FACHINFORMATION: Mit neuer Plasmastrahlbeschichtung abwasserfrei und abfallarm arbeiten

Deutsche Bundesstiftung Umwelt fördert Technikentwicklung als Ersatz galvanischer Verfahren mit rund 280.000 Mark
Projektpartner:Löt- und SchweißgerĂ€te GmbH, Aichwald,Baden-WĂŒrttemberg

Projekttitel: Substitution galvanischer Verfahren mittels sekundÀrer Plasmastrahlbeschichtung (AZ: 07105)

Fördersumme:Fördersumme: 279.000,00 DM

Zielsetzung und BegrĂŒndung: Im Bereich der Beschichtung von OberflĂ€chen werden heute vielfach galvanische OberflĂ€chenveredlungsverfahren eingesetzt. Obwohl in diesem Bereich durch neu entwickelte Verfahrenstechniken schon gravierende umweltrelevante Vorteile erreicht wurden, fallen doch bei vielen kleineren Lohngalvaniken noch umfangreiche Mengen belasteten Abwassers und Schlamms an.

Die Firma LSG baut und entwickelt seit mehreren Jahren Ionenstrahl-Behandlungsanlagen und Plasmaspritzsysteme fĂŒr die Reinigung und Beschichtung von OberflĂ€chen mit kleineren Leistungen bis zu 1 kW. Bisher konnte sich die Plasmabeschichtungstechnik nicht im großen Umfang durchsetzen, da es sich im Vergleich zur Galvanik um eine relativ teure und empfindliche Hochtechnologie handelt. Der Ansatz des Antragstellers besteht darin, einerseits durch die Nutzung von verfĂŒgbaren robusten und preisgĂŒnstigen Vakuummeßsystemen und Pumpsystemen sowie leistungsfĂ€higer Rechner zur Steuerung der Anlagen die Vakuumbeschichtungstechnik zu einer OberflĂ€chenveredelungsmethode weiterzuentwickeln, die im Bereich der Lohnbeschichtung der Galvanik technisch und wirtschaftlich gleichwertig oder ĂŒberlegen ist. Neben der Nutzung einfacher und robuster Komponenten ist es erforderlich, die bisher verfĂŒgbaren Ionenquellen in ihrer Leistung um den Faktor 10 zu steigern, um auch wirtschaftlich vertretbare BeschichtungszeitrĂ€ume zu erzielen.

Das Projekt wird in zwei Phasen durchgefĂŒhrt. In der ersten Projektphase sind zunĂ€chst der Entwicklungsumfang zur erforderlichen Leistungssteigerung der Ionenquelle und erste orientierende Beschichtungsversuche enthalten. In einer zweiten Projektphase soll dann die vorhandene Anlagentechnik in ihren Verfahrensparametern an die Beschichtung verschiedener Substrate mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien angepaßt werden. Zur Untersuchung der hergestellten Beschichtungen wird ein Unterauftrag an das FEM Forschungsinstitut fĂŒr Edelmetalle und Metallchemie, SchwĂ€bisch GmĂŒnd, vergeben. Die Bewertung der erzielten Beschichtungen im Hinblick auf Kundenanforderungen und wirtschaftliche Betriebsweise erfolgt in Zusammenarbeit mit einem kleinen Lohngalvanikunternehmen.

Der Vorteil der zu entwickelnden Vakuumbeschichtungstechnik mittels eines Plasmastrahls liegt vor allem darin, daß es sich um ein abwasserfreies und weitgehend abfallfreies Verfahren handelt. Der Energieverbrauch der Plasmastrahlbeschichtung liegt momentan noch etwas ĂŒber den Werten, die fĂŒr eine galvanische OberflĂ€chenbeschichtung anzusetzen sind. Im Rahmen des Vorhabens ist jedoch auch in diesem Punkt eine Optimierung vorgesehen, so daß nach Abschluß der Entwicklung abhĂ€ngig vom Einsatzfeld bezĂŒglich der EnergieverbrĂ€uche mindestens ein Gleichstand zwischen Plasmastrahlbeschichtung und galvanischer Beschichtung erwartet werden kann.

Im vorliegenden Fall hat sich ein im Bereich der Plasmastrahlbeschichtungstechnik hochspezialisiertes Unternehmen zum Ziel gesetzt, dieser bisher sehr teuren und empfindlichen Technologie unter Nutzung einfacher und preisgĂŒnstiger Komponenten ein breiteres Anwendungsfeld zu erschließen. Neben der umweltrelevanten Tatsache, daß sich mit diesem Verfahren nach der Optimierung bei mit der Galvanik vergleichbarem Energiebedarf abwasserfrei und abfallarm OberflĂ€chen beschichten lassen, besteht aus werkstofftechnologischer Sicht darĂŒber hinaus die Möglichkeit, Beschichtungen aufzubringen, die ĂŒber die Galvanik nicht zugĂ€nglich sind. Als Beispiel lĂ€ĂŸt sich hier anfĂŒhren, daß bei der Verchromung von Stahlteilen auf galvanischem Weg immer die vorherige Abscheidung von Kupfer- und Nickelschichten erforderlich ist. Bei der Plasmastrahlbeschichtung lĂ€ĂŸt sich nach den durchgefĂŒhrten Vorversuchen der Firma LSG mit großer Wahrscheinlichkeit die Chromschicht direkt auf die Stahlteile aufbringen, lassen sich so mehrere Verfahrensschritte einsparen.