Die letzten 15 Jahre zeigen sowohl starke Wachstumsphasen der Weltwirtschaft als auch verschiedene Wirtschaftskrisen. Der anhaltende wirtschaftliche Aufschwung in Asien und den so genannten Schwellenländern beeinflusst durch den damit einhergehenden steigenden Bedarf an den Rohstoffen nicht zuletzt auch einen steigenden Goldpreis. Ebenso trägt auch die Finanz- beziehungsweise Bankenkrise zu dem anhaltend hohen Goldpreis bei.
Auf einen Blick
Trotz hohem Goldpreis, lassen sich die Kostensteigerungen für den Kunden zum Teil beschränken. Dies setzt für die Hersteller der Bauteile ein Gespräch mit dem Kunden über die Anforderungen an die gewünschte Oberfläche voraus. Hier zählen Schichtstärke und der minimale Beschichtungsbereich. Im Produktions- und Montageprozess kann es ebenfalls Rationalisierungsmöglichkeiten geben. Eine Umstellung auf Bandgalvanik-Verfahren kann sinnvoll sein.
Ein europäisches, hausgemachtes Problem sind die Zahlungsschwierigkeiten in einigen EU-Mitgliedsländern. Diese Unsicherheitsfaktoren tragen nicht gerade zu einer positiven Grundstimmung und Zuversicht bei. In der Summe führt dies zunehmend zu Problemen bei der Preisgestaltung von vergoldeten Kontakten und Steckverbindern. Die Kosten für den Edelmetallanteil am fertigen Produkt erhöhen sich hierdurch deutlich. Dies lässt sich durch Kompensation in anderen Bereichen nicht abfangen. Während die Bauteilehersteller mit den Galvaniken die verbrauchte Goldmenge nach dem aktuellen Tagespreis verrechnen, ist diese Form der Verrechnung des Goldanteiles von Steckverbindern an deren Kunden so nicht üblich. Die Steckverbinderhersteller versuchen, die notwendige Preiserhöhung in entsprechenden Abständen weiterzugeben. Dies gelingt jedoch nur unzureichend. Ein anderer Weg besteht darin, durch mögliche Einsparungen in der Fertigung, mittels geeigneter Rationalisierungsmaßnahmen, die Kostenerhöhung zumindest teilweise aufzufangen. Effektiv kann es sein, die benötigte Goldmenge durch gezieltes Beschichten zu reduzieren. Die Voraussetzung dafür ist die Kenntnis der genauen Lage des Kontaktpunktes mit dem Gegenkontakt. Davon ausgehend lässt sich der notwendige Kontaktbereich zielgerichtet definieren, um so eine unnötige Beschichtung an darüber hinausgehende Bereiche zu vermeiden.
Bild 1: Eine Schüttguttrommel für Kleinteile beim Trommelgalvanik-Verfahren.Fischer Elektronik
Dies alles verstärkt die Forderung, mit Edelmetallen, insbesondere mit Gold, so sparsam umzugehen wie nur eben möglich. Das bedeutet, Gold nur genau dort zu platzieren, wo es benötigt wird und auch nur so viel davon zu verwenden, wie für den Anwendungsfall nötig ist. Das lässt sich mit den in den letzten Jahren immer weiter entwickelten Möglichkeiten der Galvano-Technik, insbesondere der Bandgalvanik gut realisieren.
Schüttgut: Trommelgalvanik-Verfahren
Bild 2: Ein Querschnitt von typischen Schüttgutteilen für die Trommelgalvanik.Fischer Elektronik
Ein verbreitetes Verfahren ist die Trommelgalvanik. Die galvanisch zu beschichtenden Bauteile gelangen als Schüttgut in eine rotierende Trommel (Bild 1). Eine hohe Oberflächenvielfalt umfasst Nickel, Kupfer, Zinn, Silber, Gold, verschiedene Legierungen und andere. Bei den Edelmetallen lässt sich eine Einsparung vorwiegend über das Reduzieren der Schichtstärke erzielen (Bild 2). Vereinzelt bietet man schon für Schüttgutteile eine selektive Vergoldung an. Das bedarf jedoch einer geeigneten Teilekontur. Die Teile führt man über Schwingförderanlagen zu; sie müssen allerdings die entsprechende Eignung dafür aufweisen. Die Anlagen sind in der Regel spezielle auf entsprechend geeignete Kontakte abgestimmt, die man dann in hohen Stückzahlen fertigt.
Stanzbänder und Gurtware: Bandgalvanik-Verfahren
Neben Trommelgalvaniken hat sich in den vergangenen zwei bis drei Jahrzehnten verstärkt die Bandgalvanik etabliert. Bei diesen Anlagen, die gewöhnlich eine Baulänge von 40 Metern und mehr aufweisen, sind die erforderlichen Reinigungs-, Vorbehandlungs- und Beschichtungsbäder hintereinander angeordnet. Im Durchlaufverfahren werden die Stanzbänder und gegurtete Ware wie Kontaktstifte, Vollbänder, etc., dann in den möglichen Oberflächen galvanisch beschichtet. Die Anlage besteht aus einzelnen Veredlungszellen; zugehörigen Vorratsbehälter im Umlaufverfahren versorgen sie mit dem Elektrolyt.
