Berichte und Studien

Praxisbeispiel go-innovativ 10 – Selbstheilender Korrosionsschutz

Entwicklung langlebiger galvanischer Schichten für den innovativen Schutz von Metallen

Titelbild des Praxisbeispiels Selbstheilender Korrosionsschutz
© BMWi
Praxisbeispiel 10 – Selbstheilender Korrosionsschutz

Wenn es um Oberflächen geht, die selbst härtesten Einsatzbedingungen widerstehen müssen, dann sind galvanische Veredelungen das Mittel der Wahl. Seit Jahrzehnten ist die Beschichtung mit Zink als sichere und kostengünstige Oberflächenbeschichtung nicht nur in der Automobilindustrie im Einsatz, sondern auch bei Baumaschinen, im Maschinenbau und im Endverbraucherbereich, – überall dort, wo eine hohe Lebensdauer erwartet wird. Tausende Bauteile werden in Autos veredelt, um diese vor Korrosion und Verschleiß zu schützen. Auf galvanischem Weg wird dabei das Basismaterial mit einer dünnen Schicht eines edleren Metalls überzogen.
Frank Benner, Geschäftsführer des Unternehmens Ruhl & Co. GmbH Metallveredelung, das auf galvanische Oberflächenbeschichtungen spezialisiert ist: „Wir setzen bei der Veredelung auf neueste Beschichtungstechnologie. Immer wieder stellen wir uns die Frage: Können wir unsere Oberflächenbeschichtungen verbessern, um noch bessere Ergebnisse zu erreichen? Ja, wir können! Mit Unterstützung durch die BMWi-Innovationsgutscheine haben wir uns erfolgreich dieser Herausforderung gestellt.“

Die innovative Entwicklung

Die Idee des mittelständischen Unternehmens ist die Entwicklung eines neu­artigen Verfahrens, das durch den Einbau von Nanopartikeln und Nanocontainern selbstheilende Eigenschaften in Zinkbeschichtungen ermöglicht. Diese werden elektrolytisch oder mechanisch aufgebracht. Bei Beschädigung der Nanocontainer in der Zinkschicht werden die eingeschlossenen Reparatursubstanzen freigesetzt. Durch eine elektrochemische Reaktion wird die Korrosionsreaktion unterbunden beziehungs­weise die Schadstelle wird repariert. Die Aufbringung des Schichtsystems aus Nanocontainern und Zink ist so konzipiert, dass dieser Prozess unter industriellen Bedingungen stattfinden kann.
In der Automobilindustrie werden aufgrund höherer Festigkeiten immer dünnere Bleche zur Gewichtseinsparung eingesetzt. Diese können jedoch kaum noch geschweißt werden und werden stattdessen vernietet. Die Zinkbeschichtungen dieser Nieten unterliegen im Montageprozess hohen mechanischen Belastungen und es wird von Kundenseite gefordert, dass der Korrosionsschutz auch nach mechanischer Beschädigung der Oberfläche weiterhin erhalten bleibt. Selbstheilende Metallbeschichtungen können diese Forderung erfüllen – ein Vorteil auch für Befestigungselemente, für Beschläge aller Art und für Rohre. Dieser „Selbstheilungseffekt“ kann auch für weitere galvanische Beschichtungen aus Nickel, Kupfer etc. weiterentwickelt werden.
„Wir wissen, wenn uns dies gelingt, stellt die Entwicklung eine Sprunginnovation in der galvanischen Beschichtungstechnik dar. Der Bedarf ist hoch, insbesondere in den Branchen Fahrzeugbau, Energietechnik (bes. Offshore) und Bauindustrie – für uns bietet sich die Chance zum Ausbau unserer Markposition mit deutlichem Umsatz- und Ertragswachstum“, so Herr Benner.

Die Beratungsleistung

Bei der Entwicklung des Projekts wurde die Ruhl & Co. GmbH Metallveredelung von dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie autorisierten Beratungsunternehmen i.con. innovation GmbH im Rahmen von go-innovativ beraten. Ziele waren die Erarbeitung eines technischen Umsetzungskonzepts, eines detaillierten Realisierungskonzepts mit einem Kosten- und Finanzierungsplan und die Auswahl der passenden Partner für die Entwicklungskooperation. Die Kooperationspartner, insbesondere Hersteller von Spezialchemikalien und Prozessentwickler, wurden in das Innovationsprojekt eingebunden.
„Von Mai bis September 2012 wurden wir von der i.con. innovation GmbH erfolgreich beraten – für unser Unternehmen ein Glücksgriff. Die 50-prozentige Förderung für die Beratungsleistung hat uns auch sehr geholfen. Im Anschluss stellten wir gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern einen Antrag im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) zur Entwicklung des Kooperationsprojekts. Erste positive Entwicklungsergebnisse liegen bereits vor“, so Herr Benner.

Das Unternehmen

Die Ruhl & Co. GmbH Metallveredelung beschäftigt 42 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und ist seit mehr als 35 Jahren auf galvanische Beschichtung mit verschiedenen Metallen und Legierungen spezialisiert, sowie dem Beizen und Polieren von Aluminium.