Fraunhofer-IPA auf der Surface-Technologie Germany 2024 Wie die Galvanotechnik durch Digitalisierung effizient wird

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Digitalisierung und Hartverchromung aus Chrom(III)-Elektrolyten: Das sind die beiden großen Themen, mit denen sich Forscher von der Abteilung Galvanotechnik am Fraunhofer-IPA derzeit beschäftigen.

Energie und Ressourcen könnten effizienter genutzt, Produktionsprozesse verbessert und die Qualität der Produkte gesteigert werden – die Digitalisierung der Galvanotechnik mache all das möglich. Voraussetzung sei aber eine ausreichend breite Datenbasis.

Bestehende Produktionsanlagen und -prozesse sollen sich nachträglich digitalisieren lassen. Das hat ein Forschungsteam um Peter Schwanzer von der Abteilung Galvanotechnik am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA untersucht . Entstanden sei dabei die sogenannte „Lerngalvanik“. Sie diene als Entwicklungsplattform und Demonstrator, um die Potenziale, die die Digitalisierung erschließt, besser nutzbar zu machen, neue Ansätze zu entwickeln und zu prüfen.

Die Forscher wollen beispielsweise zeigen, wie sich mithilfe der Digitalisierung Energieeffizienzmaßnahmen erkennen und umsetzen lassen, oder wie der „Product Carbon Footprint“ bestimmt und reduziert werden können.

Außerdem bieten sie nach eigenen Angaben Unternehmen einen „Readiness Check Digitalisierung“ an. Dabei sollen sie prüfen,

• welche Daten beispielsweise für die Optimierung der Produktion,

• für die Erstellung einer Klimabilanz oder

• zur Steigerung der Energieeffizienz benötigt werden,

• welche Daten bereits vorliegen und

• wie sich die fehlenden erfassen lassen.

Möglich seien ab sofort auch sogenannte „Quick Checks“, bei denen Projektideen auf ihre Umsetzbarkeit hin überprüft werden.

Sprudelt die Datenquelle erst einmal, werde es möglich, sie mit maschinellen Lernverfahren auszuwerten. So sei es den Forschern Stefan Kölle und Peter Schwanzer beispielsweise gelungen, mittels KI vorherzusagen, wie sich der Elektrolyt bei der Verzinkung nach einigen Stunden im Einsatz verändert haben wird. Unterstützt wurden sie dabei von Kollegen vom Zentrum für Cyber Cognitive Intelligence am Fraunhofer-IPA. Durch eine solche Prognose soll künftig im Gegenzug die manuelle Überprüfung entsprechend zurückgefahren werden können. Anstelle teurer Tests könnten in Zukunft Simulationen zeigen, wie sich Beschichtungen verhalten.

Dossier digitale Blech- und Rohrbearbeitung

Digitalisierung II

Reach-Verordnung: Chrom(III) sei die beste Alternative zu Chrom(VI)

Was allerdings die Analyse der Alternativen in laufenden Autorisierungsanträgen zur Reach-Verordnung angeht, so liefern Simulationen laut Unternehmensangaben derzeit noch keine exakten Prognosen. Das Team von der Abteilung Galvanotechnik habe sich in den vergangenen Jahren weitgehend auf Chrom(III) als vielversprechendste Alternative zu Chrom(VI) festgelegt. Auf der Surface-Technology Germany wollen sie zeigen, welches Potenzial die Hartverchromung aus dreiwertigen Elektrolyten bietet, aber auch, welche Grenzen es aktuell noch gibt.

Elektrolyseure: Beschichtet mit einem der seltensten Elemente überhaupt

Außerdem will das Forschungsteam vom Fraunhofer-IPA auf der Messe elektrochemisch erzeugte Iridiumbeschichtungen für den zukünftigen Einsatz in Elektrolyseuren zeigen. Diese seien für die Erzeugung von Wasserstoff nötig. Iridium gehöre mit einer jährlichen Fördermenge von nur wenigen Tonnen zu den seltensten Elementen überhaupt und sei dementsprechend teuer. Im Forschungsprojekt „Iridium-reduzierte Anodenkatalysatoren für die PEM-Wasserelektrolyse“ (Ireka) suchen Wissenschaftler vom Fraunhofer-IPA und vom Leibniz-Institut für Katalyse Wege, wie sich der Iridiumbedarf auf ein Minimum reduzieren lässt. Erste vielversprechende Ergebnisse sollen inzwischen vorliegen.

Fraunhofer-IPA auf der Surface-Technology Germany: Halle 1, Stand H16.

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