Bild 3: Ein Querschnitt von verschiedenen Band- und Gurtstreifen für die Bandgalvanik.Fischer Elektronik
In den einzelnen Zellen stellt sich dann die gewünschte Pegelhöhe ein. Die Bandlaufgeschwindigkeit, die Stromstärke, und die Badfließgeschwindigkeit bestimmen die Güte der Veredelung. In der Bandgalvanik-Technik haben sich verschiedene Verfahren etabliert. Diese richten sich nach der zu beschichtenden Produktart und ihren Formen aus. Einzelne Galvanobetriebe haben eigene, patentierte Verfahren entwickelt, um den Wunsch der Kunden nach minimalem Edelmetallverbrauch zu erfüllen (Bild 3).
- Eintauch-Verfahren: Beim Eintauch-Verfahren kann man Bänder vollflächig wie auch selektiv beschichten. Daneben lassen sich auf speziellen Trägergurten befindliche Kontakte selektiv beschichten. Dies kommt der Einsparung von Edelmetallen wie Gold oder Silber entgegen.
- Brushtechnik-Verfahren: Ein weiteres edelmetallsparendes Verfahren ist das Brush-Verfahren. Mittels eines Titankörpers, dessen Oberfläche mit einem speziellen Vlies bestückt ist, lässt sich das Elektrolyt aus dem Vorratsbehälter auf die Brush-Oberfläche pumpen und das Vlies benetzen. Der zu veredelnde Artikel wird präzise über die Brush-Oberfläche geführt und die gewünschte Kontaktfläche mit dem Elektrolyt benetzt. Gut einsetzbar ist dies Verfahren bei einseitigen Kontaktstellen, wie Kontaktfedern.
- Jetplating-Verfahren: Ein spezieller Typ der Bandgalvanik ist das Jetplating-Verfahren. Aus einem Vorratsbehälter wird der Elektrolyt durch Düsen auf den gewünschten Kontaktbereich gepumpt. Verwendung findet dieses Verfahren bei Kontakten, die sich nicht mit den gängigen Selektiv-Verfahren veredeln lassen, wie für doppelseitige Federkontakte.
- Spottechnik-Verfahren: Für größtmögliche Edelmetalleinsparungen und feinste Abgrenzung der Veredelung bietet sich das Spottechnik-Verfahren an. Die nicht zu veredelnde Fläche wird mit einer speziellen Beschichtung mittels eines Spezialdruckkopfs abgedeckt. Nach dem Trocknen der Beschichtung lässt sich das Band im Tauchtiefe-Verfahren beschichten und die Abdeckung entfernen. Ein ähnliches Verfahren findet zur selektiven Streifen-Beschichtung von Bändern Verwendung. Hierzu wird eine chemisch beständige Klebefolie auf die Bandoberfläche im nicht zu veredelnden Bereich geklebt und nach dem Tauchtiefe-Verfahren wieder entfernt. In den einzelnen Galvanobetrieben gibt es hierzu unterschiedliche Verfahren.
- Radtechnik-Verfahren: Bei der Rad-Technik für selektive Beschichtung führt man die zu beschichtenden Materialien über ein rotierendes Rad, welches in einen Elektrolytbehälter eintaucht. Durch die in Feinführungen mitlaufenden Abdeckmasken wird die genaue Beschichtungszone definiert.
Im Prozess Kosten reduzieren
Durch das Umstellen von Trommel- auf Bandgalvanik entsteht eine Kostenreduzierung nicht nur bei der Vergoldung. Bei konsequentem Betrachten der Prozesskette für den Bereich der Montage der vergoldeten Teile, lässt sich auch hier in der Regel durch Automatisierung eine weitere Einsparung erreichen. Die bereits lagedefinierte Position des Bauteiles am Stanzstreifen oder im Gurt vereinfacht wesentlich das Zuführen des Bauteiles im Montageprozess.
Die entsprechenden Montageautomaten transportieren die Trägerstreifen oder die Gurte, an denen die Bauteile hängen, mittels einer definierten Lochreihe. Das Entnehmen erfolgt beim Stanzstreifen durch Ausstanzen und beim Gurt durch Ausdrücken. Dies trägt wesentlich zu einer besseren und konstanten Qualität der Produkte bei, da an dieser Stelle eine hundertprozentige Kontrolle über Bildüberwachung im laufenden Montageprozess möglich ist. Eine solche Automatisierung erfordert nur einmalige Umstellungskosten. Das dadurch eingesparte Edelmetallvolumen wird der Kalkulation und der Preisbildung entzogen und die Schwankungsbreite reduziert sich spürbar.
Gerhard Brüser
(rao)
