Oberflächentechnik
An die Oberflächenbeschaffenheit von Werkstücken und Bauteilen werden hinsichtlich ihrer technischen oder optischen Eigenschaften häufig hohe Qualitätsansprüche gestellt.
Deshalb werden Metalle, Holz, Glas, Steine oder Kunststoffe mit geeigneten Verfahren der Oberflächentechnik behandelt, die sie mit einer Schutzschicht überziehen oder ihre Stoffeigenschaften auf ein bestimmtes Anforderungsprofil hin optimieren:
• mechanischer Schutz (Verschleiß, Reibung)
• Barrierefunktion (Korrosionsbeständigkeit, Wärmeisolation)
• Grenzflächenwechselwirkung (Benetzbarkeit, Lackierbarkeit)
• elektrische Funktion (Leitfähigkeit, elektrische Isolation)
• optische Funktion (Reflexion, Absorption, Dekoration)
Gebräuchliche Techniken sind
• Galvanisieren (Tauchverfahren, Beizen, Brennen, Chromatieren, Phosphatieren u.a.)
• Lackieren (Tauch-, Sprüh-, Pulververfahren)
• thermische Härtung / Verzinkung
Aus der Natur ist mittlerweile bekannt, dass Oberflächen durch ihre spezielle Gestaltung einen Selbstschutz besitzen können. Um diesen so genannten Lotuseffekt in absehbarer Zeit ökonomisch und ökologisch effektiv auf Arbeitsmaterialien für industrielle Produktionsprozesse und Gegenstände des täglichen Gebrauchs übertragen zu können, werden in Deutschland verstärkt Forschungsvorhaben und Entwicklungsprojekte zu diesem Technikbereich durchgeführt. Im Baubereich werden beispielsweise bereits Dachziegel und Fassadenfarben verwendet, die sich selbst reinigen. Entwickelt wurden auch schon Beschichtungen, die superhydrophob sind. Damit behandelte Oberflächen sind zwar wasserabweisend, jedoch nicht selbstreinigend.
Zur Galvano- und Lackiertechnik sind in den Unterkategorien weitere Informationen verfügbar und Ergebnisse verschiedener Projekte abrufbar. Darüber hinaus sind die Reinigungsverfahren in einer eigenen Unterkategorie dargestellt, weil sie als Voraussetzung für eine optimale Oberflächenbehandlung anzusehen sind.
Bei der Entmetallisierung von Gestellen und fehlerhaft beschichteten Waren fallen in galvanischen Betrieben oft große Abfall- und Abwassermengen an. Zur Reduzierung dieser Mengen wurde für den Entmetallisierungsprozess ein geschlossener Wertstoffkreislauf aufgebaut. Es konnte der Chemikalienverbrauch für die Entmetallisierungsbäder und die Abwasseraufbereitung sowie der Anfall von Galvanikschlamm deutlich reduziert werden.
Abfallvermeidung durch eine neuartige Verfahrens- und Anlagentechnik zur Erzeugung funktioneller Hartchromschichten
Eine neue Verfahrens- und Anlagentechnik erlaubt erstmals die maßgenaue Erzeugung glatter und strukturierter Hartchromschichten. Neben einer erheblichen Abfallvermeidung durch Wegfall der sonst üblichen Schleifvorgänge zeichnet sich das Verfahren auch durch einen deutlich geringeren Chemikalien- und Energieeinsatz aus. Die Beschichtung erfolgt in geschlossenen Reaktoren, was eine geringere Belastung des Bedienungspersonals mit gefährlichen Prozessbadbestandteilen zur Folge hat.
