Welt der Fertigung
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REACH und die Auswirkungen auf Chromtrioxid

Zukunft von Chrom im Automobilbau

Verchromte Kunststoffteile sind im Automobilbau wesentliche Funktions- und Designelemente. Bei der Beschichtung der Teile spielt Chromtrioxid eine bedeutende Rolle. Die Aufnahme dieser Substanz in den Annex XIV der EU REACH Verordnung wird daher Auswirkungen auf deren weitere Verwendung haben. Über Möglichkeiten der Substitution sowie das Autorisierungsverfahren informierte die Fachtagung ›Chrom 2020 – Zukunft des Chroms im Automobilbau‹.


Die Weichenstellung für die nächsten Automobilgenerationen mit Laufzeiten bis nach 2020 erfolgt heute. Dabei stehen verchromte Kunststoffteile im Interieur und Exterieur sowohl unter funktionalen als auch dekorativen Aspekten hoch im Kurs – insbesondere im Premiumsegment. Sie verleihen dem Automobil Wertigkeit und Ästhetik.

Allerdings könnte dies bald sehr stark eingeschränkt sein. Denn im April 2013 wurde das für eine Verchromung in Automobilqualität essentielle Chromtrioxid und weitere Chromverbindungen in den Anhang XIV der EU-Verordnung REACH (Registration, Evaluation, Authorisation of Chemicals) aufgenommen. Darin sind besonders besorgniserregende Stoffe, so genannte SVHCs (Substances of Very High Concern), gelistet. Folge ist, dass diese Substanz ab September 2017 nur noch nach Autorisierung/Zulassung verwendet werden darf.

Ein Antrag auf Zulassung ist spätestens im März 2016 bei der ECHA (European Chemicals Agency) zu stellen. Über das Autorisierungsverfahren, die Vorbereitung von Zulassungsdossiers sowie den aktuellen Stand der Technik bei möglichen Alternativen informierte das Seminar „Chrom 2020 – die Zukunft des Chroms in der Automobilindustrie“.

Es wurde vom Zentralverband Oberflächentechnik (ZVO) in Kooperation mit dem Fachverband galvanisierte Kunststoffe (FGK) und dem Verband der Automobilindustrie (VDA) am 13. November 2013 in Frankfurt durchgeführt. Die 109 Teilnehmer der Veranstaltung mit simultan übersetzten Vorträgen (Deutsch<>Englisch) deckten die komplette Lieferkette für galvanisierte Kunststoffteile ab.

Chrom in der Automobilindustrie und die Autorisierung

Im ersten Vortragsblock thematisierte Dr. Stefan Wöhrl, Leiter Abteilung Umweltpolitik und technischer Umweltschutz beim VDA, zunächst die volkswirtschaftliche Bedeutung der Automobilindustrie in Deutschland und weltweit. Deutlich wurde dabei auch, dass der Erfolg der deutschen Automobilindustrie auf der besonderen Stärke im Premiumsegment basiert. In diesem Bereich spielt der Einsatz verchromter Teile eine bedeutende Rolle, wie Dr. Wolfgang Marquardt, Nachhaltigkeit, Materialgesetze, HC-Emissionen, BMW Group, verdeutlichte.

Chrom ist als Hartverchromung und funktionale Verchromung mit dekorativem Charakter in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten in Einsatz. Schätzungsweise enthält das Teileportfolio jedes OEM rund 10.000 verchromte Bauteile, die verschiedenste Anforderungen erfüllen müssen – darunter auch sicherheitsrelevante Teile. Ein weiterer Aspekt ist die Ersatzteilgarantie von 12 Jahren nach Produktionsende eines Modells, die Bauteile für „repair as produced“ benötigt.

Marquardt führte in seinem Vortrag weiter aus, dass Chromdioxid die Kriterien für die Aufnahme in den Annex XIV erfüllt. Im Weiteren zeigt er fünf Szenarien für die Verchromung ab 2017 auf und folgerte abschließend: die Autorisierung von Chromtrioxid ist für die Automobilindustrie aufgrund des hohen Zeitbedarfs für die Umstellung, Sicherstellung der Großserientauglichkeit und Kapazitäten in Europa sowie der Langzeitverfügbarkeit sicherheitsrelevanter Teile unverzichtbar. Gleichzeitig ist Rechtssicherheit bei Alternativen erforderlich. Eine Substitutionssubstanz darf nicht in den nächsten Jahren selbst zum besorgniserregenden Stoff werden. Das Ziel ist der Einsatz nachhaltiger Produkte.

In seinem Vortrag „Aktueller Sachstand zum Autorisierungsverfahren von Chromsäure“ erläuterte Dr. Martin Metzner, Abteilungsleiter Galvanotechnik beim Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) anschließend die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Autorisierung. Sie bestehen einerseits in einer sicheren Handhabung, die den Schutz der Mitarbeiter gewährleistet. Andererseits in der Nicht-Verfügbarkeit wirtschaftlich und technisch tragbarer Alternativverfahren.

