Eloxal-Verfahren
Das Eloxal-Verfahren [] (von Eloxal, AbkĂŒrzung fĂŒr elektrolytische Oxidation von Aluminium) ist eine Methode der OberflĂ€chentechnik zum Erzeugen einer oxidischen Schutzschicht auf Aluminium durch anodische Oxidation. Im Gegensatz zu den galvanischen Ăberzugsverfahren wird beim Eloxieren die Schutzschicht nicht auf dem WerkstĂŒck niedergeschlagen, sondern durch Umwandlung der obersten Metallschicht ein Oxid bzw. Hydroxid gebildet. Es entsteht eine 5 bis 25 Mikrometer dĂŒnne Schicht, die tiefere Schichten vor Korrosion schĂŒtzt, solange keine Risse oder LĂŒcken in dieser Schicht entstehen. Die natĂŒrliche (atmosphĂ€rische) Oxidschicht des Aluminiums betrĂ€gt demgegenĂŒber lediglich wenige Nanometer.[1]

Neben der chemischen BestÀndigkeit erhöht sich beim Eloxieren auch die HÀrte der OberflÀche und die Reibungswerte beim Kontakt mit verschiedenen Materialien verringern sich.
Das Verfahren
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Grundprinzip des Eloxierens
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Auf Aluminium bildet sich in Kontakt mit Sauerstoff eine dĂŒnne, aber dichte Oxidschicht, die das Aluminiummetall unter normalen Umgebungsbedingungen gegen weitere Oxidation schĂŒtzt. Bei einer Dicke zwischen etwa 5 nm und 20 nm[2][3][4] ist die Schicht zudem vollkommen transparent (d. h. unsichtbar) und bewahrt dadurch den metallischen Charakter des Aluminiums. Die Oxidschicht schĂŒtzt das Metall vor Oxidation durch Sauerstoff und in einem pH-Bereich zwischen etwa pH 4 und pH 9 gegen Korrosion â deshalb ist das Metall unter normalen Umgebungsbedingungen relativ bestĂ€ndig.[2] Allerdings fĂŒhren Bestandteile wie Salz (Natriumchlorid) oder Schwefeldioxid zu Korrosionserscheinungen, weshalb Aluminium in MeeresnĂ€he oder unter rauen Industriebedingungen Korrosionsangriffe zeigt. Vor allem aber ist die sehr dĂŒnne natĂŒrliche Oxidschicht nicht in der Lage, Aluminium gegen VerschleiĂ zu schĂŒtzen.
Die natĂŒrliche Oxidschicht auf Aluminium kann durch die elektrochemische Behandlung der anodischen Oxidation verstĂ€rkt werden. Dabei wird das Aluminium in einem Elektrolyten (z. B. SchwefelsĂ€ure oder OxalsĂ€ure) als Anode in einem Gleichstromkreislauf geschaltet. Hierbei wird aus dem wasserhaltigen Elektrolyten an der AluminiumoberflĂ€che Sauerstoff erzeugt. Dieser reagiert direkt an der OberflĂ€che mit dem Metall (das durch den Stromfluss in reaktionsfĂ€hige Aluminiumionen ĂŒberfĂŒhrt wird) zu Aluminiumoxid. Es erfolgt also eine direkte Umwandlung der OberflĂ€che in Aluminiumoxid. Auch komplexe Geometrien erhalten so eine nahezu gleichmĂ€Ăig dicke Aluminiumoxidschicht. Die Oxidschicht besitzt verfahrensbedingt direkt nach der Erzeugung Mikroporen. Durch ein abschlieĂendes Verdichten bzw. Versiegeln (engl. Sealing) lassen sich die Poren verschlieĂen, um eine kompakte, weitgehend aus Aluminiumhydroxid bestehende Schicht zu erzeugen. Die anodisch erzeugte Oxidschicht besitzt eine wesentlich bessere BestĂ€ndigkeit gegen Korrosion und VerschleiĂ. Zudem ist die durch Anodisieren erzeugte Oxidschicht ein guter elektrischer Isolator mit Durchschlagsfestigkeiten von etwa 900 V bei einer Dicke der Eloxalschicht von 30 ”m.
