Präzise Leistung
Die Fachzeitschrift für Nickel und seine Anwendungen
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BEIM GALVANOFORMEN wird eine leitende Silberschicht durch elektrolytische Abscheidung mit Nickel
überzogen. Aus Nickelionen ensteht in einer Lösung Schicht für Schicht ein gleichmäßiger Überzug, der perfekt
die Originaloberfläche repliziert.
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EINE DURCH GALVANOFORMUNG entstandene Nickelform wird in einer Hochgeschwindigkeits-Spritzgussmaschine
wie dieser zur Fertigung von Tausenden identischer CDs und DVDs verwendet.
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DIE HÄRTE VON NICKEL sowie seine Korrosionsbeständigkeit machen es möglich, dass Milliarden von
mikroskopischen Vertiefungen auf der Oberfläche einer CD oder DVD selbst nach Tausenden von Kopien perfekt
repliziert werden.
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Ermöglicht preiswertes Reproduzieren digitaler Unterhaltung
Von Virginia Heffernan
Nickel Magazine, Mai 2006 -- Es wird erwartet, dass Nickel eine wichtige Rolle beim Wachstum der Unterhaltungsindustrie spielt, während Verbraucher in Europa und der restlichen Welt sich einer neuen Generation elektronischer Geräte zuwenden.
Die Umsätze der Hersteller in der Unterhaltungs-und Haushaltselektronik erreichten nach Angaben von Charles Van Horn, dem Präsidenten des Industrieverbandes IRMA (International Recording Media Association), 2005 einen Betrag von € 160 Mrd., das sind 11 % mehr als im Vorjahr. Van Horn betrachtet die von IRMA-Mitgliedern hergestellten Produkte – CDs und DVDs – als integralen Bestandteil des Wachstums der Elektronikindustrie.
An dieser Stelle spielt Nickel eine Rolle. Jede CD und DVD wird mit einer Form hergestellt, die aus reinem Nickel galvanogeformt wird. Beim Galvanoformen mit Nickel wird ein elektrolytisches Abscheideverfahren ähnlich wie bei der dekorativen Nickelbeschichtung angewandt. Galvanoformen ist bei weitem die präziseste Methode zum Replizieren der Oberfläche eines beliebigen Objekts, einschließlich CDs und DVDs, und Nickel ist wegen seiner einzigartigen physikalischen Eigenschaften, nämlich Härte und Widerstandsfähigkeit gegen Wärme und Korrosion, als einziges Metall dafür geeignet.
Obwohl Gold, Silber und Kupfer ebenfalls galvanogeformt werden können, ist Nickel bei weitem das beliebteste Metall. Es ist nämlich wirtschaftlicher (im Vergleich zu Edelmetallen), vielseitig, hat eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Wärme, Korrosion und Abrieb und kann schnell elektrolytisch abgeschieden werden.
2004 wurden laut IRMA weltweit 17,4 Mrd. CDs und DVDs produziert. Mit jeder Form können etwa 100.000 Scheiben hergestellt werden. Das bedeutet sehr viele Formen und eine große Menge Nickel.
"Wenn Sie eine Aufnahme eines noch unbekannten Streichquartetts verkaufen, stellen Sie wahrscheinlich nur einige tausend Formen her," meint Dr. Tony Hart von der in Großbritannien ansässigen Firma "Hart Coating Technology", die Materialien für CD-Galvanoformungseinrichtungen anbietet. "Bei Aufnahmen des neuesten Hits müssen Sie aber möglicherweise 100.000 oder mehr Formen herstellen."
Die Technologie funktioniert wie folgt: Zuerst werden mit einem Laser Milliarden von mikroskopischen flachen Vertiefungen in einen lichtempfindlichen Belag aus einem organischen Harz gebrannt. Mit den verschiedenen Größen und Positionen entsteht ein Muster, das von einem CD-Player zur Wiedergabe von Musik oder Bildern verwendet wird. Das Harz wird dann mit einer äußerst dünnen Schicht aus reinem Silber überzogen, um es elektrisch leitfähig zu machen. Die Silberoberfläche wird dann durch elektrolytische Abscheidung mit Nickel überzogen. Bei diesem Prozess werden Nickelionen in einer Lösung in Atome umgewandelt, sodass Schicht für Schicht ein gleichmäßiger Überzug entsteht. Dieser Überzug repliziert perfekt die Originaloberfläche.
Die resultierende Galvanoform wird dann vom Original getrennt, wobei jedes Oberflächendetail, einschließlich der Milliarden Vertiefungen, die nur Bruchteile von Mikrometern groß sind, perfekt repliziert wird. Die eigentlichen Produktionsformen werden aus der Originalvorlage in einer Reihe von drei aufeinander folgenden Nickel-Galvanoformungen hergestellt.
