Durch ihre besondere Einbausituation stellen Ventile im Ein- und Auslasstrakt von Verbrennungsmotoren hohe Anforderungen an die Beschichtung. Im Betriebszustand im Verbrennungsmotor bewegen sie sich permanent, um Frischluft einzulassen beziehungsweise Verbrennungsgase ausströmen zu lassen. Mechanisch werden sie durch die permanente Bewegung belastet und sind Reibung ausgesetzt. Außerdem sind die Ventile durch die hohen Temperaturen der Verbrennungsgase stark temperaturbelastet. Auch korrosive Belastung, etwa durch kondensierende Abgase, kann auftreten. Aus diesen Gründen benötigen die Ventile einen hohen Verschleiß- und Korrosionsschutz, wie er durch eine Hartverchromung erreicht wird.
Für diese und andere für Bauteile mit komplexen Anforderungen hat die Holzapfel Group im neuen Fast Plating Center die hochautomatisierte Lohnbeschichtung in Hochgeschwindigkeit gestartet. Je nach gewünschter Schichtstärke beschichtet die neue Anlage die Ventile in 15 bis 25 s. Ein Roboter be- und entlädt die Ventile direkt aus den Kundentrays. Auch innerhalb der Beschichtungsanlage laufen alle Prozesse vom elektrolytischen Entfetten über Spüle und elektrolytisches Ätzen bis zur Hartverchromung und dem anschließenden Polieren automatisiert. So können bei entsprechender Schichtstärke Stückzeiten von 4 s pro Bauteil realisiert werden.
Die Bauteile werden mit der neuen Verfahrenstechnik nicht am Gestell oder in der Trommel beschichtet, sondern einzeln. Die Beschichtung wird in verhältnismäßig kleinen, geschlossenen Zellen durchgeführt. Durch dieses Design können höhere Stromdichten als in der konventionellen Beschichtung realisiert werden, wodurch deutlich kürzere Beschichtungszeiten erreicht werden. Die auf das Bauteil abgestimmte Technologie sorgt für die Einhaltung der artikelspezifischen Beschichtungsparameter und eine verlässlich reproduzierbare, sehr hohe Beschichtungsqualität.
So beschichtet die neue Anlage Ventile je nach gewünschter Schichtstärke in 15 bis 25 s. Ein Roboter be- und entlädt die Ventile direkt aus den Kundentrays. Auch innerhalb der Beschichtungsanlage laufen alle Prozesse vom elektrolytischen Entfetten über Spüle und elektrolytisches Ätzen bis zur Hartverchromung und dem anschließenden Polieren automatisiert. So können bei entsprechender Schichtstärke Stückzeiten von 4 s pro Bauteil realisiert werden. Ein Mitarbeiter überwacht die Anlage und versorgt sie mit Bauteilen.
Da die definierten Bedingungen für alle Bauteile vom Gleichrichter über die Stromzufuhr bis zur Zirkulation exakt gleich sind, ist die Beschichtung extrem gleichmäßig und in hohem Maße reproduzierbar. Eine kontinuierliche Überwachung der Prozessparameter unterstützt die Konstanz der Bedingungen, sodass NIO-Teile erst gar nicht entstehen beziehungsweise sofort erkannt werden. „Das ist auch das Besondere an der Technologie“, erläutert Michael Immel, Geschäftsführer bei FPP Fast Plating Process, dem Tochterunternehmen von Holzapfel, das die Einzelteilbeschichtung in Hochgeschwindigkeit 2017 in die Unternehmensgruppe brachte.
Geschwindigkeit ist quasi Nebeneffekt
Die Schnelligkeit der Beschichtung ist gar nicht das Ziel, sondern eine Notwendigkeit der Einzelteilbeschichtung, erläutert Immel weiter: „Bei der Gestellbeschichtung werden viel mehr Bauteile je Arbeitsgang beschichtet. Um den Aufwand der Einzelteilbeschichtung zu kompensieren und eine vergleichbare Produktivität zu erreichen, muss unsere Technologie deutlich schneller arbeiten. Je nach Verfahren erfolgt daher die Abscheidung bei der Einzelteilbeschichtung mit unterschiedlich hoher Geschwindigkeit. Bei schneller Beschichtung sprechen wir vom Fast Plating, bei extrem hohen Abscheidegeschwindigkeiten vom High Speed Plating.“
Die im Vergleich zu konventionellen Galvanikanlagen kleinen Anlagen haben zudem den Vorteil, dass die Technik auch in bestehende Fertigungslinien bei Kunden integriert werden kann.
Ein weiterer Nutzen der Technologie ist ihre Umweltfreundlichkeit: Die Anlagen benötigen etwa 35 % weniger Strom für den Betrieb des Gleichrichters und rund 50 % weniger Strom für die Heizsysteme. Es werden circa 90 % weniger Emissionen ausgestoßen. Der CO2-Fußabdruck der Technologie ist damit deutlich kleiner als der einer klassischen Galvanikanlage. Für mehr Umweltschutz sorgt auch der reduzierte Wasserverbrauch: Beim Recycling beträgt die Ersparnis 80 %. Die Anlagen des gekapselten Galvaniksystems benötigen auch nur etwa 25 bis 30 % des Platzbedarfs einer konventionellen Galvanikanlage.
Oberflächenanalyse in neuem Labor
Mit dem Aufbau ihres neuen Fast Plating Centers hat die Holzapfel Group auch ihre Labortechnik ausgebaut und neue Möglichkeiten der Oberflächenanalyse geschaffen. Es wurden neue Analysegeräte wie Rasterelektronen- und Konfokalmikroskop angeschafft, die vor allem in der Forschung und Entwicklung für neue Oberflächenverfahren unterstützen. Außerdem ermöglichen die Analysegeräte eine schnellere Prozessentwicklung. Zudem kann durch die Inhouse-Analyse agiler und flexibler überwacht werden als bei der Übermittlung von Proben an einen externen Dienstleister.
Mit dem Rasterelektronenmikroskop kann das Unternehmen zum Beispiel bessere und sehr detailreiche Oberflächenuntersuchungen vornehmen – bis hin zur Untersuchung von Elementen auf der Oberfläche mittels EDX-Analyse. Mit dem Rasterelektronenmikroskop erzeugte Aufnahmen ermöglichen deutlich genauere Betrachtungen etwa von Schichtstärken, -zusammensetzung und Schichtdickenverteilung, auch serienbegleitend.
Kontakt:
Holzapfel Metallveredelung GmbH
Unterm Ruhestein 1
35764 Sinn
www.holzapfel-group.com
