Wer eine galvanische Chromschicht optimieren will, kennt das Problem: Stromdichte, Temperatur, Elektrolytzusammensetzung und Hydrodynamik wirken alle gleichzeitig auf das Ergebnis – und ihr Zusammenspiel lässt sich kaum vollständig durchrechnen. In der Praxis wird deshalb bis heute meist experimentell optimiert, Schritt für Schritt, mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand. Genau hier setzt das Forschungsprojekt „DigiChrom“ an – ein Verbundvorhaben, an dem auch Betz-Chrom als Industriepartner beteiligt ist.

Was ist das Projekt DigiChrom? DigiChrom ist ein von elf Partnern aus Industrie und Forschung getragenes Verbundprojekt, das digitale Werkzeuge – Machine Learning, Simulationen und eine gemeinsame Ontologie – nutzt, um die komplexen Zusammenhänge zwischen Prozessparametern, Schichtstruktur und Materialeigenschaften bei Chrom(III)-basierten galvanischen Prozessen systematisch zu erforschen. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative MaterialDigital 2; die Laufzeit reicht vom 1. Dezember 2023 bis zum 30. November 2026.

Warum die Galvanotechnik digitale Werkzeuge braucht

Galvanische Prozesse laufen über eine Reihe von Elementarschritten ab – Stofftransport, Ladungstransfer, Oberflächendiffusion, Keimbildung und -wachstum – die alle miteinander in Wechselwirkung stehen. Das Ergebnis sind komplexe Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen: Ändert man einen Parameter wie die Stromdichte, wirkt sich das nicht isoliert, sondern über mehrere Mechanismen gleichzeitig auf die Schicht aus. Genau diese Vielschichtigkeit macht die klassische Optimierung per Trial-and-Error so aufwendig – und liefert am Ende oft nur punktuelles Wissen für einen einzelnen Prozess, statt übertragbarer Erkenntnisse.

Der Ansatz: Ontologie, Machine Learning und Simulation

DigiChrom verfolgt einen dreiteiligen Ansatz:

• Workflows für systematische Daten: Experimentelle und simulierte Daten werden strukturiert erfasst, mit Metadaten angereichert und so für die Forschungscommunity nutzbar gemacht.
• Machine Learning: Aus den gesammelten Prozessparametern werden Struktur-Eigenschafts-Beziehungen vorausgesagt – also Zusammenhänge, die sich rein experimentell nur mit großem Aufwand oder gar nicht vollständig erfassen lassen.
• Digitale Simulation: Sie liefert zusätzliche Daten dort, wo experimentelle Bestimmung an ihre Grenzen stößt, und ergänzt so die reale Messreihe.

Aus der Kombination von experimentellen und generierten Daten entsteht eine Ontologie und ein zugehöriger Werkstoffdatenraum. Der entscheidende Vorteil: Fehlendes Wissen lässt sich aus vorhandenem Wissen ableiten, Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen werden explizit sichtbar gemacht – und aus bestehenden Zusammenhängen lassen sich systematisch neue erschließen, statt bei jedem neuen Prozess wieder bei null anzufangen.

Als praktischen Zugang zu den gesammelten Daten entwickelt das Projektteam zudem ein Chatbot-Interface, über das sich die umfangreichen Informationen zur Chrom(III)-Abscheidung interaktiv abfragen lassen sollen.

Projekt auf einen Blick

Die Projektpartner

Das Konsortium bringt Industrieanwender, Anlagentechnik, Datenspezialisten und Forschungseinrichtungen zusammen:

Als eines von zwei Unternehmen, die im Projekt die industrielle Hartchrombeschichtung vertreten, bringt Betz-Chrom praxisnahe Prozessdaten aus dem laufenden Beschichtungsbetrieb in das Konsortium ein.

Warum das für die Industrie relevant ist

Chrom(III)-basierte Prozesse gelten als umweltfreundlichere Alternative zu klassischen Chrom(VI)-Elektrolyten – bei Betz-Chrom etwa im Rahmen des BeGreenChrome-Verfahrens. Der Umstieg auf Chrom(III)-Chemie ist technisch jedoch anspruchsvoller: Die Prozessfenster sind teils enger, und viele Jahrzehnte an Erfahrungswissen aus der klassischen Chrom(VI)-Hartverchromung lassen sich nicht eins zu eins übertragen. Genau hier setzt der Nutzen von DigiChrom an – je systematischer die Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Chrom(III)-Schichten verstanden und dokumentiert werden, desto schneller und zielgerichteter lassen sich neue Prozesse einfahren und bestehende optimieren, statt sie mühsam per Trial-and-Error zu entwickeln.