Materialauswahl
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Je reiner das Material ist, desto besser sind die Eloxalergebnisse. Im Bereich der AuĂenarchitektur finden somit gerne Reinaluminium oder nur gering legierte Materialien Verwendung. In Luftfahrt, Maschinenbau oder der Fahrzeugtechnik sind diese âweichenâ Aluminiumsorten allerdings nicht einzusetzen. Um die geforderten Material- oder Bearbeitungseigenschaften zu erzielen, werden unterschiedliche Legierungskomponenten beigefĂŒgt, die den Anodisationsprozess teilweise erheblich beeinflussen oder gar stören. Die am meisten verbreiteten ZusĂ€tze sind:
- Kupfer, z. B. AlCuMgPb (EN-AW 2007), ist beim Eloxieren stark löslich
- Silizium, z. B. AlMgSi1 (EN-AW 6082), wird nicht gelöst, sondern mit eingebaut
- Magnesium, Zink und Mangan, z. B. AlZnMgCu1,5 (EN-AW 7075), werden herausgelöst.
Diese eingebauten Elemente fĂŒhren teilweise zu Fehlstellen in der Oxidschicht; die sich lösenden Elemente erhöhen stark die RĂŒcklösung, worunter die SchichtqualitĂ€t merklich leidet. Es ist wichtig, die Legierung exakt auf die mechanische Anwendung und die zu erzielenden Schichteigenschaften abzustimmen, wobei die Legierungsempfehlungen[5] des Eloxalbetriebes zu beachten sind.
Vorbehandlung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Um eine gleichmĂ€Ăige OberflĂ€che zu erhalten, werden die Aluminiumteile meist zunĂ€chst basisch (mit auf Natronlauge basierenden Laugen) entfettet und gebeizt, anschlieĂend sauer (mit SalpetersĂ€ure oder FlusssĂ€ure).[6] Die zur Anwendung kommenden Beizmittel und -bedingungen sind von den Eigenschaften des Werkstoffs, wie beispielsweise der Art der Beimischungen von Fremdmetallen in einer Legierung, abhĂ€ngig. Beim Beizen wird teilweise auch die dĂŒnne, natĂŒrliche Oxidschicht entfernt. Durch lĂ€ngere Einwirkzeiten kann bei geeignetem Grundmaterial ein mattes Beiz-Finish erzeugt werden. Diese genormte Optik (E6) wird bei Bauteilen im AuĂenbereich ĂŒberwiegend eingesetzt.
Bei der Eloxierung feinmechanischer Komponenten sind lĂ€ngere Beizzeiten ungĂŒnstig, da die MaĂhaltigkeit unter dem Materialabtrag leidet.
Die entstehenden aluminiumhaltigen SĂ€uren (Aluminiumnitrat-Lösung) und Laugen (Natriumaluminat-Lösung) sind SekundĂ€rrohstoffe und werden in den industriellen Al-Kreislauf zurĂŒckgefĂŒhrt. In einigen Eloxal-Anlagen werden sie neutralisiert, so dass der entstehende Aluminiumhydroxid-Filterkuchen als Rohstoff verwendet werden kann.
Das Eloxieren
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Nach der OberflĂ€chen-Vorbehandlung erfolgt das eigentliche Eloxieren. Zuweilen wird dann die frische poröse Schicht mit Farbstoffen gefĂ€rbt, und schlieĂlich folgt das Verdichten, ĂŒblicherweise einfach mit heiĂem Wasser oder Dampf. Es gibt auch die Möglichkeit des chemischen Verdichtens, das meist in Kombination mit Dampfverdichtern eingesetzt wird.
Das Eloxal-Verfahren bedient sich der Elektrolyse. Die Kathode (negative Elektrode) zerlegt das in der SĂ€ure enthaltene Oxonium (H3O+) in Wasserstoff und Wasser. Der Wasserstoff wird frei.
An der Anode (positive Elektrode) findet die Oxidation (1) von Aluminium zu Aluminium(III)-Ionen statt und anschlieĂend die Weiterreaktion zu Aluminium(III)-oxid (2). Die SĂ€ure wird nur zur Erhöhung der elektrischen LeitfĂ€higkeit verwendet und ist an der Reaktion nicht beteiligt.
