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Galvanische Oberflächenveredlung Worauf kommt es beim Kauf einer Galvanikanlage an?

Autor / Redakteur: Klaus Vollrath / Anke Geipel-Kern

Galvanikanlagen zum Aufbringen dekorativer oder funktioneller metallischer Oberflächenschichten auf Bauteile aus Kunststoffen oder Metallen sind Hightechanlagen. Worauf sollte der Käufer eine Galvanikanlage achten? .

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Komplettanlage mit 17 Stationen für das galvanische Vernickeln
Komplettanlage mit 17 Stationen für das galvanische Vernickeln
(Bild: Klaus Vollrath)

Im Verlauf der letzten rund 40 Jahre haben weit mehr als tausend Galvanik-Anlagen für eine Vielzahl industrieller Einsatzbereiche ausgeliefert. Dennoch dürfte es schwer fallen, darunter mehr als vielleicht eine Handvoll identischer Ausführungen zu finden“, erläutert Pierre-André Schopfer, CEO der STS Industrie AG in Yvonand (Schweiz).

Das Unternehmen hat sich auf Anlagen für die galvanische Oberflächenveredelung spezialisiert. In diesen kommt eine breite Palette chemischer bzw. elektrochemischer Prozesse zum Einsatz, um Bauteile aus unterschiedlichsten Metallen mit funktionalen oder dekorativen Oberflächenbeschichtungen zu versehen. Mithilfe des Verfahrens lassen sich Beschichtungen aus Standardmetallen wie Kupfer, Nickel, Zinn oder Chrom ebenso realisieren wie solche aus Edelmetallen wie Silber, Gold oder Rhodium.

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Charakteristisch für diese Prozesse ist eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Badbehandlungen, wozu neben den eigentlichen Beschichtungsbädern noch zahlreiche vorbereitende oder zwischengeschaltete Entfettungs-, Reinigungs- und Spülbehandlungen gehören. Eine Komplettbehandlung kann daher ohne weiteres den Durchlauf der Teile durch mehr als 20 unterschiedliche Bäder beinhalten. Ziel der Behandlung ist hierbei eine gleichmäßige Beschichtung ohne sichtbare Fehlstellen. Darüber hinaus muss die Beschichtung noch kundenspezifischen Qualitätskritereien genügen.

Die Kunst, chemische Prozesse zu beherrschen

„Eine gute Anlage allein bietet noch lange keine Gewähr für die Erzielung guter Ergebnisse: Man muss darüber hinaus auch die Chemie der Bäder beherrschen“, ergänzt Claude Gmünder, Vertriebsleiter von STS Industrie. Die Funktion solcher Bäder hängt nicht nur von ihrer ursprünglichen Zusammensetzung ab, sondern darüber hinaus von der ständigen und sehr genauen Überwachung zahlreicher Parameter wie der Temperatur, dem pH-Wert, der Konzentration der wichtigsten chemischen Bestandteile sowie eventueller Verunreinigungen, die z.B. aufgrund unzureichender Zwischenreinigung aus vorangegangenen Bädern eingeschleppt werden könnten.

Um seinen Kunden eine optimale Funktion der Anlagen zu ermöglichen, richtet STS Industrie seine Realisierungsstrategie jeweils an deren individuellen Bedürfnisse aus. Hierbei berücksichtigt man auch Erfahrungen aus der Vergangenheit, als die Firma einem bedeutenden Produzenten der chemischen Industrie gehörte.

Dieser versuchte, auf die Kunden Druck auszuüben, damit diese die von ihm erzeugten Chemikalien einsetzten. Das allerdings erwies sich auf einem Markt, auf dem eine Vielzahl von Anbietern mit zahlreichen speziell entwickelten und jeweils unterschiedlichen Lösungen agiert, als Hemmnis für die Aufrechterhaltung positiver Kundenbeziehungen.

Nach der Trennung von dieser Muttergesellschaft entschied sich STS Industrie für eine differenziertere und besser an den individuellen Kundenbedürfnissen ausgerichtete Vorgehensweise. Falls der Kunde bereits über ausreichendes Knowhow bezüglich der Auswahl und Pflege seiner Badchemie verfügt, so überlässt man ihm die Festlegung der von ihm bevorzugten Konfiguration.

Falls er jedoch diesbezüglich über keine ausreichenden Erfahrungen verfügt und den für den Aufbau entsprechender Kompetenzen zur Problemlösung erforderlichen personellen Aufwand scheut, so empfiehlt man dem Kunden geeignete Lieferanten aus einem Netzwerk bewährter Partner. Die letztlich realisierte Lösung entsteht dann im Rahmen einer engen Zusammenarbeit zwischen dem Kunden, STS Industrie und dem betreffenden Chemielieferanten. Bei der konkreten Auslegung der Anlage berücksichtigt STS dann die Empfehlungen des Chemielieferanten, um die hierfür optimale Konfiguration zusammenzustellen.

