Fraunhofer IST: Selektive Oberflächenbearbeitung statt Tauchgalvanik

Mit einer Erweiterung seiner Forschungsinfrastruktur etabliert das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST eine neue Plattform für die lokale elektrochemische Oberflächenbearbeitung. Die Kombination galvanischer Verfahren mit Technologien wie dem Electrochemical Jet Processing (EJP) und Robotik ermöglicht eine präzise und ressourceneffiziente Bearbeitung komplexer Werkstücke. Galvanische Beschichtungen verleihen Bauteilen gezielt funktionale Eigenschaften, verbessern deren Beständigkeit und Leistungsfähigkeit und können durch eine längere Nutzungsdauer zur Einsparung von Ressourcen beitragen. Vor diesem Hintergrund verbindet das Fraunhofer IST etablierte galvanische Verfahren mit selektiven Ansätzen der Oberflächenbearbeitung.

EJP ermöglicht lokale Bearbeitung und Beschichtung

Herzstück der Anlagenerweiterung ist die neue Electrochemical Jet Processing (EJP)-Plattform, die verschiedene selektive elektrochemische Verfahren zur lokalen Bearbeitung und Funktionalisierung von Oberflächen bündelt. Dazu gehören das Electrochemical Jet Machining (EJM) für die berührungslose, mikrometergenaue Materialbearbeitung sowie das Electrochemical Jet Deposition (EJD) für die lokale Abscheidung funktionaler Schichten. Oberflächen lassen sich so gezielt strukturieren, glätten, reparieren oder beschichten. Im Gegensatz zu klassischen galvanischen Verfahren arbeitet die EJP-Plattform mit einem beweglichen elektrochemischen Strahl, der nur dort wirkt, wo Material bearbeitet oder Schichten erzeugt werden sollen. Dadurch können perspektivisch auch komplexe oder großdimensionierte Komponenten flexibel bearbeitet werden. Einschränkungen durch Prozessbäder sowie Maskierungs- und Demaskierungsschritte entfallen. Gleichzeitig lassen sich der Einsatz von Chemikalien, Energie und Rohstoffen sowie die Abfallmenge reduzieren.

Robotik für komplexe Bauteilgeometrien

Ergänzt wird die Plattform durch eine Robotik- und Automatisierungsinfrastruktur. Hochpräzise Industrieroboter und autonome mobile Roboter unterstützen Bearbeitung sowie Material- und Werkzeuglogistik. Die Prozesse können sich damit an unterschiedliche Bauteilgeometrien anpassen und in automatisierte Fertigungsketten integriert werden. Die Anlagentechnik ermöglicht unter anderem die materialschonende Herstellung von Mikrostrukturen mit hohen Abscheideraten sowie die gezielte Befüllung und Beschichtung von Mikrobohrungen. Künftig soll die EJP-Plattform noch enger mit Robotik, Sensorik und datengetriebenen Steuerungsverfahren verknüpft werden. Ziel ist ein lernfähiges Fertigungssystem, das Prozesse kontinuierlich optimiert und Ressourcenverbrauch sowie Ausschuss reduziert.