«Die Möglichkeit der galvanischen Beschichtung von Magnesium eröffnet dem Automobildesigner ganz neue Freiheitsgrade», berichtet Werner Beneken, geschäftsführender Gesellschafter der HDO Druckguss- und Oberflächentechnik GmbH in Paderborn. Nach mehrjähriger Entwicklungsarbeit verfüge das Unternehmen jetzt als weltweit erstes über eine prozesssichere Technologie für die Veredelung von Magnesium mit hochwertigen galvanischen Oberflächenbeschichtungen.
Interessante Alternative
Mit diesem Durchbruch steht dem Entwickler eine hoch willkommene neue Werkstoffvariante
als Alternative zu
metallisierten Kunststoffen zur Verfügung. Im Vergleich zu diesem etablierten
Material hat das Magnesium
entscheidende Vorteile: Seine mechanischen Kennwerte wie etwa die Festigkeit
und der Elastizitätsmodul sind
wesentlich höher.
Bei galvanisch beschichtetem Magnesium sind durch die Metall-Metall-Bindung
Haftfestigkeit und
Temperaturbeständigkeit des Überzugs deutlich höher als bei
galvanisch beschichteten technischen Kunststoffen.
Zudem sind solche Magnesiumteile in der Herstellung inzwischen teilweise kostengünstiger
als solche aus
galvanisierten Kunststoffen. Magnesiumbauteile werden im Druckgießverfahren
hergestellt. Damit steht dem
Konstrukteur auch die Möglichkeit der Konzipierung von tragenden Strukturbauteilen
mit edlem, hochglänzendem
Oberflächendekor offen.
Vorteile des Magnesiums
«
Entscheidender Doppelvorteil des Magnesiums ist die Kombination von hoher Festigkeit
bei geringem Gewicht»,
ergänzt Bernhard Happe, Leiter Vertrieb und Entwicklung bei HDO. Für
den Automobilentwickler, der einem ständigen
Zwang zur Verringerung des Gewichts unterliegt, ist dies ein ganz wesentliches
Kriterium. Als leichtestes,
großtechnisch verwendetes Metall wiegt Magnesium nur 1,74 g/cm3. Ganz
besonders attraktiv ist dies für Teile im
oberen Bereich des Fahrzeugs, da hier möglichst wenig Masse gefragt ist,
um den Fahrzeugschwerpunkt tief zu halten.
Hinzu kommt, dass Magnesium hervorragend gießbar ist, sodass selbst sehr
komplexe und auch großflächige Teile mit
dünnen Wänden problemlos hergestellt werden können. Im Vergleich
mit Kunststoffen zeichnet es sich zudem durch überlegene Festigkeit aus.
Mechanisch hoch beanspruchte Strukturen wie beispielsweise Handgriffe im Dachbereich
können mit Magnesium in Abmessungen hergestellt werden, an die mit Kunststoff
gar nicht zu denken wäre. Dies
kommt auch neuen Trends wie etwa dem zur Integration von Ablagefächern
im Dachbereich sehr entgegen.«
Auch unter Kostengesichtspunkten ist Magnesium sehr attraktiv», verrät
Happe. Bei Preisvergleichen sei wichtig zu
beachten, dass ein Magnesiumteil in der Regel deutlich dünnwandiger und
damit oft auch leichter ausgeführt werden
könne als ein Kunststoffteil gleicher Stabilität. Noch attraktiver
werde Magnesium, wenn die aufgrund der
hervorragenden Rezyklierbarkeit geringen Entsorgungskosten berücksichtigt
werden.
Vormarsch ins Interieur
«
Bei Strukturteilen hat sich Magnesium im Auto bereits rasant ausbreiten können»,
weiß Heinz Herberhold, Leiter der
Prozesstechnik bei HDO. Schon seit Jahren bewähre sich Magnesiumguss in
Sitzgestellen, Türmodulen,
Schalthebelkonsolen oder Armaturenbretthalterungen. Bei Sichtteilen habe es
bisher jedoch aufgrund der nicht
dekorativen Oberfläche nur wenige Einsatzmöglichkeiten gegeben.
