In der modernen Fertigung sind Tauchgold und Vergoldung gängige Oberflächenbehandlungsverfahren, die häufig zur Verbesserung der Produktästhetik, Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit und anderer Eigenschaften eingesetzt werden. Allerdings gibt es erhebliche Unterschiede in der Kostenstruktur dieser beiden Verfahren. Ein tiefes Verständnis dieser Unterschiede ist für Unternehmen von großer Bedeutung, um Prozesse sinnvoll auszuwählen, Produktionskosten zu kontrollieren und die Wettbewerbsfähigkeit am Markt zu verbessern.

Prozessprinzipien und Kostenbasis

Das Vergolden, üblicherweise als chemisches Vergolden bezeichnet, nutzt chemische Oxidations-Reduktions-Reaktionen, um eine Goldschicht auf der Kupferoberfläche eines Substratmaterials, beispielsweise einer Leiterplatte, abzuscheiden. Das Prinzip besteht darin, dass in einer goldsalzhaltigen Lösung Goldionen durch ein spezielles Reduktionsmittel reduziert und gleichmäßig auf der Substratoberfläche abgeschieden werden. Dieses Verfahren benötigt keinen externen Strom, ist relativ schonend und stellt vergleichsweise geringe Anforderungen an die Ausrüstung. Allerdings erfordert der Vergoldungsprozess eine präzise Kontrolle von Parametern wie Zusammensetzung, Temperatur und pH-Wert der Lösung, um die Qualität und gleichmäßige Schichtdicke der Goldschicht zu gewährleisten. Aufgrund des relativ langsamen Goldabscheidungsprozesses ist eine längere Verarbeitungszeit erforderlich, um die gewünschte Schichtdicke zu erreichen, was den Zeitaufwand etwas erhöht.

Der Vergoldungsprozess basiert hauptsächlich auf dem Prinzip der Elektrolyse. In der Elektrolysezelle dient das zu behandelnde Werkstück als Kathode und Gold als Anode. Die Zelle wird in einen goldionenhaltigen Elektrolyten eingelegt. Bei Stromfluss nehmen Goldionen an der Kathode Elektronen auf, werden zu Goldatomen reduziert und lagern sich auf der Werkstückoberfläche ab. Durch dieses Verfahren lässt sich schnell eine relativ dicke Goldschicht auf der Werkstückoberfläche abscheiden, und die Produktionseffizienz ist relativ hoch. Der Elektrolyseprozess erfordert jedoch spezielle Stromversorgungsgeräte, die hohe Anforderungen an Präzision und Stabilität stellen. Dadurch steigen auch die Anschaffungs- und Wartungskosten der Geräte.

Der Kostenunterschied bei der Verwendung von Goldmaterial

Der Goldplattierungsprozess benötigt in der Regel mehr Gold als die benötigte Goldmenge. Da durch die Vergoldung eine relativ dicke Goldschicht erzeugt werden kann, liegt deren Schichtdicke üblicherweise zwischen 0,1 und 2,5 μm. Im Gegensatz dazu ist die durch das Senkgoldverfahren erzeugte Goldschicht dünner. Bei Leiterplatten beispielsweise beträgt die Schichtdicke im Vergoldungsprozess in der Regel etwa 0,05–0,15 μm. Mit zunehmender Schichtdicke steigt auch die benötigte Goldmenge für die Vergoldung linear an. Um während des Elektrolyseprozesses die kontinuierliche Versorgung mit Abscheidungsionen und die Stabilität des Galvanisierungseffekts zu gewährleisten, muss die Goldionenkonzentration im Elektrolyten konstant gehalten werden. Dies führt zu einem höheren Goldverbrauch während des Produktionsprozesses.

Darüber hinaus wirken sich Preisschwankungen bei Goldmaterialien unterschiedlich stark auf die Kosten der beiden Verfahren aus. Da beim Goldvergoldungsprozess relativ wenig Gold verwendet wird, sind die Kostenänderungen bei schwankenden Goldpreisen relativ gering. Beim Vergoldungsprozess, der stark auf Goldmaterialien angewiesen ist, wirken sich Schwankungen des Goldpreises erheblich auf die Kosten aus. Steigt beispielsweise der internationale Goldpreis stark an, steigen die Kosten des Vergoldungsprozesses rapide an, was einen erheblichen Kostendruck auf die Unternehmen ausübt.