Die Gesamtreaktion kann wie folgt beschrieben werden:
Das elektrolytische Verfahren wird ĂŒblicherweise mittels Gleichstrom (im Folgenden betrachtet) in SchwefelsĂ€ure- oder OxalsĂ€ure-Elektrolyten durchgefĂŒhrt. Es kann aber auch mit Wechselstrom (z. B. WX-Verfahren) oder mit Hilfe einer Verbindung beider Stromarten durchgefĂŒhrt werden.

Bei der Gleichstromvariante wird das Aluminium als Anode geschaltet; man nennt daher das Verfahren auch Anodisieren. Die Gegenelektrode besteht meistens aus einem Material, das vom Elektrolyten nicht angegriffen wird. Die Oxidation von Aluminium mit dem Eloxal-Verfahren kann auf drei Arten vorgenommen werden:
- Eintauchverfahren in ruhenden BĂ€dern: die WerkstĂŒcke werden ganz oder teilweise in das Oxidationsbad eingetaucht; die Stromquelle ist am WerkstĂŒck und an der im Bad tauchenden Gegenelektrode befestigt.
- Spritzverfahren: das WerkstĂŒck und eine bewegliche DĂŒse, aus der der Elektrolyt austritt, werden an die Stromquelle angeschlossen.
- Durchlaufverfahren in ruhenden BÀdern: DrÀhte, BÀnder u. À. werden durch das Oxidationsbad gezogen; die Stromquelle ist wie bei 1. angeschlossen.
Eloxiertes und anschlieĂend gefĂ€rbtes Aluminium sollte möglichst im zweistufigen Versiegelungsverfahren behandelt werden, um ein Ausbluten der Farbstoffe zu vermeiden. Stufe 1 im Nickelacetatbad 15 Min. bei 60 °C. Stufe 2 im HeiĂwasserbad 3 Min./”m Schichtdicke.
Die erzeugten Schichten können hart, mittelhart und weich sein. Dies hĂ€ngt von den Oxidationsbedingungen ab. Die Oxidationsbedingungen, die Wahl des Elektrolyten und dessen ZusĂ€tze haben auf die GĂŒte und Art der Schicht Einfluss. Somit ist man in der Lage, die Schicht dem jeweiligen technischen Verwendungszweck anzupassen.
Arbeitsschutz
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Beim Eloxieren können die BeschĂ€ftigten gegenĂŒber Gefahrstoffen exponiert sein. Im Rahmen der GefĂ€hrdungsbeurteilung mĂŒssen die am Arbeitsplatz auftretenden Gefahrstoffe ermittelt und entsprechende SchutzmaĂnahmen festgelegt werden. Die DGUV-Information 213-716 der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung gibt Verfahrensweise und SchutzmaĂnahmen beim Eloxieren an, sodass fĂŒr Stoffe mit Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) dessen Einhaltung sichergestellt ist. FĂŒr Stoffe ohne AGW ist der Stand der Technik dokumentiert.[7]
Die Schicht
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Voraussetzungen zur Erzielung technisch einwandfreier Schichten:
- Möglichst homogenes GefĂŒge des Metalls (UngleichmĂ€Ăigkeiten ĂŒbertragen sich auf die Oxidschicht)
- Keine Verwendung ungeeigneter metallischer Legierungselemente oder Verunreinigungen, da deren PrimÀr- und SekundÀrphasen einen regulÀren Aufbau der Eloxalschicht stören können.
- Vermeidung nichtmetallischer EinschlĂŒsse, wie z. B. Feuerfestmaterialien oder diverse Oxide, da diese einen regulĂ€ren Schichtaufbau stören können.
