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Modellbau: Oberflächen–Behandlung

Galvanisieren

Manche Technologien sind in Modellbau–Kreisen kaum bekannt oder werden nur selten benutzt, obwohl diese sehr nützlich sein können - und preiswert dazu.

Dazu gehört beispielsweise die Galvanotechnik. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem (meist mittels Strom) in einem Bad Metallteile (Ionen) abgeschieden werden, die sich auf einem Teil absetzen, das den elektrischen Gegenpol leitet.

Das geschieht so lange, bis auf dem Teil ein etliche µm (Mikrometer) dicker, gleichmäßiger Metall–Überzug entstanden ist. Für diese Form von Beschichtung eignen sich unter anderem Kupfer, Nickel, Silber und Gold.

Für Modellbahner sind besonders Vernickelungen und Vergoldungen interessant. Fremde Seite Conrad bietet unter der Nummer 53 05 06 ein Handgalvanisier–Set an (geeignet für Tampon–Galvanisieren). Der Zubehör–Satz 52 79 83 ermöglicht das Galvanisieren in der Wanne. Für beide Sets mit allem nötigen Zubehör sind (2010) rund 50,- € zu veranschlagen. Dazu kommt eventuell noch ein passendes Netzteil (siehe weiter unten) oder Nickel–Elektrolyt mit einer Nickel–Anode.

Auf einer weiteren Seite gehen wir noch detaillierter auf das Thema „Schienen selbst vernickeln” ein.

Abschnitte dieser Seite:

 

Tampon–Galvanisieren

Beim Tampon–Galvanisieren wird das Elektrolyt mit einem Schwämmchen, dem Tampon, an das zu behandelnde Teil gebracht. Elektrolyt heißt das Bad, in dem unsichtbar die abzuscheidenden Metall–Partikel gelöst sind.

Die zu beschichtenden Teile müssen zwei Bedingungen erfüllen: Sie müssen eine elektrisch leitfähige Oberfläche haben und absolut blank und fettfrei sein. Weiter unten wird beschrieben, wie Sie auch Kunststoff–Gegenstände vernickeln können.

Zum Galvanisieren mit Strom wird eine Spannungsquelle benötigt. Für erste Versuche mit diesem Set genügen zwei Batterien mit 1,5 Volt. rundsätzlich ist jedoch der Einsatz eines preiswerten Labor–Netzteils besser (siehe auch die Hinweise weiter unten).

Befeuchten Sie ein Schwämmchen und drücken es aus. Das Schwämmchen wird dann auf dem Galvanisier–Kopf befestigt. Dann gießen Sie etwa zwei Teelöffel des Elektrolyts in eine Untertasse.

Das zu behandelnde Teil wird mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden und damit zur Kathode. Der Galvanisierkopf führt den Pluspol und ist damit die Anode.

Hinweis: Das Kabel mit der Klemme am Gerät ist nur ein Masseanschluss. Die Stromversorgung muss über die 2,5 mm–Klinkenbuchse erfolgen. Wenn Sie ein Labornetzteil benutzen, hilft ein Adapter für einen Stecker, an dem Sie ohne Kurzschluss–Gefahr Krokodilklemmen anbringen können.

Jetzt wird das Schwämmchen mit Elektrolyt getränkt und langsam auf dem Werkstück bewegt. Elektrolyt ist kein Lack. Es kommt auf den kontinuierlichen Stromfluss zwischen Anode und Kathode an. Das Elektrolyt hat einen vernachlässigbaren Widerstand und leitet den Strom. Setzen Sie also nur ab, um neues Elektrolyt aufzunehmen. Wenn Sie mit einem Netzgerät arbeiten: Bei diesem Verfahren sollte der Strom etwa 250 bis 300 mA betragen und die Spannung rund 3 bis 5 Volt. Eine Tabelle geeigneter Spannungen und Ströme finden Sie weiter unten.

Nach einer Weile wird sich das Metall, beispielsweise Nickel, auf dem Teil absetzen. Dieser Vorgang kann durchaus eine Weile dauern. Dabei muss das Schwämmchen stets nass bleiben. Nehmen Sie ab und zu frisches Elektrolyt auf. Wundern Sie sich beim Vernickeln nicht darüber, wie dunkel dessen Farbe ist - das ist für engagierte Modellbahn–Freunde gerade gut und normal.

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Galvanisieren in der Wanne

Beim Galvanisieren in der Wanne müssen Strom und Spannung ziemlich genau eingehalten werden. Wer kein einstellbares Netzgerät hat, kann sich zur Not mit einer geeigneten Spannungsquelle und einem Widerstand in der Plus–Leitung helfen.

