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Aus den Specials

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    toolkraft0317 Die Idee des „Hyperloops“ stammt von Elon Musk, der nicht nur Paypal verwirklicht, sondern auch namhafte Firmen wie Tesla oder SpaceX gegründet hat. Jetzt geht der Traum vom schnellen Reisen in die nächste Runde: Dabei sollen Menschen in einer Kapsel mit Schallgeschwindigkeit (1200 km/h) in einer Vakuumröhre an ihr Ziel Weiterlesen
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    rodriguez0217 Dünnringlager von Rodriguez erreichen trotz Miniaturisierung eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und Lebensdauer wie normale Wälzlager. So lässt sich mit ihnen die Getriebeeinheit im Kniegelenk eines Exoskelettes ohne komplizierte und platzraubende Hilfskonstruktionen lagern. Zudem kommen sie in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe zum Einsatz. Weiterlesen
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    nanoscribe0117 Forschungsbericht

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antayaTitelstory

Antaya ist es als erstes Unternehmen gelungen, eine bleifreie Lotlegierung zu entwickeln, die sowohl den Anforderungen der Erstausrüstung genügt als auch in großen Stückzahlen hergestellt werden kann. Dabei wird das Blei durch Indium ersetzt. Unabhängig vom Indium-Anteil werden die bleifreien Anschlüsse auf die gleiche Art und Weise und mit denselben Werkzeugen wie die bleihaltigen Ausführungen verarbeitet. Daher sind weder Neuinvestitionen notwendig, noch wird die Prozesssicherheit beeinträchtigt.

 



Ein Beschluss der Europäischen Kommission sieht vor, die bestehende Ausnahme für den Einsatz von Blei in Autoglas-Konnektoren mit Wirkung zum 01. Januar 2013 aufzuheben. Damit stehen Europas Automobilherstellern endgültig bleifreie Zeiten bevor. Das ist auch ein Erfolg der Antaya Technologies Corporation, die bereits 1998 bleifreie Anschlüsse auf Autoglas entwickelt hat und sich seitdem für die Einführung der Technologie in Europa sowie die Abschaffung der Ausnahmeregelung einsetzt.

antaya1Das Gesundheitsrisiko, das von Blei ausgeht, ist bekannt. Aus diesem Grund ist es heute größtenteils aus Fahrzeugen verbannt. Dennoch blieb bei den Konnektoren die Ausnahme in der EU-Gesetzgebung lange Zeit bestehen – vor allem aufgrund technischer Bedenken vieler Hersteller. Jetzt, nach intensiven Tests durch einen eingesetzten Fachausschuss, hat die Europäische Kommission das Ende der Sonderregelung für die EU-Altautoverordnung aus dem Jahr 2000 (EU-2000/53/EC) beschlossen. Damit werden europäische Automobilhersteller dazu verpflichtet, ab 2013 in Neufahrzeugen ausschließlich bleifreie Konnektoren zu verbauen und im Zuge dessen eine der letzten Blei-Quellen im Fahrzeug zu eliminieren. Im nordamerikanischen Markt sind bereits über zwei Millionen Fahrzeuge mit bleifreien Anschlüssen unterwegs. Entwickler und Produzent dieser Konnektoren, die zu den günstigsten Bauteilen im Auto gehören, ist die Antaya Technologies Corporation (Antaya) mit Sitz in Rhode Island, USA.

Vom Design bis zum Löten

Antaya betreut den gesamten Produktionsprozess von Glas-Anschlusselementen vom Design bis zur Fertigung einschließlich des Lötens auf Glas und der Modulintegration. Schon vor über zehn Jahren hat der spezialisierte Hersteller ein wirksames Verfahren entwickelt, um das Blei aus der Fertigung automobiler Glasanschlüsse zu eliminieren. Als erster Zulieferer lieferte Antaya eine praktikable technische Lösung, die auch in größeren Stückzahlen funktioniert. Das machte die Ausnahme für Konnektoren in der ansonsten größtenteils bleifreien Automobilfertigung nun auch für die EU-Kommission überflüssig. Denn die Sonderregelung für Glasanschlüsse sollte laut der EU-Direktive nur solange bestehen bleiben, bis technisch zufriedenstellende und ökonomisch sowie ökologisch sinnvolle Alternativen verfügbar sind. Dank intensiver Forschungsanstrengungen ist es Antaya in Zusammenarbeit mit Automobilherstellern in den USA gelungen, eine zuverlässige und kostengünstige Alternativlösung ohne Blei auf den Markt zu bringen.

Ursprünglich wurde Antaya von Automobil- bzw. Glasherstellern wie General Motors, Ford und Pilkington gebeten, bleifreie Lötkontakte zu entwickeln, die identische Eigenschaften wie die gängigen bleihaltigen Produkte aufweisen sollten. Vorverzinnte, mit Flussmittel belegte Anschlusselemente, Konnektoren und Kabelsätze werden in der Automobilproduktion für verschiedene Applikationen im Fahrzeug verwendet:

* um Strom zu den Heizfeldern der Heckscheiben zu leiten
* bei Anschlüssen für beheizbare Frontscheiben
* um auf Glas aufgedruckte Antennen (Silberdruck) zu kontaktieren, die für GPS, AM/FM-Radioempfang oder für Mobilfunkanwendungen benutzt werden
* für auf Glas aufgebrachte Antennen für fernbediente Starteinrichtungen (Remote-Start-Applikation), die speziell in den USA zunehmend populär werden.

