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Über die Herstellung der CD - noch ein Artikel

Über die Herstellung und die Probleme sowie die Entwicklungen der Herstellungs- Methoden kann eigentlich nur ein direkt Beteiligter wirklich kompetente Auskunft gegen. Und der - bei uns heißt er einfach nur Mr. Makrolon - war Mitarbeiter bei Bayer Leverkusen. Er hat dafür sorgen müssen, daß diese Riesenmengen an Polycarbonat (Makrolon ist nur das Warenzeichen der Bayer Werke für diesen Stoff) in astreiner Qualität überhaupt zur Verfügung standen. Von ihm kommen auch jede Menge an Ergänzungsinformationen, die so nicht bekannt waren (damals Firmengeheimnisse) und immer noch nicht bekannt sind.

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Hier der Artikel aus dem Frühjahr 1984 :

Die Herstellung der CD
„Reine Luft und Höllenlärm" von Uwe Andresen

Einer der größten und bedeutendsten Hersteller der digitalen Compact Disc ist die Polygram in Hannover. An der Expansion dieses hochmodernen Unternehmens läßt sich der ebenso sprunghaft wachsende Terraingewinn der CD auf dem HiFi-Sektor ablesen.

Wie so eine großtechnische Produktion vor sich geht, deren Bedingungen noch vor einigen Jahren allenfalls in der Weltraumtechnik oder in der Halbleiterfertigung vorstellbar waren, sagt uns "Uwe Andresen". Der Musik- und HiFi-Fachmann hatte Gelegenheit, sich in Hannover über den neuesten Stand der „Laser-Kunst" zu informieren.

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Die "größte" CD-Fertigungsstätte der Welt ..... ?

Da stehe ich nun, am Eingang zur „größten CD-Fertigungsstätte der Welt": Werk II der Polygram in Hannover-Langenhagen. Der Pförtner schiebt mir eine rote Plastikkarte zu, den magnetischen Schlüssel für ein vertikales Drehkreuz.
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  • Anmerkung : Wie bei den Testsiegern und sonstigen Test-Gewinnern in den Hochglanz-Magazinen gilt auch dieses "Prädikat" nur ein paar wenige Monate lang. Max Grundig war auch mal der größte Tonbandgerätehersteller der Welt und auch AKAI war (danach) mal der größte Tonbandgerätehersteller der Welt. Und heute in 2017 ?????

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Alles unter klinischen Bedingungen

Und wenn dieses Plastikkärtchen schon nicht an das „1984" (Anmerkung : Ein Roman von George Orwell) gemahnt, die Bilder, die ich zur Vorbereitung meines Rundgangs erhalten habe, tun es allerdings: Geschlechtslose grüne Gestalten stapfen durch die blitzblanksterilen Räume. Gerade die kalte Uniformität strahlt eine bedrückende Atmosphäre aus. Ein Kreißsaal erscheint dagegen fast gemütlich.

Aber diese klinischen Bedingungen sind eben nur Ausdruck der ungeheuren Anfälligkeit des digitalen Kindes. Jedes Stäubchen wäre sein Ende, so muß es unter „Reinluft-Bedingungen" auf die Welt gebracht werden.
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Die Entstehungsgeschichte in "Kurzform"

Diese Entstehungsgeschichte ist zwar an eine äußerst aufwendige Technik gekoppelt, aber theoretisch doch leicht erzählt: Die auf dem Magnetband aufgezeichnete Musikinformation wird in einen „Master" geschnitten; nun aber nicht mit dem heißen Stichel und als Rille, sondern mit dem Laserstrahl als digitales PCM-Muster.

Anhand des Masters werden Preßmatritzen hergestellt, die CDs massenhaft gepreßt und schließlich in weiteren Produktionsschritten verspiegelt, mit Schutzlack behandelt, etikettiert, geprüft, verpackt. Wie gesagt: theoretisch einfach. Denn daß die Sache auch in der Praxis funktioniert, grenzt ja ans Wunderbare.

Mastering per Laserstrahl

Das Mastering für das Polygram-Repertoire ist freilich zur Zeit noch die Sache von Philips in Eindhoven. Dort werden die Master - seltsam wuchtige Glasplatten mit einer lichtempfindlichen Beschichtung - durch den Laserstrahl belichtet, und zwar nach Vorgabe durch das Digitalsignal: Aus Nullen und Einsen werden Belichtungen und Nichtbelichtungen.

Wo aber das Laserlicht auftritt, verändert sich die Photoschicht; dort löst sie sich im Entwicklungsbad einfach ab und hinterläßt winzige Vertiefungen - die berühmten „Pits". Die sind 0,1um (1/10000 mm!) tief, 1 bis 3um lang und 0,6um breit, gehören also in Größenbereiche, die einfach nicht mehr vorstellbar sind.

Und doch: Zwischen dem ersten und dem letzten Pit einer CD mit 60 Minuten Spielzeit liegen mehr als 4,5 km; eine gewaltige Strecke, die spiralförmig auf der kleinen Scheibe untergebracht ist.

Väter, Mütter, Söhne...

Nun müssen diese Mikroinformationen aber vervielfältigt werden. Vom versilberten Master, sozusagen der Ur-CD, wird in Hannover (Werk I der Polygram) auf galvanischem Wege ein Negativabdruck aus Nickel hergestellt: der „Vater".