Vergleich der Geräte- und Arbeitskosten

Die für den Goldabbau erforderliche Ausrüstung ist relativ einfach und umfasst hauptsächlich den Reaktionsbehälter, das Lösungszirkulationssystem und die Temperaturregelung. Die Anschaffungskosten dieser Geräte sind relativ gering, und auch die Wartungskosten im täglichen Betrieb sind gering. Aufgrund des relativ stabilen Prozesses konzentrieren sich die technischen Anforderungen an die Bediener hauptsächlich auf die Überwachung und Anpassung der Lösungsparameter, und die Kosten für die Personalschulung sind relativ gering.

Der Vergoldungsprozess erfordert spezielle Galvanik-Stromversorgungen, Gleichrichter, Galvanikbehälter sowie komplexe Filter- und Zirkulationssysteme und weitere Geräte. Diese Geräte sind nicht nur teuer, sondern verbrauchen im Betrieb auch viel Strom, was zu hohen Abschreibungs- und Energiekosten führt. Der Elektrolyseprozess stellt zudem extrem strenge Anforderungen an die Kontrolle von Prozessparametern wie Stromdichte, Spannung und Galvanikzeit. Jede Abweichung von einem Parameter kann zu Qualitätsproblemen der Goldschicht führen. Dies erfordert von den Bedienern hohe Fachkompetenz und umfassende Erfahrung, und sowohl die Kosten für manuelle Schulungen als auch die Personalkosten sind relativ hoch.

Weitere Überlegungen zu Kostenfaktoren

In der Produktion spielen weitere Faktoren eine Rolle, die die Kosten beider Verfahren beeinflussen können. Beispielsweise werden für die Lösungsherstellung und -pflege im Vergoldungsprozess verschiedene chemische Reagenzien benötigt. Obwohl die Kosten dieser Reagenzien im Vergleich zu Goldmaterialien relativ gering sind, stellen sie langfristig dennoch erhebliche Kosten dar. Zudem enthält das bei der Goldabscheidung entstehende Abwasser Schwermetalle und chemische Substanzen, die eine spezielle Behandlung erfordern, um die Umweltschutzbestimmungen einzuhalten. Auch die Kosten der Abwasserbehandlung dürfen nicht außer Acht gelassen werden.

Während des galvanischen Vergoldungsprozesses können aufgrund unsachgemäßer Prozessführung Qualitätsprobleme der Goldschicht auftreten, beispielsweise unzureichende Haftung der Goldschicht und ungleichmäßige Schichtdicke. Treten diese Probleme auf, müssen die Werkstücke häufig nachbearbeitet werden, was nicht nur die Material- und Zeitkosten erhöht, sondern auch die Produktionseffizienz beeinträchtigen kann. Darüber hinaus stellt der Vergoldungsprozess hohe Anforderungen an die Produktionsumgebung. Sauberkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Werkstatt müssen aufrechterhalten werden, was die Produktionskosten zusätzlich erhöht.

Zwischen dem Senkvergoldungsverfahren und dem Vergoldungsverfahren bestehen erhebliche Kostenunterschiede. Unternehmen können sich bei der Auswahl des Verfahrens nicht allein an den Kosten orientieren. Sie müssen auch Faktoren wie die Leistungsanforderungen des Produkts, den Produktionsumfang und die Marktpositionierung umfassend berücksichtigen. Bei Großproduktionsprojekten, bei denen Kostenkontrolle von großer Bedeutung ist, ist der Kostenvorteil des Senkvergoldungsverfahrens offensichtlich, sofern keine besonders hohen Anforderungen an Dicke und Verschleißfestigkeit der Goldschicht gestellt werden. Bei einigen High-End-Produkten, wie beispielsweise elektronischen Geräten für die Luft- und Raumfahrt, sind die Anforderungen an Leistung und Aussehen extrem hoch. Auch wenn das Vergoldungsverfahren kostspielig ist, können Unternehmen dieses Verfahren wählen, um den hohen Qualitätsansprüchen ihrer Produkte gerecht zu werden. Nur durch eine umfassende Abwägung verschiedener Faktoren können Unternehmen ein für ihre Entwicklung geeignetes Verfahren wählen und die Kosteneffizienz maximieren.