Bericht über den Chemnitzer Weiterbildungskurs Elektrochemische Schichten – Wissen, was wichtig ist!
Am 27. und 28. November 2012 veranstaltete das Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik (IWW) der TU Chemnitz den jährlich stattfindenden Weiterbildungskurs Elektrochemische Schichten. Zahlreiche Teilnehmer aus der Industrie und von Ausbildungsstätten nahmen an der Veranstaltung teil. Die Teilnehmer konnten durch die interessanten Vorträge und die Diskussion ihr Wissen erweitern beziehungsweise auffrischen. Die Schwerpunkte des Kurses lagen dieses Mal auf der Skalierbarkeit und Modellierung des galvanischen Beschichtungsprozesses, der gepulsten Abscheidung sowie deren Vertiefung und Anwendung im Computerkabinett beziehungsweise im Labor. Folgende Themen standen auf dem Programm:
- Grundlagen der galvanischen Beschichtung
- Skalierungseffekte in gepulsten galvanischen Anwendungen
- Grundlagen der Skalierbarkeit und Anwendungen in der Galvanotechnik
- Maßgeschneiderte Prozesstechnik am Beispiel von chemisch Nickel
- Modellierung galvanischer Prozesse
- Numerische Berechnung von galvanischen Schichten
- Modellbildung galvanischer Prozesse mittels neuronaler Netze.
Nach der Begrüßung der Teilnehmer und einer Einführung in das Kursprogramm durch den Leiter der Veranstaltung, Professor Dr. Thomas Lampke, referierte Dr. Ingolf Scharf (IWW) über die Grundlagen der galvanischen Beschichtung. In seinen Ausführungen ging er auf die elektrochemischen Grundlagen der Schichtbildung, insbesondere auf die Legierungsabscheidung sowie die Vermeidung von Fehlern ein.
Blick in den Vortragssaal der gut besuchten Veranstaltung
Um Skalierungseffekte in gepulsten galvanischen Anwendungen ging es im Referat von Dr. Wolfgang Hansal von Happy Plating. Dabei lag der Schwerpunkt seiner Ausführungen insbesondere bei der Keimbildung und der Beeinflussung der Doppelschicht durch die Wahl des Pulsregimes. Anhand von Beispielen wurde die industrielle Umsetzung von gepulsten Abscheidungen beschrieben.
Nach den Vormittagsveranstaltungen wurden am ersten Tag in kleinen Gruppen Experimente zum Anodisieren, zu gepulster galvanischer Abscheidung, zur Korrosions- und Verschleißprüfung sowie Mikrostrukturcharakterisierung mittels Röntgendiffraktometrie und Rasterelektronenmikroskopie durchgeführt. Im Anschluss nutzten die Teilnehmer die Möglichkeit zu bilateralen Gesprächen mit den Experten aus dem IWW der TU Chemnitz, um Detailfragen zu Messstrategien und Anwendungsgrenzen analytischer Methoden zu klären. In einer beliebten Chemnitzer Gastronomie klang der erste Tag mit Gesprächen in lockerer Atmosphäre bei guten Speisen und würzigem Bier aus.
Am zweiten Tag des Kurses standen die Möglichkeiten zur Skalierbarkeit und Modellierung galvanischer Prozesse im Fokus. Dr. Thomas Schwarz referierte über die wissenschaftliche Herangehensweise bei einer Skalierung in den technischen Maßstab. Hierbei wurde mit Hilfe der Dimensionsanalyse unter anderem die strömungsmechanische Auslegung über Kennzahlen an galvanotechnischen Fallbeispielen demonstriert.
Anschließend berichtete Andreas Schütte von HSO, Solingen, über maßgeschneiderte Prozesstechnik in der industriellen Praxis. Sehr anschaulich schilderte er die Herausforderungen zur korrekten Dimensionierung der Anlagentechnik. Er stellte unterschiedliche Lösungsansätze und deren Wirkungsweise dar. Insbesondere haben unterschiedliche Filtrations-, Heizungs- und Pumpensysteme Einfluss auf die chemische Metallabscheidung.
Im Anschluss an diesen Beitrag stellte Dr. Thorsten Halle, IWW, verschiedene Möglichkeiten der Simulation galvanischer Prozesse vor. Neben numerischen Grundlagen, wie die diskrete Lösung über Monte-Carlo-Simulation, gab er auch eine Übersicht zu kommerziell erhältlicher Software.
Teilnehmer während des Praktikums zur Messung von Stromdichte-Potenzialkurven
Über Modellierungsmöglichkeiten für die industrielle Praxis berichtete Günter Mollath vom Fraunhofer-IPK. Den Teilnehmern wurde demonstriert, wie mit Hilfe von neuronalen Netzen auch komplexe Zusammenhänge zwischen Beschichtungsparametern und Schichteigenschaften identifiziert und nach einem Lernprozess des Netzes weitgehend vorhergesagt werden können. Durch die Überführung der Beziehungen in Kennfelder kann eine schnelle Steuerung mit minimalen Systemanforderungen leicht und kostengünstig in industrielle Prozesse integriert werden.
Des Weiteren wurde in der Nachmittagsveranstaltung die Simulation von Stromdichteverteilungen anhand von CAD-Bauteildaten unter Berücksichtigung von Elektrolyteigenschaften und Geometrien der Abscheidehardware durchgeführt. In einer praktischen Übung unter Anleitung von Herrn Belis konnten alle Teilnehmer das kommerzielle Simulationstool Elsyca selbst testen.
In der von Professor Lampke moderierten Abschlussdiskussion wurde zum einen das Kursprogramm ausgewertet, zum anderen wurden noch einige fachliche Fragen erörtert. Die anonym durchgeführte Befragung der Teilnehmer zu Inhalt, Struktur und Niveau des Kurses ergab ein sehr positives Fazit. Die Veranstalter freuen sich über den Erfolg der Veranstaltung und laden alle Interessierten ein, am 5. und 6. November 2013 an gleicher Stelle am Kurs mit aktuellen Themen aus der Oberflächentechnik teilzunehmen.M. Händel/dir
Technische Universität Chemnitz, Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik
Professur Oberflächentechnik/Funktionswerkstoffe, D-09107 Chemnitz
Text zum Titelbild: Praktikum zur gepulsten galvanischen Abscheidung