FĂŒr die Erzielung dekorativ einwandfreier Schichten sind anspruchsvollere Voraussetzungen bezĂŒglich der Legierungszusammensetzung und der GefĂŒgeausbildung zu erfĂŒllen.[8][9]
SchichtbildungsvorgÀnge
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die SchichtbildungsvorgÀnge werden beeinflusst durch die:
- Wahl des Elektrolyten, seine Konzentration und Temperatur
- Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom)
- elektrische Stromdichte
- Spannung und Dauer der Behandlung
Starken Einfluss ĂŒben auch TemperaturverĂ€nderungen aus. Die Dauer der Behandlung hĂ€ngt direkt mit der Schichtdicke zusammen. In den Elektrolyten werden manchmal ZusĂ€tze gemischt, welche auf die Zusammensetzung der Oxidschichten einwirken. Der Grundstoff der Schicht bleibt jedoch immer Aluminiumoxid. Durch ZusĂ€tze zum Elektrolyt können die Eigenschaften der Schicht verĂ€ndert werden (Verbesserung der BestĂ€ndigkeit, des Aussehens und so weiter). Da die Schicht aus Aluminiumoxid besteht, leitet sie im Gegensatz zu Aluminium den elektrischen Strom nicht.
HĂ€rte
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Durch das Eloxieren lassen sich HÀrten zwischen 200 und 350 HV erreichen. Durch Harteloxalverfahren können dickere Schichten mit höherer Sprödigkeit erzeugt werden, die HÀrten bis zu 600 HV erreichen.[10][11]
Schichtwachstum in die Tiefe
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Schicht ist feinkristallin, weist jedoch unzĂ€hlige Poren auf. Deshalb ist die Schicht in der Lage, FlĂŒssigkeiten âaufzusaugenâ, was fĂŒr das Wachstum der Oxidschicht notwendig ist, denn fĂŒr das weitere Wachstum der Schicht muss der Elektrolyt an die innere GrenzflĂ€che zwischen Aluminiumoxid und Aluminium vordringen, wo die Oxidation des Aluminiums stattfindet. Auf diese Weise ist die Schicht sehr gut mit dem Aluminium ĂŒber chemische Bindungen âvernetztâ, was sich unter anderem in einer hohen Haftfestigkeit der Schicht zeigt. Die Oxidschicht wĂ€chst daher von der OberflĂ€che aus in das Metall hinein, das heiĂt, die GrenzflĂ€che von Aluminiumoxid und Aluminium liegt somit innerhalb des ursprĂŒnglichen Metalls.
Der Grund fĂŒr die porige OberflĂ€che
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die anfĂ€nglich gebildete Sperrschicht isoliert. Dies hat zur Folge, dass der Widerstand der Anode steigt. Damit steigt die fĂŒr die Reaktion benötigte Spannung. Das fĂŒhrt dazu, dass die vom Elektrolyt angegriffenen Stellen der Oxidschicht durchschlagen werden. Aufgrund der fehlenden oder nur dĂŒnnen Oxidschicht steigt die Stromdichte stellenweise an, was zu einer lokalen ErwĂ€rmung fĂŒhrt. An den wĂ€rmeren Stellen wird die Oxidschicht verstĂ€rkt aufgelöst, es bilden sich Vertiefungen. Die KanĂ€le ermöglichen einen Ladungsaustausch mit dem Elektrolyten und werden deshalb durch ihn offen gehalten. Die umliegende Oxidschicht wĂ€chst weiter, die KanĂ€le bleiben, und es bildet sich eine poröse Struktur aus.
Elektrische LeitfÀhigkeit
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Eloxalschichten sind elektrische Nichtleiter. Das leitende Aluminium wird durch das Eloxieren zum Nichtleiter. Die IsolationsfĂ€higkeit ist stark abhĂ€ngig von der Legierung, der Schichtdicke und den Beschichtungsparametern. In den gĂŒnstigsten FĂ€llen sind Isolationswerte bis zu knapp 1000 Volt erreichbar, wobei der Wert vom angewandten Messverfahren abhĂ€ngig ist. Messverfahren können mit der BerĂŒcksichtigung der Norm ISO 2376 durchgefĂŒhrt werden. AllfĂ€llige Kratzer und Abnutzung an der OberflĂ€che können den Isolationswert hemmen oder ganz zunichtemachen.
