Ziel der Entwicklung
Für Abriebtests größerer und geometrisch komplexerer Teile soll eine adaptierte Trommel gemäß DIN EN 12472 entwickelt, gebaut und getestet werden, um mit variablen Parametern aus Cr(III)-Bädern beschichtete Teile mit Cu-Ni-Cr-Schichten systematisch auf Abrieb und Nickellässigkeit zu testen. Dies soll vergleichend gegenüber Cr(VI)-basierten Bauteilen erfolgen. Die Ergebnisse sollen Unternehmen den von der EU geforderten Umstieg von Cr(VI)- auf Cr(III)-Chemikalien erleichtern und gleichzeitig die Unbedenklichkeit der Nickellässigkeit Cr(III)-verchromter Teile garantieren.
Vorteile und Lösungen
Für die Simulation des langanhaltenden Hautkontaktes von nickelhaltigen Gegenständen existiert ein genormtes Abriebverfahren gemäß DIN EN 12472. Diese Norm schreibt eine Trommel sechseckiger Geometrie mit einem Innendurchmesser von 19 cm vor. Die Länge ist nicht definiert. Bisher wurden nur Uhren, Schmuck und Brillengestelle getestet, sodass nur sehr kurze Abriebtrommeln kommerziell erhältlich sind. Für größere und komplexere Teile wurde deshalb eine Abriebtrommel aus drei Segmenten entwickelt, welche sich durch die Einzelsegmente und deren Kombination in sieben verschiedenen Längen einsetzen lässt.
Diese Flexibilität ermöglicht den Abrieb kompletter Bauteile. Interessant ist dies für Kfz-Interieur, Anwenderelektronik und Sanitäreinrichtungen mit verchromten Kunststoffbauteilen auf Basis eines Cu-Ni-Cr-Schichtaufbaus. Durch den Hautkontakt sind auch diese Gegenstände hinsichtlich ihrer Freisetzung von Nickel von Interesse, auch wenn es noch keine gesetzlichen Vorgaben gibt – im Gegensatz zu Schmuck oder ähnlichen Gegenständen.
Mit Hilfe dieser Abriebtrommel konnten verschieden große und komplexe Kunststoffbauteile des Fahrzeuginterieurs – hier Griffe – der Abriebsimulation ausgesetzt werden. Dies diente vorrangig dem Vergleich der Nickellässigkeit in Abhängigkeit von den eingesetzten Elektrolyten bei der Verchromung. Vorgaben der EU zwingen die Unternehmen zum Umstieg von Cr(VI)- auf Cr(III)-Chemikalien.
In umfangreichen Untersuchungen derartiger Bauteile in Abhängigkeit vom eingesetzten Elektrolyten, der Geometrie, der Stromdichten und vielen anderen Parametern wurde festgestellt, dass die Freisetzung von Nickel bei mit Cr(III)-Elektrolyten galvanisierten Bauteilen immer deutlich höher war als bei Cr(VI)-Elektrolyten. Eine zunehmende Komplexität der Bauteile scheint auch zu einer Erhöhung der Nickellässigkeit zu führen.
Die entwickelte Abriebtrommel ist sehr gut geeignet, die Nickellässigkeit komplexerer verchromter Kunststoffbauteile zu bestimmen. Die umfangreiche Untersuchung zeigte, dass hinsichtlich der Nickellässigkeit derzeit die Anwendung von Cr(VI)-Elektrolyten zu besseren Ergebnissen führt.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Ergebnisse sind relevant für Unternehmen, die Kunststoffbauteile für eine spätere Verchromung herstellen sowie Galvanikunternehmen, die diese Verchromung durchführen. Im Speziellen sind sie relevant für Bauteile, die im Hautkontakt stehen. Im Zuge der Umstellung von Cr(VI)- auf Cr(III)-Elektrolyte kann mit Hilfe der angepassten Abriebtrommel eine parallele Überprüfung der Nickellässigkeit erfolgen. Unabhängig von der gesundheitlichen Relevanz des Themas kann die Höhe der Nickellässigkeit auch ein Qualitätskriterium für die Chromschichten sein.