Im weiteren gab er einen Überblick über „Alternativverfahren“ zur Verchromung nach Anhang XV-Dokument und berichtete dazu, dass zu den genannten Alternativen keinerlei Gefahrstoffanalysen durchgeführt wurden, sondern diese erst während des Autorisierungsprozesses vorgesehen sind. Und dies, obwohl bei einigen genannten Alternativen Gefährdungspotenziale bekannt sind. Metzner stellte außerdem die Vorgehendweise der verschiedenen Konsortien vor.

Unter dem Titel „Zulassungsverfahren: Bisherige Erfahrungen der ECHA“ thematisierte Dr. Matti Vainio, Head Risk Management Implementation Unit bei der ECHA, wesentliche Fragen für die Antragstellung auf Zulassung und Faktoren, die die Entscheidung beeinflussen. Er wies darüber hinaus auf die Rolle der nachgeschalteten Anwender und die Bedeutung der Kommunikation entlang der Lieferkette hin. Er ermunterte die Teilnehmer einen Antrag auf Zulassung zu stellen, wenn sie auf die Weiterverwendung einer Substanz nach dem Sunset-Date angewiesen sind und informierte über die umfangreiche Unterstützung für Antragsteller durch die ECHA.

Substitution durch dreiwertige Chromelektrolyten

Der zweite Vortragsblock beschäftigte sich mit der Substitution von Chromtrioxid. Aus Sicht der Verfahrensentwickler betrachtete Dr. Ralph Blittersdorf, Vorsitzender des Fachbereichs Chemie und Anlagen im ZVO, die Möglichkeiten und Grenzen der Verfahren zur funktionellen Verchromung mit dreiwertigen Chromelektrolyten.

Dabei ging er auf die Vor- und Nachteile sulfatbasierter und chloridbasierter Cr(III)-Elktrolyten unter den Aspekten Optik, Korrosionsverhalten, Eluierbarkeit von Nickel und Abriebbeständigkeit ein. Weltweite Referenzen sowohl in der Automobilindustrie als auch anderen Bereichen belegen, dass dreiwertige Verfahren heute schon bei vielen Anwendungen eingesetzt werden können, die Verchromung aber in jedem Fall teurer und aufwendiger ist als die klassische.

Manche Aufgabenstellungen können noch nicht gelöst werden und dafür gegebenenfalls andere Schichtsysteme unterhalb des Chroms oder andere beziehungsweise mehrere Nachtauchlösungen erforderlich sind. Viele Fragen sind jedoch noch offen und es wird noch einige Jahre dauern, bis beispielsweise für Cr(VI)-freies Beizen der Kunststoffe eine prozessfähige Alternative entwickelt ist.

Dass die Verchromung mit Cr(III)-Elektrolyten weitaus höhere Anforderungen an den Prozess stellt, bestätigte Dr. Harald Prestel, Leiter Felderprobung von Chromoberflächen im FGK. Er informierte über die Ergebnisse umfangreicher Labor- und Feldtests mit bereits existierenden Cr(III)-Verfahren von sieben Herstellern im Vergleich zur hexavalenten Verchromung, mit denen der FGK 2012 begann. Bei den Versuchen standen Farbtonstabilität und Korrosionsbeständigkeit im Vordergrund, das Versuchsdesign mit so genannten FGK-Musterplatten war entsprechend ausgelegt. Die Versuche werden mit erweiterten Kriterien in diesem Winter fortgesetzt.

Mit der Bedeutung von Chrom und der Planungssicherheit für die OEM beschäftigte sich das Referat von Dr. Roger Hillert, Abteilungsleiter Qualitätssicherung/Werkstofftechnik Polymere der Volkswagen AG. Im Interieur und Exterieur nimmt der Anteil von Chromoberflächen weiter zu. Um bei der Verchromung neue Verfahren einzusetzen, müssen diese die Kriterien Beständigkeit vor dem Kunden, Machbarkeit in der Großserie und gesetzliche Vorgaben erfüllen. Hillert erläuterte im Folgenden die Anforderungen an und den Erprobungsaufwand für Ersatzoberflächen. Aufgrund der geforderten Robustheit und vielfältiger Eigenschaften an dekorative Chromoptikoberflächen ist dieser Erprobungsaufwand extrem hoch und mehrjährig. Nach einer grundsätzlichen Freigabe durch den OEM stellt auch die vollständige Einführung der neuen Systeme bei den Beschichtern eine Herausforderung dar.

Nicht nur die Vorträge, sondern auch die Diskussionsrunden mit den Referenten jeweils nach der Vortragssession machten deutlich, dass eine Autorisierung von Chromtrioxid für die Automobilindustrie und die Beschichter galvanisierter Kunststoffteile in der EU unverzichtbar ist.

Dass bei dieser Veranstaltung viele Unklarheiten zum Einsatz von Chromtrioxid nach der Aufnahme in den Anhang XIV und zum Autorisierungsverfahren beseitigt wurden und des sich gelohnt hat daran teilzunehmen, bestätigten praktisch alle der 109 Teilnehmer.

 

Mehr Informationen zum FGK:

Kontakt  Herstellerinfo 
Fachverband Galvanisierte Kunststoffe e. V. (FGK)
Max-Volmer-Str. 1
40724 Hilden
Tel: 02103 - 25 56 10
Fax: 02103 - 25 56 25
E-Mail: info@f-g-k.org
 

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