Weitgehende Modularisierung

„Daraus folgt zwangsläufig, dass wir bei so gut wie jedem Auftrag sozusagen einen Maßanzug liefern müssen“, sagt P.-A. Schopfer. Um dennoch wettbewerbsfähig zu bleiben, entschied man sich dafür, die gesamte Anlagentechnologie soweit wie möglich zu modularisieren. Das hat den Vorteil, dass die einzelnen Module jeweils für sich funktionsfähig sind und problemlos montiert sowie untereinander kombiniert werden können.

Nahezu alle Komponenten wie Gestell, Behälter, Elektronik, Sensoren, Transportsystem, Verrohrung, Magnetventile sowie Entlüftung sind leicht austauschbar und können in unterschiedlichsten Konfigurationen neu kombiniert werden. Natürlich sind hierbei bestimmte Rahmenbedingungen einzuhalten. So bestimmen beispielsweise die Eigenschaften der Badflüssigkeit die Materialwahl für bestimmte Komponenten wie Behandlungs- oder Speicherbehältnisse, wobei neben Edelstahl auch diverse Kunststoffe wie PP, PVDF oder PVC Verwendung finden können.

Ein praktisch erfahrbarer Nachweis für die Vorteile dieser Modularität fand sich zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Reportage in der Montagehalle von STS Industrie: Eine komplett in ihre Module zerlegte Galvaniklinie, die im Jahre 2011 an einen Kunden geliefert worden war, der zu einer größeren Firmengruppe gehörte.

Aufgrund einer Neuordnung der Geschäftsstrategie war die Anlage dort nie zum Einsatz gekommen. Sie wurde jetzt zurückgekauft, um aus den Basismodulen sowie weiteren Komponenten eine anders konfigurierte Anlage für einen anderen Kunden herzustellen. In Übereinstimmung mit der STS-Geschäftsphilosophie ergab sich hieraus letztlich eine Win-Win-Situation, von der STS ebenso einen Vorteil hatte wie beide Kunden. Zudem ermöglicht diese Modularität die Realisierung sehr kompakter Lösungen z.B. bei besonders beengten Platzverhältnissen.

Als anschauliches Beispiel für diese Möglichkeiten kann die Reinigungs-/Entfettungsstation (Nr. 17) der Vernickelungsanlage dienen, die sich zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Reportage gerade im Aufbau befand. Die oben angeordnete Behandlungswanne ist mit drei getrennten Vorratsbehältern (Nr. 17A, 17B und 17C) verbunden, die sich in der unteren Etage der Station befinden. Die drei aufeinanderfolgenden Behandlungsschritte laufen so ab, dass für jeden Schritt das zugehörige Bad von unten hochgepumpt und nach Beendigung der jeweiligen Behandlung durch Öffnen des Ablassventils wieder in den zugehörigen Behälter zurückfließt.

Anschließend erfolgt der nächste Behandlungsschritt in gleicher Weise. Nach Abschluss der dritten Behandlung geht es weiter zur nächsten Station. So lassen sich drei Reinigungsbehandlungen in ein und derselben Station durchführen. Ohne diesen Trick wäre es nicht möglich gewesen, die Anlage unter den extrem beengten Platzverhältnissen bei diesem Kunden unterzubringen.

Flexibilität bezüglich des Behandlungsguts

„Bei der galvanischen Beschichtung wird das zu behandelnde Gut meist auf speziell hierfür angefertigte Gestelle gesteckt, fallweise erfolgt die Behandlung aber auch als Schüttgut in rotierenden Trommeln“, erläutert C. Gmünder. Letzteres empfiehlt sich vor allem bei kleineren Bauteilen. Die Behandlung in Trommeln hat jedoch Nachteile mit Blick auf die Einheitlichkeit der aufgebrachten Schicht, da sich die Teile in der Trommel beim Umwälzen gegenseitig beschädigen können und der Schichtaufbau ungleichmäßig erfolgt.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat STS mehrere Alternativen zur Trommelbehandlung entwickelt, darunter ein Vibrations-Umwälzverfahren in Körben mit der Bezeichnung Vibarrel.

Die entsprechende Einheit wird mitsamt dem zugehörigen Antriebssystem von einem Behälter zum nächsten transportiert. Das Verfahren bietet entscheidende Vorteile: Die Teile verteilen sich gleichmäßig über die zur Verfügung stehende Fläche des Korbs, die sehr sanfte Vibrationsbewegung vermeidet Beschädigungen selbst bei sehr empfindlichen Teilen und der Schichtaufbau erfolgt sehr gleichmäßig, wodurch beispielsweise der Verbrauch von teuren Edelmetallen verringert wird. Zudem verbessert sich auch der Schichtaufbau in Löchern bzw. Bohrungen.

