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Maßgeschneiderte Elektroden für das Hartverchromen

Die Neue Materialien Bayreuth GmbH forscht in einem Kooperationsprojekt mit der Firma AgO Argentum GmbH an einer neuen Anodentechnologie für die Galvanotechnik, welche es erlaubt auch komplexe 3D-Geometrien mit einer gleichmäßigen Chromschicht zu überziehen. Herkömmliche Blei-Anoden werden bauteilspezifisch von Hand in Form gebracht und besitzen eine lediglich geringe Formstabilität und gefährden zudem die Umwelt, da bei ihrer Verwendung umweltschädlicher Bleischlamm entsteht.

Additiv gefertigte Anode für die Hartverchromung – Foto: NMB

Ein neuer vielversprechender Ansatz besteht in der Verwendung von additiv gefertigten metallischen Anoden. Diese können aus einer Vielzahl von Metallen und Legierungen, wie bspw. Stahl oder Titan, hergestellt werden, die durch die verwendeten Elektrolyten nicht angegriffen werden und im Vergleich zu Blei eine deutlich höhere Festigkeit aufweisen. Mit Hilfe numerischer Simulationsmodelle werden die während des Prozesses auftretenden elektrischen Felder im Vorfeld simuliert, um die Anodengeometrie insofern zu optimieren, dass während des Prozesses ein homogeneres elektrisches Feld entsteht und somit eine Chromschicht mit gleichmäßiger Schichtdicke abgeschieden werden kann. Aufgrund der deutlich besseren mechanischen Eigenschaften der verwendeten Materialien verfügen die Anoden außerdem über eine deutlich höhere Formstabilität und können daher einfacher gelagert und wiederverwendet werden. Durch ihre Oxidationsbeständigkeit müssen die neuartigen Anoden vor der Verwendung nicht einem zusätzlichen Aktivierungsschritt unterzogen werden, weshalb kein umweltschädlicher Schlamm anfällt.

NMB hat bereits unterschiedliche Anodengeometrien generativ hergestellt. Dabei wurden die Anodengeometrien sowohl unter Zuhilfenahme numerischer Modelle als auch durch das Know-How des Kooperationspartners ermittelt. Das Herstellungsverfahren des selektiven Laserschmelzens (SLM) ermöglicht ebenso den Einsatz von Gitterstrukturen innerhalb der Anoden, die zu einer verbesserten Entgasung während des Verchromungsprozesses beitragen können.

Die bisher erreichten Forschungsergebnisse sprechen für sich. Neben den bereits genannten Vorteilen konnten nicht nur die Entgasung während des Prozesses sowie die Gleichmäßigkeit der aufgebrachten Chromschichten deutlich verbessert werden, vielmehr konnten die erzielten Abscheideraten um bis zu 50 % erhöht werden.

Das ZIM-Koop Vorhaben KF2481020WZ4 wurde über die AiF Projekt GmbH im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

 

Redaktion: Dipl.-Ing. T. Balzer und Dipl.-Ing. M. Hering


Ansprechpartner:
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Dipl.-Ing. Michael Hering, Projektleiter
Telefon: 0921 507 36 195 | E-Mail: Michael.Hering@nmbgmbh.de