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VON CHRISTOS MANGOS, LOTHAR KALLIEN, AXEL KANSY, AALEN UND RENATE FREUDENBERGER, ALEXANDER PFUND, MARTIN FUNK, SCHWÄBISCH GMÜND

Nach der galvanischen Veredelung von Zinkdruckgussteilen treten häufig Oberflächenfehler unterschiedlicher Erscheinungsformen auf. Besonders schwerwiegend ist die Blasenbildung, die ab dem Zeitpunkt der Galvanisierung bereits nach wenigen Tagen oder zeitlich verzögert nach Jahren auftreten kann. Die Ursache hierfür ist bislang ungeklärt. Da galvanisierte Zinkdruckgussteile im Vergleich zu unbeschichtetem Zinkdruckguss, der zu 100 % kostengünstig und energieeffizient wieder eingeschmolzen werden kann, nur aufwendig recycelbar sind, ermöglicht die Kenntnis der Ursachen von Beschichtungsfehlern eine deutliche Ausschussminimierung und damit eine Steigerung der Energieund Ressourceneffizienz. Ziel der Untersuchungen ist es, Prozessparameter zu variieren, um die Fehlerursachen eindeutig identifizieren zu können.

Hochkomplexe Zinkdruckgussteile können im Warmkammer-Druckgießverfahren endkonturnah bei hoher Produktivität hergestellt werden. In Deutschland werden ca. 65 000 t Zinkdruckguss im Jahr produziert, wobei etwa die Hälfte zu dekorativen Zwecken sowie zur Verbesserung der Korrosions- oder Abrasionsbeständigkeit galvanisch veredelt werden. Abnehmer von Zinkdruckguss sind die Automobilindustrie, der Maschinenbau, sowie die Bau-, Elektronik- und Haushaltsgeräteindustrie. Galvanisierte Zinkdruckgussbauteile dienen als Verbindungselemente in Mobilfunkantennen, unter anderem in den neuesten Mobilfunkgenerationen wie LTE und 5G.

Nach dem Galvanisieren von Zinkdruckgussbauteilen treten häufig Oberflächenfehler auf, die unterschiedliche Erscheinungsformen aufweisen. Insbesondere die Blasenbildung ist schwerwiegend. Sie kann bereits nach wenigen Tagen oder auch erst nach Jahren auftreten und ihre Ursache ist weitestgehend ungeklärt. Die Beschichtungskosten betragen ca. 30 % bis 50 % der Gesamtkosten von galvanisiertem Zinkdruckguss. Auch wenn sich der Schaden durch unbrauchbaren, galvanisierten Zinkdruckguss nur schwer quantifizieren lässt, erscheint er sowohl vom finanziellen als auch vom prozesstechnischen Standpunkt beträchtlich, da er erst am Ende einer langen Wertschöpfungskette in Erscheinung tritt. Hinzu kommt, dass während unbeschichtete Zinkdruckgussteile zu 100 % kostengünstig und energieeffizient recycelt werden können, sich das Recycling von galvanisiertem Zinkdruckguss deutlich aufwendiger gestaltet. Die Kenntnis der Ursachen für Beschichtungsfehler ermöglicht eine deutliche Minimierung von Ausschussteilen und damit eine Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz. Ziel der Untersuchung ist es, Prozessparameter des Herstellungsprozesses galvanisierter Zinkdruckgussteile zu variieren, um die Fehlerursachen eindeutig identifizieren zu können. Dies beinhaltet den Gießprozess, die Nachbehandlungen, den Alterungszustand und den Beschichtungsprozess. Hierbei kooperieren die Hochschule Aalen und das Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie, Schwäbisch Gmünd, um gießtechnische, galvanotechnische und analytische Aspekte hinsichtlich der beschriebenen Problemstellung zu untersuchen. 

Weitere Informationen

Fakultät Maschinenbau und Werkstofftechnik
Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft
Beethovenstr. 1, 73430 Aalen
Prof. Dr.-Ing. Lothar H. Kallien
Tel.: +49 7361 576-2252
E-Mail: lothar.kallien(at)hs-aalen.de
Web: www.hs-aalen.de/gta