Anwendung des Adsorptionsvermögens
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Unbehandelte Eloxal-Schichten sind also saugfĂ€hig, was zur Folge hat, dass sich der Korrosionswiderstand gegenĂŒber flĂŒssigen Mitteln verkleinert. Die Schichten können jedoch verschlossen werden, indem sie mit vor Korrosion schĂŒtzenden Stoffen oder mit Isolierstoffen behandelt werden (Wachs, Emaillierlack, Isolierlack und so weiter). Die hĂ€ufigste technische Anwendung des Adsorptionsvermögens ist das FĂ€rben der Eloxal-Schichten. Diese sind imstande, groĂe Mengen von Farbstoffen aus Lösungen aufzunehmen.
FĂ€rben der Oxidschichten
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Adsorptives FĂ€rben
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Sandalor-Verfahren zweistufig oder kombiniert mit dem elektrolytischen EinfÀrben dreistufig.
- Mit organischen Farbstoffen
- Nach dem Eloxieren wird das Aluminium in heiĂe Farbstofflösung getaucht und anschlieĂend gespĂŒlt. Beim FĂ€rben mit diesem Verfahren lagern sich die FarbstoffmolekĂŒle vorwiegend in den oberen Bereichen der Poren der Eloxal-Schicht an und gehen Bindungen mit der Oxidschicht ein. Je höher die Farbstoffkonzentration in der Lösung, desto ausgeprĂ€gter die Farbstoffeinlagerung in die Poren der Oxidschicht.
- Mit anorganischen Farbstoffen
- Das Aluminium wird nach dem Eloxieren neutralisiert, gespĂŒlt und in FarbbĂ€dern mit Metallsalzlösungen eingefĂ€rbt. Die Ionen der Lösung sammeln sich in den Poren der Eloxal-Schicht an und werden zu einem Feststoff. Die genauen VorgĂ€nge sind jedoch noch nicht ausreichend geklĂ€rt.
Elektrolytisches FĂ€rben
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Das elektrolytische FĂ€rben (Colinalverfahren) wird mit Wechselspannung durchgefĂŒhrt. Der Elektrolyt enthĂ€lt ein fĂ€rbendes Metallsalz (Zinn(II)-sulfat). Die Dauer der Elektrolyse hĂ€ngt von der erwĂŒnschten Farbtiefe ab. Die Metallionen dringen tief in die Poren der Schicht ein. Die so zum Teil mit Metall gefĂŒllten Poren verursachen nun durch Aufnahme- und Streueffekte eine lichtechte FĂ€rbung. Viele unterschiedliche Farbtöne sind erzielbar. Der frĂŒhere Standard-FarbfĂ€cher der EuropĂ€ischen Vereinigung der Anodiseure (EURAS) fĂŒr die elektrolytische FĂ€rbung und die Farbanodisation beinhaltete folgende Farbtöne: C-0 Farblos, C-32 Hellbronze, C-34 Dunkelbronze, C-31 Leichtbronze, C-33 Mittelbronze, C-35 Schwarz. Hinzu kamen fĂŒr die Farbanodisation die Farbbezeichnungen C-36 Hellgrau, C-37 Mittelgrau, C-38 Dunkelgrau.
Heute sind die aktuellen Standardfarben beim Verband fĂŒr die OberflĂ€chenveredelung von Aluminium e. V. (VOA) bestellbar. Der VOA-Eloxal-FarbfĂ€cher bietet eine grobe Farborientierung fĂŒr die Planung und Abstimmung eloxierter AluminiumoberflĂ€chen und beinhaltet die Farbtöne C-0 (farblos), C-31 (leichtbronze), C-32 (hellbronze), C-33 (mittelbronze), C-34 (dunkelbronze) und C-35 (schwarz).
GefĂ€rbte Eloxal-ĂberzĂŒge sind sehr verbreitet, und die verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten stehen offen, zum Beispiel GehĂ€use, ZifferblĂ€tter, Erkennungsringe fĂŒr Vögel, Schmuck oder verschiedene Gewehrteile.
