Ein umweltfreundliches Aluminiumbeschichtungsverfahren
Die Oberflächenveredelung hat entscheidende Bedeutung für Stabilität und Leistungsfähigkeit zahlreicher Metalle in einer Vielzahl von Anwendungen. Galvanische Beschichtung mit sechswertigem Chrom war die Behandlung der Wahl für Teile, die in rauen Umgebungen funktionieren müssen, aber die Luft- und Raumfahrtindustrie muss nun eine umweltfreundliche Alternative finden. Europa hat sowohl bei der Beschränkung der Anwendung zum Schutz der Gesundheit und der Umwelt als auch bei der Suche nach Alternativen zur Förderung der Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industriesektoren die Führungsrolle übernommen. So unterstützte die EU das Projekt VALIDATETSAA (Validate of TSAA coating technology. Development of procedures and standards manual. Technical and economical study), um die Position des vielversprechende Alternative TSAA (Tartaric Sulphuric Acid Anodising, Weinsäure-Schwefelsäure-Anodisieren) für Aluminiumlegierungen im Luftfahrzeugbau zu stärken. Beim Weinsäure-Schwefelsäure-Anodisieren wird Schwefelsäure-Anodisierungsbädern Weinsäure zugegeben, wodurch ein poröser Film zum Schutz vor Korrosion erzeugt wird. Die Wissenschaftler wollten ein neuartiges TSAA-Verfahren einschließlich der Vor- und Nachbehandlung von Aluminium im industriellen Maßstab validieren. So entwickelten die Wissenschaftler Vorbehandlungsprozeduren zur Inspektion und Reinigung von Teilen vor dem Anodisieren. Im Folgenden wurden die Prozessparameter einschließlich Zeit, Temperatur, Konzentrationen der Bäder und elektrischer Parameter zur Anodisierung, d. h. der elektrochemischen Umwandlung zur Bildung der porösen Oxidschicht, optimiert. Die Nachbehandlung umfasste eine Heißwasserverdichtung, einen kritischen letzten Schritt, der die poröse Aluminiumoxidschicht nach dem Anodisieren verschließt. Neben den Aufgaben im Zusammenhang mit den technischen Anforderungen führten die Forscher außerdem Wirtschaftlichkeits-, Sicherheits- und Risikoanalysen durch. Das Team bewertete den Chemikalieneinsatz in Hinsicht auf die Einhaltung der Richtlinie der Europäischen Kommission über die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH). Man berücksichtigte überdies Abgase (vor allem im Arbeitsbereich), Abfall- und Abwasseranfall. Auch Verwertungswege für Abwasser und chemische Stoffe wurden vorgeschlagen. Die Risikoanalyse konzentrierte sich auf den Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz. Außerdem wurden Fehlerbaumanalyse, Design Review Based on Failure Mode (versagenserfassungsgestützte Konstruktionsänderung) sowie eine Failure Mode and Effects Analysis (Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse) durchgeführt. Auf diese Weise ermöglichte man die Identifizierung potenzieller Fehlermöglichkeiten und die deren jeweilige Wichtigkeit. Der detaillierte Fertigungsplan und das Handbuch der Prozessverfahren und -normen, die bald zur Verfügung stehen, werden einen verstärkten Einsatz leichter Aluminiumlegierungen in rauen Umgebungen ermöglichen, ohne dass aggressive chemische Stoffe verwendet werden müssen. Die Wettbewerbsfähigkeit der EU-Hersteller im Bereich Luft- und Raumfahrt sowie Arbeitssicherheit, Umwelt- und Gesundheitsschutz werden so verbessert.
Schlüsselbegriffe
Aluminium, Beschichtung, Chrom, Korrosionsschutz, Luft-und Raumfahrt, Weinsäure-Schwefelsäure-Anodisieren, TSAA, Tartaric Sulphuric Acid Anodising