Mit dem erzielten Durchbruch stehe dem nützlichen Konstruktionswerkstoff
jetzt auch ein «Karrieresprung» in die
Domäne der Design-Elemente mit edler Hochglanzoberfläche offen. Besonderheit
der jetzt vorgestellten Entwicklung
sei dabei nicht etwa, dass Magnesium überhaupt galvanisiert werden kann:
Dies sei im Labormaßstab schon früher
durchgeführt worden, doch habe sich dieser Prozess in der Praxis als ziemlich
störanfällig erwiesen. Genau dieser Punkt
sei das Entscheidende an der neuen Entwicklung: HDO verfügt jetzt über
eine Prozesstechnologie, mit deren Hilfe die
Anforderungen der Automobilindustrie sowohl bezüglich der Losgrößen
als auch hinsichtlich Prozesssicherheit voll
erfüllt werden können. Dies sei vor allem durch den Vorteil der HDO
begründet, alle Prozesse selbst zu betreiben und
dadurch erfolgreich steuern zu können.
Galvanischer Glanz
«
Zu den wesentlichen Verfahrensschritten gehören unter anderen eine wässrige
Entfettung als Alternative zur häufig
eingesetzten Behandlung mit organischen Lösungsmitteln sowie eine spezielle
Aktivierungsbehandlung», verrät
Herberhold. Der Übergang zwischen Entfettungs- und Aktivierungsstufe erfolgt
dabei «nass in nass».
Bei der Aktivierungsbehandlung wird die Oberfläche von störenden
Oxidschichten befreit. Anschließend wird eine
hauchdünne Metallschicht aufgebracht, die die Reaktivität der hoch
sauerstoffaffinen Magnesiumoberfläche so weit
herabsetzt, dass sie sich nicht sofort wieder mit einer Oxidschicht «abschottet».
Damit sind die Teile bereit für die weitere Reise durch die große
vollautomatische Galvanikanlage der HDO GmbH, die
aus insgesamt 150 Tauchbecken mit jeweils zwischen 4000 und 8000 L Inhalt
besteht. In weiteren Schritten werden
zunächst Kupfer-, Nickel- und abschließend Chromschichten abgeschieden.
Bei Teilen, die statt mit Chrom mit anderen
Metallen wie zum Beispiel Ruthenium oder Palladium überzogen werden sollen,
erfolgt das Aufbringen der jeweiligen
Deckschichten in separaten Anlagen.
Prozesskette entscheidet
Das eigentliche Geheimnis des Erfolgs der HDO liegt gemäss Happe nicht
nur in der Rezeptur für dieses oder jenes
Galvanikbad, sondern in der sorgfältigen Abstimmung aller Einzelschritte
der Prozesskette. Eine einwandfreie
Oberflächenqualität stehe oder falle schon mit den richtigen Parametern
beim Giessprozess. Dort könne es
beispielsweise zu Fehlern kommen, die beim Rohgussteil nicht zu sehen sind,
jedoch am galvanisierten Teil äusserst
unschön ins Auge fallen. Auch das Schleifen und Polieren seien wesentliche
Prozessschritte, die erheblichen Einfluss
auf Erfolg oder Misserfolg der galvanischen Beschichtung haben.
Wer etwa versuchen wolle, Magnesiumgussteile irgendwo im Lohnauftrag billigst
giessen, schleifen, polieren und
beschichten zu lassen, werde früher oder später unangenehme Überraschungen
erleben. Das entscheidende Know-how
liege in der ganzheitlichen Optimierung aller wesentlichen Prozessschritte.
Deshalb legt man bei HDO grossen Wert
darauf, alle für den Erfolg massgeblichen Prozesse im eigenen Hause durchzuführen.