InterferenzfÀrben
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Im Gegensatz zu den oben genannten FĂ€rbeverfahren wird die Farbe des Aluminiums beim InterferenzfĂ€rbeverfahren nicht durch eingelagerte Fremdionen, sondern durch eine Interferenz innerhalb der Aluminiumoxidschicht erzeugt. Je nach Schichtdicke der Oxidschicht und der damit verbundenen Lichtauslöschung können unterschiedliche Farben (z. B. Blau, GrĂŒn, Grau oder Rot) reproduzierbar dargestellt werden.
Verdichten
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Um die Einlagerung von korrosionsfördernden Stoffen zu verhindern, mĂŒssen die Poren verdichtet werden. Das eloxierte und eventuell gefĂ€rbte Aluminium wird in demineralisiertem Wasser durch einfaches Kochen verdichtet. Dabei kommt es zu einer Reaktion zwischen dem Aluminiumoxid und Wasser, es bildet sich Aluminium-Oxid-Hydroxid (Böhmit). Des Weiteren kommt es durch die Wasseraufnahme zu einer Volumenzunahme, so dass die Poren (genauer der Porenhals) verengt und dann geschlossen werden.
Anwendung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Relativ dicke Eloxal-Schichten (20â25 ”m) werden vor allem als Korrosionsschutz in der Bauindustrie, aber auch fĂŒr Automobilteile, Flugzeugteile und HaushaltsgegenstĂ€nde eingesetzt. UngefĂ€rbte und gefĂ€rbte dĂŒnnere Schichten (8â20 ”m) dienen vorwiegend dekorativen Zwecken (beispielsweise fĂŒr die OberflĂ€chen von MP3-Playern oder fĂŒr TĂŒrbeschlĂ€ge) als auch zur besseren WĂ€rmeabstrahlung bei KĂŒhlkörpern.
Ein Spezialfall sind Harteloxal-Schichten, die wesentlich dicker und hĂ€rter sind und sich nicht beliebig fĂ€rben lassen. Diese werden in gekĂŒhlten (1â5 °C) SĂ€urebĂ€dern und höheren Spannungen (bis 120 V) erzeugt und finden sich vor allem in industriellen Anwendungen, wo höchste Abriebfestigkeit und BestĂ€ndigkeit (wie beispielsweise im Salzwasserbereich) gewĂŒnscht werden.
Bei beiden Verfahren ist zu beachten, dass sich nicht alle Aluminiumlegierungen zum Eloxieren eignen; gut eloxierbar sind beispielsweise die Werkstoffe AlMg3 und AlMg5, im Gegensatz zum schlecht eloxierbaren AlMg4,5Mn.
Wird die OberflĂ€che im sogenannten Plasmakeramik-Verfahren (PEO-Technologie) aufgebracht, erreichen die so bearbeiteten Aluminium-, Magnesium- oder Titan-Teile weitere Eigenschaften, die von extrem hart und abriebfest ĂŒber extreme WĂ€rmebestĂ€ndigkeit hin zur ImprĂ€gnierbarkeit reichen. Die umweltfreundliche Plasmakeramik entsteht im Elektrolyt, wobei die MetalloberflĂ€che in einer Plasmaentladung zu einer dichten, atomar haftenden Keramikschicht umgewandelt wird.
Im Bereich der Nanotechnologie werden Schichten von anodisiertem Aluminium aufgrund der gleichmĂ€Ăigen Poren und deren abstimmbarem Durchmesser als Schablone zur Herstellung von NanodrĂ€hten und Kohlenstoffnanoröhren genutzt.[12]
Partielles Eloxieren
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Sollen Bauteile fĂŒr Anwendungen im elektrotechnischen Bereich zur Erdung oder als EMV-Schutz (Elektromagnetische VertrĂ€glichkeit) in einen Potentialausgleich einbezogen werden, so mĂŒssen die zur elektrischen Kontaktierung vorgesehenen Stellen entweder bei der Eloxierung ausgespart bleiben oder anschlieĂend wieder von der Eloxalschicht befreit werden, denn die Aluminiumoxidschicht ist ein schlechter Leiter und lĂ€sst sich wegen schlechter Benetzbarkeit auch nicht löten.