Eine breite Auswahl an Verfahren und Varianten

„Die hier aufgeführten Beispiele repräsentieren nur einen kleinen Ausschnitt aus einer noch viel breiteren Palette von Lösungen, die wir unseren Kunden vorschlagen können“, bekräftigt P.-A. Schopfer. Der entscheidende Aspekt beim Knowhow von STS Industrie ist die Flexibilität, mit der man teils selbst entwickelte Lösungen, teils solche, die von einem umfassenden Netzwerk externer Partner beigesteuert werden, zu umfassend personalisierten Anlagen kombinieren kann.

Eine automatisierte Galvanikanlage kann man nicht einfach nach Katalog verkaufen, sie wird sorgfältig nach Maß zusammengestellt. Auf der Grundlage eines Lastenheftes erfolgt zunächst eine intensive Diskussion zwischen den Spezialisten des Kunden mit denen von STS, je nach Erfordernissen auch unter Einbezug von Fachleuten eines oder mehrerer von STS vorgeschlagenen und vom Kunden akzeptierten zusätzlichen Projektpartnern.

Diese Vorgehensweise ermöglicht es den verschiedenen Lieferanten, sich auf ihre jeweiligen Kernkompetenzen zu konzentrieren, statt sich an Aufgabenstellungen zu verzetteln, die von anderen besser gelöst werden könnten. In diesem Rahmen agiert STS als eine Art Drehscheibe bei der Zuordnung der Zuständigkeiten, wobei man sich auf das eigene umfassende Knowhow stützt, um Projekte jeglicher Größenordnung erfolgreich zum Abschluss zu bringen.

Qualität

„Ein weiterer Aspekt, auf den wir großen Wert legen, ist ein sehr hohes Qualitätsniveau unserer Anlagen“, setzt C. Gmünder hinzu. Da die Ausrüstung in einem häufig stark korrosiven Umfeld funktionieren muss, legt man grossen Wert auf eine sorgfältige Auswahl der Materialien und der verwendeten Komponenten. Die gleichen Rahmenbedingungen gelten selbstverständlich auch für die Technologien, die für die Kontrolle der Prozesse zum Einsatz kommen.

STS Industrie sieht sich in der Pflicht, das Vertrauen, das ihnen ein Kunde schenkt, durch eine deutlich über dem Branchendurchschnitt liegende Lebenserwartung der gelieferten Anlage sowie ein vertretbares Niveau der Wartungs- und Servicekosten zu rechtfertigen.

Ein weiterer Aspekt betrifft die Zukunftsfähigkeit der Ausrüstung mit Blick auf den ständigen technischen Fortschritts. Die Automationssysteme entsprechen sowohl den heutigen als auch den derzeit abschätzbaren künftigen Anforderungen wie der Kompatibilität mit ERP- und Industrie 4.0-Konzepten und verfügen über alle hierfür erforderlichen Schnittstellen.

Komplett-Support

„Mit Blick auf den Kundendienst sind im Laufe der Zeit noch weitere Gesichtspunkte mehr und mehr in den Vordergrund gerückt“, erklärt P.-A. Schopfer. Im Vordergrund stehen hierbei auf der einen Seite die Einhaltung von Vorschriften zum Arbeits-, Gesundheits- und Umweltschutz und auf der anderen Seite die für den Zugang zu bestimmten Schlüsselmärkten wie z.B. den Medizintechnikbereich erforderlichen Zertifizierungen.

Hierzu ist festzustellen, dass insbesondere im Bereich des Umweltschutzes die Vorschriften immer komplizierter werden und sich von Land zu Land teils gravierend unterscheiden. Deshalb legt STS Industrie großen Wert darauf, seine Anlagen mit Abluft- und Abwasserbehandlungssystemen auszustatten, welche allen Anforderungen gerecht werden. Mit Blick auf die im Rahmen des Anlagenbetriebs anfallenden Abfallstoffe stützt man sich auf ein engmaschiges Netzwerk örtlicher Spezialisten, die mit den jeweils vor Ort geltenden Vorschriften bestens vertraut sind.

Last but not least entspricht es auch der Geschäftsphilosophie von STS, dem Kunden im Verlauf der verschiedenen Phasen der Validierung und Inbetriebnahme der Anlage zur Seite zu stehen. Dabei agiert man in Übereinstimmung mit den in den von den URS (user requirement specifications) definierten Vorgaben.

* Klaus Vollrath ist Inhaber des Redaktionsbüros Vollrath in Aarwangen

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