Souriau Esterline REACH als Innovationstreiber für Steckverbinder

REACH verbietet zukünftig den Einsatz von sechswertigem Chrom etwa für die Oberflächenbehandlung von Steckverbindern. Wie Souriau dies als Innovationstreiber nutzt, fragten wir Thomas Pichot, Leiter F&E Luft- und Raumfahrt, sowie Marie Le Scaon, verantwortlich für die Oberflächenbehandlung.

DESIGN&ELEKTRONIK: Können Sie, Frau Le Scaon und Herr Pichot, uns erklären, wie sechswertiges Chrom in Ihrer Branche verwendet wird?

Thomas Pichot: Wir entwickeln und produzieren elektrische oder optische Steckverbinder für raue Umgebungen, wie sie in der Luft- und Raumfahrt und der Industrie anzutreffen sind. Die Gehäuse und das Zubehör unserer Steckverbinder bestehen aus Verbundwerkstoffen, Aluminium oder Stahl. Seit Jahrzehnten verwenden wir für die Galvanisierung unserer Produkte auch sechswertiges Chrom. Denn durch diese Substanz werden unsere Produkte korrosionsbeständig und elektrisch leitfähig, und sehen genauso aus, wie die Kunden es wünschen. Da sechswertiges Chrom aber auf der Liste der besorgniserregenden – und damit zu ersetzenden chemischen Substanzen steht – arbeiten wir daran, geeignete Alternativen dafür zu finden.

Marie Le Scaon: Zwar dürfen wir seit September 2017 laut der europäischen Chemikalienverordnung REACH kein sechswertiges Chrom mehr verwenden, aber die Europäischen Chemikalienagentur ECHA hat uns eine Verlängerung um zwölf Jahre für die Umstellung auf andere Werkstoffe zugestanden. Dennoch arbeiten unsere Teams seit langem an alternativen Lösungen, aber nur wenn uns diese Umstellung gelingt, können wir in unserem Werk in Champagné auch in Zukunft Steckverbinder produzieren.

Sehen Sie denn überhaupt eine Möglichkeit, ein Produkt durch ein anderes zu ersetzen?

Pichot: Wir verwenden sechswertiges Chrom beispielsweise, damit die Beschichtung auf dem Trägermaterial besser haftet. Folglich müssen wir eine Substanz finden, die vergleichbare Eigenschaften aufweist, und gleichzeitig in unserer Produktion eingesetzt werden kann. In anderen Fällen kommt sechswertiges Chrom erst am Ende der Produktionskette zum Einsatz, und bildet somit die oberste Schicht der Steckverbinder. Wenn wir sechswertiges Chrom also durch eine andere Substanz ersetzen, müssen wir weiterhin sicherstellen, dass die neuen Steckverbinder mit den bereits im Einsatz befindlichen, mit sechswertigem Chrom behandelten Steckverbindern kompatibel sind.

Wie muss man sich diese Arbeit an alternativen Lösungen vorstellen?

Le Scaon: Im ersten Schritt kontaktiert unsere Industrialisierungsabteilung diejenigen Unternehmen, die uns mit den chemischen Ausgangsstoffen beliefern. Denn diese können aufgrund ihrer umfangreichen Erfahrungen in anderen Industriebereichen, wie der Automobilbranche oder der Kunststoffindustrie beurteilen, welche Chemikalien eine echte Alternative zu sechswertigem Chrom darstellen.

Anschließend passen wir gemeinsam das Angebot dieser Unternehmen an unsere Bedürfnisse an, da unsere Steckverbinder gewisse Vorgaben erfüllen müssen, was die Lebenserwartung, die Handhabung, das Aussehen und die Beständigkeit gegen die Einwirkung von Salzsprühnebel betrifft. Wenn wir dann in etwa wissen, wie das neue Produkt aussehen soll, wird an jeder einzelnen Station des Produktionsprozesses überprüft, ob sich diese Alternativlösung auch realisieren lässt.

Das heißt: Ein Ersatz ist grundsätzlich möglich, aber schwierig. Könnte man es so formulieren?

Pichot: Tatsächlich greifen wir derzeit nicht nur auf eine einzige Substanz zurück, um sechswertiges Chrom zu ersetzen, denn dieses erfüllt ganz unterschiedliche Funktionen. Alles hängt von den Grundwerkstoffen und der Endbehandlung der Steckverbinder ab. Daher haben wir alle für unsere Steckverbinder verwendeten Komponenten in unterschiedliche Werkstoffkategorien unterteilt, und weiter die von den Werkstoffen abhängigen elektrochemischen Vorgänge genau analysiert sowie über unsere gesamte Produktionskette hin zahlreiche Tests durchgeführt. So konnten wir mehrere alternative Lösungen entwickeln.

Wie weit ist man mit der Entwicklung alternativer Behandlungsverfahren?

Le Scaon: Für Steckverbinder aus Verbundwerkstoffen haben wir Methoden entwickelt, mit denen sich vergleichbare Oberflächeneigenschaften erreichen lassen, ohne dass sechswertiges Chrom zum Einsatz kommt. Damit haben wir schon viel erreicht. Auf diese Weise konnten wir unseren Bedarf an sechswertigem Chrom in diesem Jahr von acht auf vier Tonnen halbieren. Bei Steckverbindern aus Aluminium arbeiten wir mit Hochdruck an einem Passivierungsverfahren mit dreiwertigem Chrom, das den Vorgaben der REACH-Verordnung entspricht. Das neue Verfahren, kann jedoch nicht bei allen Steckverbindern angewendet werden. In diesem Fall sind Kompromisse notwendig.