Abfallvermeidung durch Einsatz einer neuen Vorbehandlungstechnik in Feuerverzinkereien für Stückverzinkung
Durch eine getrennte Säurewirtschaft fallen in der neuen Anlage reine eisen- bzw. zinkhaltige Abfallbeizen an, die als Rohstoffe eingesetzt werden können. Durch ein dynamisches Reinigungsverfahren konnte die Salzsäurekonzentrationen in der Entfettung und der Beize gesenkt werden. Daraus ergeben sich geringere Verschleppungsraten in Folgebädern sowie geringere Chlorwasserstoff-(HCl)-Emissionen. Die Abgase der Beizbäder und Verzinkungsbäder werden erfasst und gereinigt. Die staubförmigen Emissionen im gereinigten Abgas erreichen nur 1/25 der zulässigen Obergrenze von 10 mg/cbm, bei Cadmium liegen sie sogar unterhalb der Nachweisgrenze von 0,0002 mg/cbm
mehr…>
Quelle:
Umweltbundesamt (UBA)
Schlagwörter:
Verzinkung, Abfallvermeidung, Rohstoffrückgewinnung, Industriechemikalien
Alle Schlagwörter
, Oberflächenbehandlung, Reinigungsverfahren, Recycling, Beizmittel, Schwermetallgehalt, Säure, Entfettung, Beizerei, Metallindustrie, Vorbehandlung, Abgasreinigung, Filterstaub, Abfallverwertung, Abwasserminderung, Wirtschaftlichkeit
Abfallverminderung durch Einsatz rotierender Membranfilter bei der Oberflächenbehandlung von Metallen
Im Rahmen des Projekts wurden bei einem Unternehmen zwei neuartige Filtrationsanlagen mit rotierenden Membranen, sogenannte Tubular-Rotorfilter (TRF), installiert, um aus den vorbehandelten Abwässern die organischen Bestandteile und die Fällungsprodukte abzufiltern. Dadurch konnte auf die früher eingesetzten Flockungsmittel völlig verzichtet und die anfallende Schlammenge um über 90 % verringert werden. Die Investitionen für die TRF-Anlagen amortisieren sich in weniger als 2 Jahren.
In einem neu errichteten Galvanikbetrieb mit Schwerpunkt Verzinken werden abwasser- und abfallminimierende Maßnahmen unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit eingeführt. Aus den zinkhaltigen Galvanikschlämmen konnten monometallische Schlämme erzeugt werden, die als Sekundärrohstoff verwertet werden können. Mit der Einführung einer getakteten Spültechnik und Rückführung des Spülwassers in die Aktivbäder konnte die Abwassermenge reduziert werden.
mehr…>
Quelle:
Umweltbundesamt (UBA)
Schlagwörter:
Galvanoabfall, Industrieschlamm, Recycling, Wasserwiederverwendung
Alle Schlagwörter
, Abwasserminderung, Entfettung, Mikrofiltration, Umkehrosmose, Eindampfung, Ionenaustauscher, Elektrolyse, Regeneration, Spülwasser, Pastöser Abfall, Abfallverwertung, Abfallminderung, Sekundärrohstoff, Galvanotechnik, Oberflächenbehandlung, Verzinkung, Industrieabwasser, Abwasserbehandlung
Durch die Substitution einer CKW-Entfettungsanlage durch ein wässriges System wurden die Abfall- und Chemikalienmengen reduziert sowie ein Abwasserfreier Betrieb erreicht. Die gute Reinigungsleistung wurde durch den Einsatz eines emulgierenden, schwach alkalischen Reinigers erreicht. In einer "Recofloat-Anlage", eine Kombination aus Elektrokoagulation und Mikrofiltration, wurde die Waschlauge kontinuierlich gereinigt, so dass der Ölgehalt auf Konzentrationen < 10 mg/l gehalten wurde. Das Spülwasser wurde mit dem "Acofloat-Verfahren", eine Kombination aus Elektrokoagulation, Mikrofiltration und Umkehrosmose, aufgearbeitet, so dass es in der Qualität vollentsalztem Wasser entspricht und wieder eingesetzt werden kann.