Typische AnwendungsfÀlle sind GehÀuse von elektrischen Baugruppen, KameragehÀuse, medizintechnische GerÀte oder Outdoorequipment, das mit Strom arbeitet (Taschenlampen).[13][14]
NachtrÀgliches Entfernen der Eloxalschicht
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]HĂ€ufig wird die 5 ”m bis 25 ”m dicke Eloxalschicht durch spanende Verfahren wie Drehen oder FrĂ€sen oder durch thermische Bearbeitung mittels Laser entfernt. Diese Nachbearbeitung erfordert einen Zusatzaufwand in Bezug auf Maschinen, Logistik und Arbeitsplanung. Die Teile mĂŒssen fixiert werden und es ist eine relativ prĂ€zise Bearbeitung nötig, wenn zusĂ€tzlich zur Eloxalschicht nicht auch ein Teil des Grundmaterials entfernt werden soll. Vor allem dĂŒnnwandige oder komplex geformte Teile können problematisch sein und zu einem Anstieg der Fehlerquote fĂŒhren. Bei der spanenden Bearbeitung können Grate auftreten, die eine Nachbearbeitung erforderlich machen.
Herstellung eines Kontaktpunktes ohne Eloxalschicht
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Abdeckverfahren mit Abdeckharz
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Abdeckverfahren werden in der Beschichtungstechnik hĂ€ufig angewandt.[15] DafĂŒr stehen verschiedene meist hochviskose Spezialharze zur VerfĂŒgung, welche bestĂ€ndig gegen stark saure und stark alkalische Lösungen und Temperaturbelastungen bis zu 100 °C beim Beizen des Materials sein mĂŒssen.
Die Entfernung des Abdeckharzes erfordert weitere ArbeitsgĂ€nge sowie ein geeignetes Lösemedium, welches die Oxidschicht der restlichen OberflĂ€che nicht angreift. AnschlieĂend ist eine Reinigung mit Trocknung erforderlich.
Partielles Eloxieren bzw. selektive Anodisierung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]An Stelle des dafĂŒr ĂŒblicherweise eingesetzten anhaftenden Abdeckharzes oder -lacks wurde im Rahmen eines Förderprojekts[16] eine flexible Abdeckung entwickelt, die ein partielles (selektives) Eloxieren ermöglicht, bei dem gezielt Stellen eloxalfrei belassen werden. Zur flexiblen Abdeckung der OberflĂ€che wurde ein modifizierter Kunststoff entwickelt, der eine hohe Formtreue, ElastizitĂ€t und Festigkeit aufweist. Mithilfe einer speziellen Gestelltechnik werden die Kunststoffabdeckungen prĂ€zise auf einem Beschichtungsgestell angebracht,[15] so dass sie formschlĂŒssig auf dem zu bearbeitenden Teil aufliegen und der vorgesehene Kontaktpunkt sicher vor dem Zutritt des Anodisierelektrolyten und allen weiteren chemischen Prozessstoffen geschĂŒtzt ist.[16][13][14] Die Technik kann zur Steigerung der Energie- und Materialeffizienz sowie zur Reduzierung des logistischen Aufwands und der UmlaufbestĂ€nde beitragen.
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Aluminium-Zentrale e. V. (Hrsg.): Aluminium-Merkblatt O4; Anodisch oxidiertes Aluminium fĂŒr dekorative Zwecke. 14. Auflage. DĂŒsseldorf, 1987-06 (zurĂŒckgezogen 1991-08).
- TAG (Technologische Arbeitsgemeinschaft): Technisch-wissenschaftliche Grundlagen des Goldschmiedens. Teil 2: Werkstoffkunde der Edelmetallverarbeitung. Bielefelder Verlagsanstalt, 1999, ISBN 3-87073-270-9.
- T. W. Jelinek: OberflÀchenbehandlung von Aluminium. E. G. Leuze Verlag, Saulgau 1997, ISBN 3-87480-115-2.
- Hans Joliet (Hrsg.): Aluminium : die ersten 100 Jahre. VDI-Verlag, DĂŒsseldorf 1988, ISBN 3-18-400802-9.
