der ver\u00e4nderten Anlagengeometrie lassen sich gegen\u00fcber dem Stand der Technik die Bearbeitungskosten deutlich senken. Nach einer noch erforderlichen Weiterentwicklung soll das Verfahren in die Praxis eingef\u00fchrt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Eine Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse wird kurzfristig in einer Fachzeitschrift erfolgen, um das Verfahren bekannt zu machen. Erg\u00e4nzend werden nach abschlie\u00dfenden Entwicklungsarbeiten Pr\u00e4sentationen in einem ausgew\u00e4hlten Anwenderkreis erfolgen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
In diesem Projekt wurde eine Anlagen- und Gestelltechnik entwickelt, die eine gezielte partielle Bearbeitung qualitativ hochwertiger Oberfl\u00e4chen reproduzierbar erm\u00f6glicht. Um ein einwandfreies Ergebnis zu erhalten, war es ebenfalls notwendig, den Elektrolyten und die Prozessparameter den neuen Bedingungen anzupassen. Durch den Einsatz dieses Verfahrens ist es m\u00f6glich, die Standzeit des Elektrolyten deutlich zu erh\u00f6hen und gleichzeitig Abfallmengen, Energie und Gefahrstoffbelastung zu vermindern.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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