Verchromungsanoden werden aktuell mit Verfahren hergestellt, mit denen sich nur einfache Anodenformen erzeugen lassen. Dies führt dazu, dass nur Bauteile mit wenig komplexen Geometrien verchromt werden können. Die Neue Materialien Bayreuth GmbH entwickelt gemeinsam mit einem Partner eine Lösung, um hier Abhilfe zu schaffen.
Kennzeichen der aktuell bei der Verchromung verwendeten Anoden sind deren einfachen Geometrien sowie häufig zudem eine Beschichtung mit Edelmetallen. Dies beschränkt zum einen die Anwendungsmöglichkeiten dieser Oberflächenveredelung und ist zum anderen mit entsprechend hohen Komponentenkosten verbunden. Vor diesem Hintergrund verfolgen die Partner Neue Materialien Bayreuth GmbH und surface plating technology GmbH (S.P.T.) gemeinsam einen innovativen Forschungsansatz zur Herstellung komplex geformter Anoden, mit denen selbst additiv gefertigte Bauteile verchromt werden können.
Bei der Verchromung spielt die sich einstellende Stromdichteverteilung die zentrale Rolle für den Auftrag gleichmäßig dicker Schichten. Die Stromdichteverteilung wiederum ist stark von der jeweiligen Form der Anode abhängig. Mit den aktuell verwendeten Gieß- und Extrusionsverfahren können nur einfache Anodenformen hergestellt werden, mit denen die Verchromung auf Bauteile mit schlichten Geometrien, wie z. B. Druckzylinder, Kolbenstangen oder Widerdruckzylinder, begrenzt ist. Dies schließt auch ein, dass sich prozessverbessernde Funktionselemente, wie Hohlräume zur Unterdrückung der Gasbildung, nur bedingt in der Anode integrieren lassen.
Für die Verchromung komplexer Bauteile sind die kommerziell verfügbaren Anoden in Form von Stäben, Bändern oder Streckmetallen weitgehend ungeeignet, da sie bei den dort üblichen Aussparungen, scharfen Kanten oder spitzen Stellen eine unregelmäßige Verteilung des elektrischen Feldes erzeugen. Die daraus resultierende starke Inhomogenität der Stromdichteverteilung führt im Endeffekt zu einer ungleichmäßigen Dicke und zu Verbrennungen der aufgetragenen Chromschicht.
Ziel des Kooperationsprojekts zwischen den beiden Partnern ist es, auch der wachsenden Zahl von additiv gefertigten Bauteilen mit anspruchsvollen Geometrien die Möglichkeit zur Verchromung zu eröffnen. Bei der Entwicklung neuartiger, komplex geformter und zugleich kostengünstiger Hybridanoden spielen die im NMB-Democenter Additive Fertigung zur Verfügung stehenden innovativen 3D-Drucktechnologien die zentrale Rolle.
Die Entwicklungszusammenarbeit erfolgt im Rahmen des vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderten Kooperationsprojekts “Entwicklung innovativer Hybridanoden zur effizienten partiellen und vollen Verchromung komplexer 3D-Oberflächen – PrintedChrome“ (ZF 4064618SH9).
Nach erfolgreichem Abschluss des Projektes Mitte 2022 möchte die außeruniversitäre Forschungseinrichtung NMB die erzielten Ergebnisse in die eigene Forschung und Entwicklung von Leichtbauwerkstoffen einfließen lassen und diese nutzen, um neue Einsatzmöglichkeiten für die additive Fertigung zu eröffnen.
S.P.T. wiederum wird aufbauend auf den Projektergebnissen die Verchromung verschiedener komplexer Oberflächen realisieren. Geplant ist, komplexe Bauteile aus den Bereichen Medizintechnik und Automobilbau mit unterschiedlichen 3D-Hybridanoden zu verchromen.
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Frau Dr.-Ing. Haneen Daoud | E-Mail: haneen.daoud@nmbgmbh.de