Geeignete Netzteil–Bausätze sind um vertretbar kleines Geld im Handel zu finden. Etwas geübtere Hobby–Elektroniker sollten aber auch keine Schwierigkeiten haben, sich selbst eine noch preiswertere Alternative für diesen Zweck zu bauen. Hinweise dazu finden Sie im Elektronik–Bereich. Einen Tipp für ein Fertiggerät finden Sie am Ende dieses Abschnitts.

Die folgende Tabelle zeigt die Werte für die wichtigsten vier Elektrolyte. Dabei muss der Stromwert mit den Quadratzentimetern der Oberfläche des zu behandelnden Teils multipliziert werden. Formeln zur Flächen–Berechnung finden Sie bei Grundlagen: Mathematik.

Elektrolyt
Spannung
Strom je cm²
Kupfer, Link zum Glossar sauer
1 bis 3 Volt
30 bis 35 mA
Nickel, sauer
2 bis 4 Volt
10 bis 50 mA
Silber, sauer
1 bis 3 Volt
10 bis 30 mA
Gold, Link zum Glossar alkalisch
2 bis 3 Volt
20 bis 50 mA

Als nächstes muss die richtige Anode gewählt werden.

Anode
Eignung für …
Kupfer
Kupfer
Nickel
Nickel
Edelstahl
Silber, Gold

Wie in der Prinzip–Skizze gezeigt, wird die Anode mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden und das Werkstück, die Kathode, mit dem Minuspol. Je nach Anordnung kann es nötig sein, vor der Anode ein gelochtes Stück Kunststoff anzubringen, um Kurzschlüsse zu verhindern.

Wenn das Elektrolyt eingefüllt ist und das Netzteil in Betrieb genommen wurde, beginnt der Abscheidungs–Prozess. Als grobe Faustregel kann gelten, dass sich bei Kupfer eine Schicht von etwa einen Mikrometer (µm, ein Tausendstel Millimeter) je Minute bildet.

 

Weitere Hinweise zum Galvanisieren

Nach dem Galvanisieren spülen Sie die Teile mit klarem Wasser ab und reiben mit einem Tuch matte Stellen blank. Verwenden Sie dabei kein Silber–Putztuch oder Metall–Putzmittel, sonst können Sie den Galvanisier–Vorgang nicht wiederholen.

Gegenstände aus Stahl, Eisen, Zink oder Zinn können nicht zuerst verkupfert werden, da saures Kupfer darauf nicht hält. Tragen Sie zunächst eine Nickel–Schicht auf, dann klappt es.

Auch Kunststoff–Teile können - mit einem Trick - galvanisch behandelt werden. Dazu lackieren Sie diese zunächst mit Silberleitlack (ebenfalls bei Conrad erhältlich). Wenn dieser leitfähige Auftrag gut durchgetrocknet ist, müssen Sie die Teile zunächst verkupfern und können sie dann vernickeln oder versilbern.

Die Reste der verbrauchten Elektrolyte sind Sondermüll. Wenn Sie in Ihrer Stadt keine Entsorgungsstelle haben, lassen Sie diese an einem sicheren Ort, möglichst im Freien, austrocknen, bis nur noch ein pulveriger Rest übrig ist. Der wird Ihnen bei einer höflichen Bitte vielleicht in der Apotheke abgenommen.

Die bei Conrad erhältlichen Elektrolyte sind Cyanid–frei und damit eigentlich ungefährlich. Dennoch haben sie nichts in der Nähe von Lebensmitteln oder Kindern verloren. Falls doch etwas geschieht, rufen Sie erst den Notruf 112 und dann eine der Giftnotruf–Zentralen an.

Und noch ein Tipp. Gold, vor allem solches mit Link zum Glossar 24 Karat, sieht nicht aus wie Messing. Daher wirken beispielsweise die von LGB® vergoldeten Teile unnatürlich. Wenn Sie nicht vermessingen können oder die Teile gleich aus Messing bauen, sind Sie mit einer Mischung aus Bronze– und Silberfarbe besser bedient.

Gold hat im Modellbau aber eine andere wichtige Eigenschaft. Es ist resistent gegen Korrosion und Funkenschläge, jedenfalls weit mehr als Kupfer, Messing oder Neusilber. Daher ist es beispielweise eine gute Idee, kritische Schleifkontakte zu vergolden.

Nickel ist hingegen ein idealer Auftrag für Teile, die (selbst) aus Messing angefertigt wurden und silbern oder Stahl–farbig statt Messing–farben glänzen sollen, beispielsweise die Radreifen selbst gebauter Räder, Türgriffe, Handräder und vor allem Modellbahn–Schienen.

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