Hoe galvanotechniek efficiënter wordt door digitalisering

De leer-galvanisatie bij Fraunhofer IPA dient als demonstrator en proefplatform voor de digitalisering van de galvanotechniek. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Digitalisering en hardverchroming uit chrom(III)-elektrolyten: Dit zijn de twee grote onderwerpen waarmee onderzoekers van de afdeling Galvanotechniek aan het Fraunhofer IPA zich momenteel bezighouden. Hun bevindingen en ontwikkelingen presenteren ze van 4 tot 6 juni 2024 op de vakbeurs SurfaceTechnology GERMANY: Hal 1, Stand H16.

Energie en hulpbronnen kunnen efficiënter worden gebruikt, productieprocessen geoptimaliseerd en de kwaliteit van de producten verhoogd worden – de digitalisering van de galvanotechniek maakt dit alles mogelijk. Voorwaarde is echter een voldoende brede databasis. Hoe bestaande productie-installaties en -processen achteraf gedigitaliseerd kunnen worden, heeft een onderzoeksteam onder leiding van Peter Schwanzer van de afdeling Galvanotechniek aan het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA onderzocht. Hieruit is de zogenaamde »Lerngalvanik« ontstaan. Deze dient als ontwikkelplatform en demonstrator om de potenties die digitalisering ontsluit beter te benutten, nieuwe benaderingen te ontwikkelen en te testen.

De Lerngalvanik is natuurlijk te groot om op de SurfaceTechnology GERMANY tentoongesteld te worden. Wat de onderzoekers van het Fraunhofer IPA echter meebrengen naar de beurs, is hun kennis over de digitale transformatie en de ervaringen die ze daarmee de afgelopen jaren hebben opgedaan. Ze laten bijvoorbeeld zien hoe digitalisering kan helpen bij het herkennen en implementeren van energie-efficiëntiemaatregelen, of hoe de »Product Carbon Footprint« kan worden vastgesteld en verminderd. Daarnaast bieden ze bedrijven een »Readiness Check Digitalisering« aan. Daarbij controleren ze welke gegevens bijvoorbeeld nodig zijn voor het optimaliseren van de productie, het opstellen van een klimaatbalans of het verhogen van de energie-efficiëntie, welke gegevens al beschikbaar zijn en hoe de ontbrekende gegevens kunnen worden verzameld. Vanaf nu zijn ook zogenaamde »Quick Checks« mogelijk, waarbij projectideeën worden getoetst op hun uitvoerbaarheid.

Als de gegevensbron eenmaal op gang is gekomen, wordt het mogelijk deze te analyseren met machine learning-methoden. Zo is het de onderzoekers Stefan Kölle en Peter Schwanzer bijvoorbeeld gelukt om met kunstmatige intelligentie te voorspellen hoe de elektrolyt bij het verzinken na enkele uren gebruik zal veranderen. Ze werden daarbij ondersteund door collega’s van het Zentrum für Cyber Cognitive Intelligence aan het Fraunhofer IPA. Met zo’n voorspelling kan in de toekomst in plaats van dure tests de handmatige controle worden verminderd. In plaats van kostbare tests kunnen simulaties in de toekomst laten zien hoe coatings zich zullen gedragen.

REACH-verordening: Chrom(III) is het beste alternatief voor Chrom(VI)

Wat echter de analyse van de alternatieven in lopende autorisatieaanvragen onder de REACH-verordening betreft, leveren simulaties momenteel nog geen nauwkeurige voorspellingen op. Het team van de afdeling Galvanotechniek heeft zich in de afgelopen jaren grotendeels op chrom(III) gericht als de meest veelbelovende alternatief voor chrom(VI). Op de SurfaceTechnology GERMANY laten ze zien welk potentieel de hardverchroming uit trivalente elektrolyten biedt, maar ook welke grenzen er momenteel nog zijn.

Elektrolyseapparaten: Gecoat met een van de zeldzaamste elementen ooit

Daarnaast toont het onderzoeksteam van het Fraunhofer IPA op de beurs elektrochemisch geproduceerde iridiumcoatings voor toekomstig gebruik in elektrolyseapparaten, die nodig zijn voor de productie van waterstof. Iridium behoort met een jaarlijkse productie van slechts enkele tonnen tot de zeldzaamste elementen en is daarom duur. In het onderzoeksproject »Iridium-gereduceerde anoodkatalysatoren voor de PEM-water elektrolyse« (IREKA) zoeken wetenschappers van het Fraunhofer IPA en het Leibniz-Institut für Katalyse naar manieren om de iridiumbehoefte tot een minimum te beperken. Inmiddels liggen de eerste veelbelovende resultaten voor.

Vakforum: Presentaties over digitalisering en energie-efficiëntie

De kernonderwerpen van het Fraunhofer IPA worden ook weerspiegeld in het vakforum. Zo spreekt Peter Schwanzer op 4 juni om 15.00 uur over »Gegalvaniseerde technologie en datagebruik«. Een dag later, op 5 juni om 14.20 uur, presenteert Stefan Kölle in zijn lezing »Op weg naar klimaatneutraliteit – de energie-efficiënte galvanotechniek« zijn onderzoeksresultaten.

Stuttgarter Oberflächentechniek-Preis »DIE OBERFLÄCHE«: Wie heeft gewonnen?

Momenteel beraadt de jury zich nog, op 4 juni worden de winnaars bekendgemaakt: Ook dit jaar wordt op de SurfaceTechnology GERMANY de Stuttgarter Oberflächentechniek-Preis DIE OBERFLÄCHE uitgereikt. Met deze prijs worden sinds 2012 innovatieve toepassingen en technologieën binnen alle disciplines van de oppervlaktetechniek erkend. Tot 8 april konden individuen en organisaties zich aanmelden voor de prijs. Vervolgens nomineert de driemansjury uit alle inzendingen de vijf beste inzendingen, waarna op 4 juni vanaf 13.00 uur in het vakforum de drie winnaars worden bekendgemaakt.