mehr…>
Quelle:
Umweltbundesamt (UBA)
Schlagwörter:
Entfettung, Reinigungsmittel, Brauchwasser, Wasseraufbereitung
Alle Schlagwörter
, Koagulation, Mikrofiltration, Umkehrosmose, Membranfiltration, Reinigungsleistung, Spülwasser, Eindampfung, Verfahrensvergleich, Verfahrenskombination, Chlorkohlenwasserstoff, Wasserwiederverwendung, Abwasserminderung, Abfallminderung, Oberflächenbehandlung, Reinigungsverfahren
Kategorien:
In einer neu entwickelten Vakuumbeschichtungsanlage ersetzt ein plasmagestütztes und vakuumtechnisches Verfahren die chemische Nassveredelung der Oberflächen (eloxierte Aluminiumbänder). Durch das angewendete PVD-Verfahren wurde der Verbrauch von Säuren und somit das Aufkommen ihrer umweltbelastenden Reststoffe auf Null gesenkt; der Energiebedarf wurde um 85% reduziert. Da die Dampferzeugung per Gas vollständig entfiel, senkte sich auch der Frischwasserverbrauch erheblich. Eine erhöhte Beschichtungsgeschwindigkeit führte zu kürzeren Poduktionszeiten. Die hergestellten Aluminiumbänder haben Reflexionswerte bis zu 95%.
mehr…>
Quelle:
Umweltbundesamt (UBA)
Schlagwörter:
Oberflächenbehandlung, Aluminium, Beschichtung, Materialeinsparung
Alle Schlagwörter
, Energieeinsparung, Wassereinsparung, Abfallminderung, Reststoff, Schadstoffminderung, Abwasserminderung, Abfallvermeidung, Stoffliche Verwertung, Wirtschaftlichkeit
Kategorien:
Die Aufarbeitung kann in Abhängigkeit von der Art und Zusammensetzung der Lackschlämme unterschiedlich sein. Im Wesentlichen aber werden die Koagulate entwässert, dann gelöst oder dispergiert, sowie von groben Verunreinigungen befreit und mittels Tellerzentrifuge in eine Bindemittelphase und Pigmentpaste getrennt. Bindemittelphase und Pigmentpaste können durch entsprechende Formulierungen in Neulacke umgewandelt bzw. als Rohstoffe zur Lackherstellung eingesetzt werden. Die besten Ergebnisse wurden bei der Aufarbeitung von sorten- und farbreinen Lackkoagulaten erzielt. Die Schlechtesten bei Mischkoagulate verschiedener Harztypen und Farbtöne.
mehr…>
Quelle:
Umweltbundesamt (UBA)
Schlagwörter:
Lack, Farbenindustrie, Recycling, Recyclingprodukt
Alle Schlagwörter
, Rohstoff, Sekundärrohstoff, Koagulation, Spritzlackiererei, Rückstandsverwertung, Stoffliche Verwertung, Schlamm, Aufbereitungstechnik
Aufklärung der rheologischen Eigenschaften von Pulverlacken in Abhängigkeit von der chemischen Struktur der Filmbildner und der Morphologie der Pulverpartikel zur Verbesserung des optischen Eigenschaftsprofils
Es wurden Grundlagenforschungen betrieben um festzustellen, ob sich mit Pulverlacken geringer Schichtdicke optisch gleichwertige Oberflächen wie mit Beschichtungen auf der Basis lösemittelhaltiger Systeme und Wasserlacken herstellen lassen. Ferner wurde an Hand einer Prototypanlage nachgewiesen, das Polymerschmelzen mittels Ultraschall-Stehwellen zerstäubt werden können.
mehr…>
In Klein- und Mittelbetrieben der lackverarbeitenden Industrie entstehen durch manuelle Arbeitsweise und der Verarbeitung kleiner Losgrößen unterschiedlichster Lackmaterialien z.T. erhebliche Lack- und Lösemittelverluste. Im Rahmen des Projektes wurde eine teilautomatisierte Farbwechsel-Pilotanlage aus System-Komponenten, die in der Großserienlackierung im Automobilsektor eingesetzt werden, an die Bedürfnisse kleinerer Lackierereien zur Optimierung der Lackversorgung und zur Minimierung des Reinigerverbrauchs bei Farbwechseln angepasst.