"Jede dieser Vertiefungen in der Formoberfläche muss genau die richtige Größe genau an der richtigen Stelle und genau in der richtigen Form haben, andernfalls klingt die Musik falsch oder sehen die Bilder falsch aus," meint Hart.
Durch den mit drei Replikationsstufen erreichten Grad an Genauigkeit und Zuverlässigkeit konnte die CD/DVD-Industrie soweit wachsen, dass viele Anlagen routinemäßig mehr als 100 Millionen Disks pro Jahr produzieren. Technicolor, der weltweit führende Hersteller von CDs und DVDs, mit Fabriken in Europa, Nordamerika und Australien, kann mit seinen Kapazitäten jährlich bis zu 1,7 Mrd. DVDs und 175 Millionen CDs herstellen.
Westeuropa gehört nach IRMA-Statistiken aus dem Jahre 2003 zu den weltweit führenden Herstellern von CD-/DVD-Replikationen mit einem Marktanteil von etwa 26 %. Nordamerika und Asien haben Marktanteile von jeweils 30 %.
Die Industrie steht vor Herausforderungen durch eine Überschwemmung des Marktes mit Piratereiprodukten und Konkurrenz durch digitales Herunterladen von Musik und Filmen. Vor kurzem gab TDK Corp. bekannt, dass es seine europäischen CD- und DVD-Produktionsanlagen als Teil weitreichender Pläne für einen Rückzug aus der Herstellung beschreibbarer Disks schließen werde. Die Entscheidung beruhte auf einem starken Rückgang der Marktpreise für CDs und DVDs und höheren Kosten.
Van Horn anerkennt, dass eine "größere Konsolidierung" im Gange ist, während optische Medien sich an neue Technologie anpassen. Er glaubt aber, dass die Industrie von einem Schritt in Richtung HD (High Definition)-DVDs und Blu-Ray-Disks profitieren kann.
"Die Käufer von Flachbildschirm-Fernsehgeräten werden eine höhere Qualität des Bildes verlangen, das sie
vom aufzeichnenden Datenträger erhalten," erklärte er den Zuhörern beim vor kurzem in Kalifornien
abgehaltenen IRMA Recording Media Forum. "Sie brauchen ein Speichergerät zum Aufnehmen ihrer
HD-Programme."
Bezüglich der Konkurrenz durch herunterladbare Musik und Filme schlägt Van Horn der CD/DVD-Replikationsindustrie vor, von anderen Industriebereichen zu lernen, in denen Verbraucher durch cleveres Marketing überzeugt wurden, dass Produkte mit Wertschöpfung besser sind als kostenlose Produkte aus anderen Quellen.
"Wir müssen unsere Argumente immer wieder vortragen, bis sie überzeugt haben und sitzen. DVD sieht besser aus und klingt besser. Ein besseres Bild und ein besserer Klang bedeuten bessere Unterhaltung."
Die großen Hoffnungen der Industrie ruhen möglicherweise auf der HD-DVD- oder Blu-Ray-Disk-Technologie. Die letztere hat ihren Namen vom blauen Laser, mit dem viel kleinere und dichter angeordnete Vertiefungen gelesen werden können, wodurch eine viel höhere Speicherkapazität verfügbar ist. Wie DVDs etwa die fünf- bis zehnfache Speicherkapazität von CDs haben, wird erwartet, dass die Blu-Ray-Technologie die DVD-Kapazität um einen ähnlichen Faktor erhöht. Sowohl die HD-DVD- als auch die Blue-Ray-Technologie werden vollkommen vom Nickel-Galvanoformungsprozess abhängen.
Noch in diesem Jahr werden Verbrauchern in den USA Blu-Ray-Diskprodukte unter den Playern, Rekordern, HD-Computerlaufwerken, beschreibbaren Datenträgern und PC-Anwendungen, die z. Zt. noch im Entwicklungsstadium sind, zur Verfügung stehen.
Zwischen HD-DVD- und Blu-Ray-Technologie ist ein Wettstreit darüber im Gange, welche von beiden zur dominanten Technologie als Ersatz für CDs und DVDs wird. Sowohl Microsoft als auch Intel haben ihre Unterstützung für HD-DVD angekündigt, während andere Firmen die Blu-Ray-Technologie für höhere Speicherkapazitäten einsetzen möchten. Einige Hollywoodstudios ließen verlauten, dass sie Filme in beiden Formaten publizieren werden.
Die in der Replikation optischer Datenträger tätige Industrie wird unabhängig vom Ergebnis der Entwicklung vom zunehmenden Verbraucherinteresse an HD-Produkten profitieren und Nickel-Galvanoformung wird weiter eine wichtige Rolle in dieser beeindruckenden Wachstumsstory spielen.
Virginia Heffernan ist eine in Toronto ansässige freie Mitarbeiterin.
FOTOS: Louis Palu für das Nickel Institute
Anthony Hart |
