Nasschemische Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen

In der nasschemischen Oberflächenvorbehandlung und Metallabscheidung ist die richtige Badzusammensetzung ein wesentlicher Schlüssel zum Erfolg. Kontaminationen und Abweichungen der Zusammensetzung gefährden den Erfolg, daher sind Qualitätskontrollen wichtig. Mit dem Forschungsvorhaben BadeMeister entwickelt das Fraunhofer IFAM Inline-Multielementeanalysen und -Methoden für eine schnelle Kontrolle der Bäder vor Ort. Im Webinar erfahren die Teilnehmer insbesondere mehr über die Möglichkeiten der Laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS).

Das Webinar 4 der Reihe „Kleben – aber sicher!“ in 2021 widmet sich dem Schwerpunktthema diesen Herbstes, der Oberflächentechnik. In „Nasschemische Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen sowie Inline-Techniken zur Überwachung der Behandlungsbäder“ stellen Dr. René Neuholz und Dr. Stefan Dieckhoff vom Fraunhofer IFAM, Inline-Multielementeanalysen und -Methoden für eine schnelle Kontrolle von Bädern vor.

In einem Interview beantworteten die Referenten dem Fraunhofer IFAM vorab einige Fragen:

Herr Dr. Neuholz, Herr Dr. Dieckhoff, welches Ziel verfolgt das Webinar „Nasschemische Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen sowie Inline-Techniken zur Überwachung der Behandlungsbäder“?

Herr Dr. Neuholz: Mit dem Webinar möchten wir einem interessierten Fachpublikum aus dem Bereich der Nasschemischen Oberflächenbehandlung und -reinigung neue Forschungsansätze und Methoden zur Inline-Überwachung der Behandlungsbäder vorstellen. Wir möchten den präparativen Analyseaufwand erheblich reduzieren, so dass eine Automatisierung möglich ist. Ein Vorteil dabei ist die erheblich verkürzte Reaktionszeit zur Prozessteuerung durch eine direkte Rückmeldung.

Herr Dr. Dieckhoff: In der Oberflächentechnik spielt die Überwachung von nasschemischen Behandlungsbädern eine wichtige Rolle für die Kontrolle und Qualität der Fertigungsprozesse. Die Zusammenhänge zwischen Abweichungen von der optimalen Zusammensetzung der Behandlungsbäder und den Auswirkungen auf die resultierende Oberflächenqualität sind oftmals nur mit aufwendigen Analyseverfahren nach erfolgter Behandlung nachweisbar. Da bei vielen Prozessen eine Dosierung von Prozesschemikalien in Abhängigkeit z. B. von der geflossenen Ladungsmenge oder dem pH-Wert notwendig ist, erfordert dies eine kontinuierliche Prozesskontrolle. Darauf gehen wir in unserem Webinar ein.

Sie planen das Forschungsvorhaben BadeMeister. Ziele des Forschungsprojekts sind die Entwicklung einer Inline-Multielementanalyse für nasschemische Vorbehandlungs- und Metallisierungsbäder sowie eine Inline-Methode zur Analyse der Badaktivität für eine sehr schnelle vor-Ort-Kontrolle. Können Sie dies näher erläutern? Welche Methoden kommen dabei zum Einsatz?

Herr Dr. Neuholz: Im geplanten Forschungsprojekt BadeMeister wird mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie die Konzentration von mehreren Elementen in nasschemischen Vorbehandlungs- und Metallisierungsbädern ermittelt. Dieses spektroskopische Verfahren funktioniert berührungslos und innerhalb von Sekunden steht das Ergebnis zur Verfügung. Zusätzlich wird die Methode der Impedanzspektroskopie zur Analyse der Badaktivität durch unseren Forschungspartner, die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V., eingebracht. Mit den Methoden kann ein breites Spektrum von möglichen Prozessabweichungen erkannt werden. Eine genauere Analyse der LIBS-Spektren unterstützt dabei möglicherweise auch bei neuartigen Fragestellungen zum Prozessablauf. Durch die permanente Bestimmung von relevanten Komponenten in Vorbehandlungs- und Abscheidebädern und der Aktivität von Abscheidebädern wird auch die begleitende Dokumentation der gesamten Prozesskette für durchgesetzte Bauteile ermöglicht.