War es leicht, die Produktion von einer Substanz auf die andere umzustellen?

Pichot: Natürlich war die Umstellung nicht einfach. Es hat mehrere Jahre gedauert, diese neue Technologie einzuführen und zu etablieren. Schließlich geht es nicht nur darum, im Labor ein neues Verfahren zu entwickeln und zu testen. Vielmehr müssen wir die Produkte auch in der Serienfertigung und über einen längeren Zeitraum hinweg zuverlässig mit den gewünschten Eigenschaften produzieren können. Oft muss man auch erst einmal ein paar Erfahrungen sammeln.

Nehmen wir zum Beispiel die Wanne einer Galvanisierungsanlage, die oft mehrere hundert Liter Elektrolytlösung enthält. Auch hier sind Erfahrungswerte nötig, ehe man die ideale Zusammensetzung der Lösung gefunden hat, und alle Rahmenbedingungen für einen sicheren Prozessablauf bestimmt sind. So muss anfangs ausgetestet werden, wie lang die optimale Eintauchzeit ist und wie hoch die Konzentration der elektrolytisch umzusetzenden Stoffe sein muss. Für eine gute Behandlungsqualität müssen wir zum Beispiel auch darauf achten, dass die Geometrie der Teile nicht beeinträchtigt und die Lebensdauer der Elektrolytlösung nicht überschritten wird. Hierfür müssen Dutzende von Parametern berücksichtigt, analysiert und eingestellt werden.

Wie sieht es bei cadmiumbeschichteten Steckverbindern aus? Kommt hier noch sechswertiges Chrom zum Einsatz?

Le Scaon: Möchte man eine olivgrüne Cadmiumbeschichtung erreichen, ist eine Passivierung mit sechswertigem Chrom tatsächlich die einzig mögliche Behandlungsmethode. Zudem hat eine solche Beschichtung den Vorteil, dass sie sich im Falle einer Beschädigung selbst wieder aufbaut. Dies wirkt sich positiv auf die Langlebigkeit der Steckverbinder aus. Außerdem sollte man nicht vergessen, dass eine Passivierung mit sechswertigem Chrom nur 30 bis 45 Minuten dauert, während mit anderen Werkstoffen teilweise bis zu eineinhalb Stunden und mehr für die Beschichtung benötigt werden. Zudem ist Cadmium günstig und leicht verfügbar. Insofern ist es nicht ganz so einfach, eine geeignete Alternative zu finden.

Pichot: Eine der Lösungen, die als Alternative zu einer Cadmiumbeschichtung entwickelt wurde, ist eine Zink-Nickel-Behandlung mit anschließender Passivierung ohne sechswertigem Chrom. Mit diesem Verfahren können wir Produkte herstellen, die einerseits hervorragende Eigenschaften aufweisen, und andererseits in bereits bestehender Ausrüstung eingesetzt werden können. Doch dieses neue Verfahren erweist sich nicht in allen Fällen als geeignet. Um sehr spezielle Kundenanforderungen zu erfüllen, kommen in manchen Fällen immer noch Steckverbinder zum Einsatz, bei denen sich an die Cadmiumbeschichtung eine Passivierung mit sechswertigem Chrom anschließt. Auch für den außereuropäischen Markt ist die Passivierung mit sechswertigem Chrom immer noch ein gängiges Verfahren, da die REACH-Verordnung hier noch nicht gilt, und wir auch hier wettbewerbsfähig bleiben müssen.

Sehen Sie die REACH-Verordnung als Wettbewerbsnachteil?

Le Scaon: Wir sollten nicht vergessen, dass man sich in allen Industriebereichen, in denen große Mengen an chemischen Produkten verbraucht werden, an die Vorgaben der REACH-Verordnung halten muss. Dort gelten die gleichen Fristen wie für uns. Man könnte es also folgendermaßen formulieren: Die Vorgaben der REACH-Verordnung sind nicht leicht zu erfüllen, doch fördern sie andererseits auch zahlreiche Innovationen. Und das wiegt vieles wieder auf.

Pichot: Kaum war REACH in Kraft getreten, erkannten unsere Geschäftsführung und die gesamte Belegschaft, dass wir die verwendeten Verfahren der Oberflächenbehandlung neu überdenken müssen, wenn wir auch in Zukunft Steckverbinder in Frankreich produzieren wollen. Folgerichtig wurden einige größere Investitionen getätigt, und die Zusammenarbeit innerhalb unseres Unternehmens sowie mit unseren Kunden wurden intensiviert. Schließlich sammeln wir durch unsere Arbeit an neuen, innovativen Lösungen als Alternative zu sechswertigem Chrom nützliche Erfahrungen, und erweitern unser Know-how. Von unseren Kunden erfahren wir hier sehr viel Unterstützung. Sie wissen, dass wir auf dem richtigen Weg sind. Denn immer muss es darum gehen, die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu schützen.

D&E: Frau Le Scaon, Herr Pichot, wir danken Ihnen für Ihre Zeit und das Gespräch.

Das Interview führte Ralf Higgelke.