    Substitution durch Indium

     

    antaya2Gängige Lotlegierungen basieren auf Zinn, Blei, Wismut und Silber. Der Bleianteil darin ist mit mindestens 62 % sehr hoch. Silber, ein ausgezeichneter Leiter, kann durch Siebdruck und anschließendes Einbrennen auf die Glasoberfläche aufgebracht werden. Die vorverzinnten, mit Flussmittel belegten Anschlusselemente werden anschließend auf den Silberdruck gelötet. Aufgrund seiner Duktilität beeinflusst Blei die Eigenschaften der Legierung positiv und minimiert so den mechanischen Stress zwischen Kupfer und Glas. Es werden Risse im Glas oder Abplatzer verhindert, die durch den Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kupferanschlusses und des Glassubstrates entstehen können. Um eine gleichwertige Alternative zum Blei zu finden, ging Antaya in vier Schritten vor:

    1. Substitution des Bleis durch Zinn
    2. Ergänzung mit Indium
    3. Anpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten
    4. Minimierung des Indium-Anteils in der Legierung.

    Erst mit dem vierten Schritt erzielte das Unternehmen den Durchbruch. Tests ermittelten den Mindestanteil an Indium, der in der Legierung notwendig ist, um eine ausreichende Duktilität zu gewährleisten, so dass keine Risse im Glas entstehen. Dafür wurden über zwanzig Legierungen mit Indium-Anteilen von 0 bis 65 % sowohl auf gehärtetem als auch auf nicht gehärtetem Glas geprüft. 2006 ließ Antaya seine Technologie von einem zertifizierten Prüflabor intensiv nach Erstausrüster-Spezifikationen testen. Die Testergebnisse zeigten, dass erstmals eine bleifreie Lotlegierung entwickelt wurde, die sowohl den Anforderungen der Erstausrüstung genügt als auch in großen Stückzahlen hergestellt werden kann. Unabhängig vom Indium-Anteil werden die bleifreien Anschlüsse auf die gleiche Art und Weise und mit denselben Werkzeugen wie die bleihaltigen Ausführungen verarbeitet. Es sind daher weder Neuinvestitionen notwendig, noch wird die Prozesssicherheit beeinträchtigt. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen ist es jedoch sinnvoll, das bleifreie Löten auf Glas von Beginn an in neue Fahrzeugentwicklungen zu integrieren, um aufwändige Änderungen in der laufenden Serie zu vermeiden. Derzeit kommen jeden Monat rund 150.000 Fahrzeuge auf den Markt, die mit der umweltfreundlichen Technologie ausgestattet sind.

    Bleifreie Konnektoren kommen nach Europa

    antaya3Europäische OEM und Glaszulieferer zögerten bislang, die neue Technologie in den heimischen Märkten einzuführen. Einige von ihnen haben Bedenken geäußert, dass durch bleifreie Konnektoren erhebliche Mehrkosten entstehen könnten und die Anschlusselemente keine ausreichende Temperaturbeständigkeit bei Temperaturen von über 105 °C aufweisen würden. Die Nutzung dieser umweltfreundlichen Technologie verursacht jedoch nach Erkenntnissen von Antaya durchschnittliche Zusatzkosten von maximal 1 € pro Fahrzeug. Außerdem können unabhängige Tests und die langjährige Praxiserfahrung mit den bisher vom Hersteller ausgerüsteten Autos in den USA – wo die Temperaturen im Vergleich zu Europa teilweise stark nach oben und unten abweichen – die Vorbehalte gegenüber der technologischen Umstellung entschärfen.

    Die ökologischen Standards in der Automobilindustrie und das Umweltbewusstsein der Endverbraucher wachsen gerade in Europa in den letzten Jahren stetig. Aufgrund der bleifreien Alternative war eine Verlängerung der Ausnahmeregelung für bleihaltige Glaslötanschlüsse nicht mehr notwendig. Mit der Abschaffung der Sonderbehandlung sorgt die EU-Kommission nun dafür, dass europäische Fahrzeughersteller und Glaszulieferer Konnektoren auf Autoglas in Zukunft bleifrei fertigen werden. Dies bedeutet einen echten Fortschritt für die Automobilindustrie, die Autofahrer und für die Umwelt. Das Ziel der EU-Altautoverordnung war es, das Blei auf Dauer komplett aus der Produktion und den Fahrerkabinen der Autos zu verbannen. Diese umweltfreundliche Technologie könnte den europäischen Markt diesem Ziel ein Stückchen näher bringen.


    weiterer Beitrag des Herstellers          Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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