- Hans Rudolf Christen: Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie. 9. Auflage. Salle, Frankfurt am Main 1988, ISBN 3-7935-5394-9.
- Peter Haupt, Monika Kampling: Farbig eloxieren. In: MNU. 52, Nr. 6, 1999, S. 357â363.
- Catrin Kammer: Aluminium-Taschenbuch. Bd. 1: Grundlagen und Werkstoffe. 15. Auflage. Aluminium-Verlag, DĂŒsseldorf 1995, ISBN 3-87017-241-X.
- Dieter Altenpohl: Aluminium von innen â Das Profil eines modernen Metalls. 5. Auflage. Aluminium-Verlag, DĂŒsseldorf 1994, ISBN 3-87017-235-5.
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Robert S. Alwitt: Anodizing. In: Electrochemistry Encyclopedia. 2002, abgerufen am 25. Januar 2010 (englisch, Recht ausfĂŒhrlicher Artikel).
- Partielles Eloxieren â Whitepaper â Holzapfel Group; Whitepaper mit technisch ausfĂŒhrlicher Beschreibung des Eloxal-Verfahrens eines Herstellers, abgerufen am 25. Mai 2016
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- â Robert S. Alwitt: Anodizing. In: Electrochemistry Encyclopedia. 2002, abgerufen am 25. Januar 2010.
- 1 2 Catrin Kammer: Aluminium-Taschenbuch. Bd. 1: Grundlagen und Werkstoffe. 15. Auflage. Aluminium-Verlag, DĂŒsseldorf 1995, S. 356ff.
- â Dieter Altenpohl: Aluminium von innen â Das Profil eines modernen Metalls. 5. Auflage. Aluminium-Verlag, DĂŒsseldorf 1994, S. 260ff.
- â T. W. Jelinek: OberflĂ€chenbehandlung von Aluminium; E. G. Leuze Verlag, Saulgau, 1997, S. 31.
- â Materialempfehlungen fĂŒr Eloxal â FOT Eloxal, Aluminiumveredelung. Abgerufen am 15. Dezember 2020.
- â Friedrich Ostermann: Anwendungstechnologie Aluminium. 2. Auflage. Springer, Berlin / New York 2007, ISBN 978-3-540-71196-4, S. 581 (eingeschrĂ€nkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- â Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e. V. (DGUV): Galvanotechnik und Eloxieren â Empfehlungen GefĂ€hrdungsermittlung der UnfallversicherungstrĂ€ger (EGU) nach der Gefahrstoffverordnung. Abgerufen am 15. Oktober 2019.
- â EUROPEAN ALUMINIUM CONGRESS 2009, Norbert William Sucke, Dr. Lothar Löchte, âALMINOX â The next generation of highly decorative ALUMINIUMâ.
- â Jude Mary Runge: Base Metal Microsctructure for Anodizing Wrought Aluminium Alloys. In: Aluminium Extrusion and Finishing. Nr. 4, 2014 (online).
- â Modellbau.Org, Eloxieren Grundlagen.
- â Eloxal MĂŒnchen, Materialauswahl.
- â G. E. J. Poinern, N. Ali, D. Fawcett: Progress in Nano-Engineered Anodic Aluminum Oxide Membrane Development. In: Journal of Materials Science. 2011, abgerufen am 13. November 2020 (englisch).
- 1 2 Aluminium Praxis. 10/2015, S. 12â13. (Giesel Verlag, Hannover)
- 1 2 Aluminium Kurier. 10/2015, S. 8â9. (PSE Redaktionsservice, Geretsried)
- 1 2 Michael Kolb: Partielles Eloxieren â Verfahrenstechnische Neuerung zur Steigerung der QualitĂ€t und Wirtschaftlichkeit. In: WOMag. 6/2015, S. 27â29. (WOTech Technical Media, Waldshut, wotech-technical-media.de)
- 1 2 Eloxal partiell plus als Verfahren zum partiellen Eloxieren wurde von der Holzapfel Group im Rahmen eines ZIM-Entwicklungsprojekts (ZIM = Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand), gefördert durch das Bundesministerium fĂŒr Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages, entwickelt und umgesetzt.