Für Anwender in Maschinenbau, Hydraulik oder Sanitärtechnik bedeutet das mittelfristig: eine belastbarere Datenbasis für die Auslegung von Chrom(III)-Schichten, kürzere Entwicklungszeiten bei neuen Anwendungen und eine bessere Vorhersagbarkeit von Eigenschaften wie Schichtdickenverteilung oder Korrosionsverhalten.

Erste Ergebnisse aus dem Projekt

Im Rahmen des Projekts wurden unter anderem folgende Erkenntnisse vorgestellt:

• Positive wie negative Einflussfaktoren auf die Qualität der Chromschicht konnten mit unterschiedlicher Genauigkeit je nach Auswerteverfahren identifiziert werden.
• Über eine Variation der Messstellen ließ sich der Einfluss der Strömung auf die Schichtdickenverteilung bestimmen.
• Sowohl längere Standzeiten als auch längere Ruhezeiten des Elektrolyten wirkten sich messbar negativ auf das Abscheideverhalten aus.
• Untersuchungen zur Korrosionsbeständigkeit – unter anderem mittels Salzsprühtest und elektrochemischer Korrosionsmessung – sind im weiteren Projektverlauf vorgesehen.

Erste Forschungsergebnisse aus dem Projekt wurden 2026 auch wissenschaftlich publiziert, mit Fokus auf Machine-Learning-gestützte Analysen zur Vorhersage und Visualisierung nichtlinearer Zusammenhänge zwischen Materialeigenschaften galvanisch abgeschiedener Chromschichten.

Häufige Fragen (FAQ)

Geht es bei DigiChrom nur um dekorative Verchromung? Nein. Neben Hansgrohe und der TU Ilmenau, die dekorative Chromschichten untersuchen, sind mit Betz-Chrom, IPT, Hochschule Aalen und Fraunhofer IPA gleich vier Partner auf funktionale Hartchrom- und Hartchromdispersionsschichten fokussiert – also genau den Bereich, der für technische Bauteile in Hydraulik und Maschinenbau relevant ist.

Wann werden die Projektergebnisse verfügbar sein? Das Projekt läuft bis Ende November 2026. Zwischenergebnisse werden bereits laufend auf Fachveranstaltungen und in wissenschaftlichen Publikationen vorgestellt; die entstehende Ontologie und der Werkstoffdatenraum werden über die BMBF-Plattform MaterialDigital verfügbar gemacht.

Was hat Betz-Chrom konkret mit dem Projekt zu tun? Betz-Chrom ist einer der elf Projektpartner und bringt als Industrieunternehmen praxisnahe Daten aus der industriellen Hartchrombeschichtung in das Konsortium ein – mit direktem Bezug zu unserem eigenen BeGreenChrome-Angebot auf Chrom(III)-Basis.

Fazit: Aus Erfahrungswissen wird systematisches Wissen

DigiChrom zeigt beispielhaft, wie sich ein traditionell stark erfahrungsbasiertes Verfahren wie die Galvanotechnik durch digitale Methoden systematischer erforschen lässt. Für Betz-Chrom ist die Projektbeteiligung ein direkter Kanal, um aktuelle Erkenntnisse zu Chrom(III)-Prozessen in die eigene Prozessentwicklung einfließen zu lassen – etwa für das BeGreenChrome-Verfahren auf Chrom(III)-Basis.

Sie möchten mehr über unsere Beteiligung an DigiChrom oder über Chrom(III)-basierte Beschichtungsverfahren wie BeGreenChrome erfahren? Sprechen Sie uns an – wir informieren Sie gerne über den aktuellen Stand des Projekts und darüber, was die Ergebnisse für Ihre Anwendung bedeuten können.

Weitere Informationen zum Projekt DigiChrom und den Projektpartnern finden Sie auf MaterialDigital.