Mit ihm ließen sich bereits CD-Pressungen ausführen, um aber wirklich hohe Auflagen erreichen zu können, braucht es mehr als eine (verletzliche) Matrize. Also bleibt der Vater da. Nach seinem Bild entstehen mehrere „Mütter" (die wieder mit dem Master identisch sind), und von den Müttern wiederum jeweils mehrere „Söhne" - die eigentlich Preßmatritzen für das Werk II.

Bei dieser galvanischen Kopiererei sind Verfahren notwendig, die im Hinblick auf die erforderliche Präzision die Grenzen des physikalisch Machbaren streifen. Wo die Genauigkeit geradezu in atomaren Dimensionen bestimmt ist, beginnt Konfession.

Und so mag man glauben (oder nicht), daß in der Galvanik keine Informationen vom Master zum Sohn verlorengehen. Korrigierbar wären eventuelle Fehler eh nicht; denn es gibt eben nirgends eine Rille, um mit haarfeinem Stichel (Anmerkung : wie bei der normalen Vinyl-Schallplatte) zu kratzen.

Damals : Photographieren verboten

Das eigentlich Phänomenale des neuen Massenprodukts nimmt jedoch an diesem Punkt erst seinen Anfang - und mit ihm mein Rundgang bei Polygram. Mit einer Mischung aus Ehrfurcht und Skepsis mache ich mich auf den Weg, werde von Frau Rinne noch einmal freundlich darüber belehrt, daß das Photographieren verboten ist: „Wir wollen Know-how verkaufen, nicht verschenken."

Dann geht es durch Fabrikhallen, vorbei an gewaltigen Stapeln von Schallplattentaschen, quer durch die MusiCassetten-Abteilung, hinein in die ehemalige Lagerhalle, die jetzt innerhalb von anderthalb Jahren (und mit 30 Millionen Mark) zur CD-Fertigung aus- und umgebaut wurde.

Gewerkelt wird übrigens immer noch; denn der Platz reicht schon so wenig wie der Maschinenpark: CD heißt Wachstum, heißt - auch das ist heute ein Aspekt - Erhalt von Arbeitsplätzen, die bei stark rückläufiger LP-Produktion sonst wegfielen.
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  • Anmerkung : Hier steht es zwischen den Zeilen. Auch der Verkauf von schwarzen Scheiben ist bereits rückläufig, noch nicht so sehr wie der von Plattespielern, aber merkbar. Alles wartet. - 10 Jahre später wurden viele der großen Vinyl-Presswerke bereits geschlossen. Die Stückzahlen sanken von weit über 500 Millionen Stück pro Jahr !!! auf unter 20 Millionen. In den Jahren danach auf unter 2 Millionen.

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Geplant: 14 Millionen CDs 1984

5,6 Millionen CDs im vergangenen, geplante 14 Millionen in diesem Jahr. Betrieb in drei Schichten, rund um die Uhr. Expansion an jeder Ecke.

Und dann sollen möglichst bald auch noch Mastering und Galvanik hier untergebracht werden. Jetzt läßt die Polygram teilweise in Japan (!) fertigen, weil die Aufträge anders nicht zu bewältigen sind. Wie verträgt sich das mit der Überzeugung, „in der Produktion einiges besser als die Japaner" zu beherrschen?
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Es geht los . . . .

Ganz hinten, in einer Nische, geht es los. Da wird das Preßmaterial aufbereitet. In dicken Säcken lagert das Polycarbonat als weißes Granulat, kommt in eine Art mittelgroßes Silo, gelangt durch Rohrschlangen in die Reinigung (Staubteilchen werden dort einfach herausgepustet) und in die Trocknung - selbst geringe Restfeuchtigkeit würde sich unangenehm niederschlagen.

  • Anmerkung : Das stimmte so schon nicht mehr, das Polycarbonat kam in großen Tonnen von Bayer Leverkusen an. Es waren quasi in 4 bis 5mm Länge abgehackte weiße ca. 5mm dicke Spagetti.

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Noch ist es Handarbeit

Und nun gibt es schon die erste Überraschung: Die Preßmaschinen werden nämlich nicht automatisch betankt... es kommt jemand mit großem Eimer, zapft das Granulat per Hand und füllt es dann nach und nach in die Trichter auf der Rückseite der Pressen. Das geschieht in jener „Grauzone", die noch zwischen Reinluft und Außenwelt liegt.

Produktion in staubfreier Atmosphäre

Weiter ans nächste Fenster. Hier gibt es Einblick in die „verbotene Stadt", die Reinluft-Räume. Hier geistern nun endlich die Leute in ihren tarnfarbenen Schutzanzügen umher, putzen die Nickelmatrizen, tauschen Matrizen aus, kontrollieren die fleißigen Maschinen. Sie arbeiten - ständig wie im Zoo begafft - in einem schier unglaublichen Lärm, für den in erster Linie die monströse Reinluft-Anlage oberhalb der Räume verantwortlich ist.

Ein Höllen-Spektakel mit höllischem Brausen und Brummen

Auch wenn das Pressen Spektakel macht, es geht in dem höllischen Brausen und Brummen der Belüftung völlig unter.

Frau Rinne hat sichtliche Mühe, sich mit ihren Erläuterungen verständlich zu machen; ich habe Mühe, ihre Erläuterungen überhaupt zu verstehen. Immerhin kriege ich noch mit, daß sie „immer Halsbonbons parat" hat, seit sie diese Führungen macht.

Hier wird also der reine, vollendete Klang gefertigt, wird Musik vervielfältigt, die in absolute Stille aushaucht.

Pressung mit 50t Druck

Der Preßvorgang selbst bleibt freilich unsichtbar. Durch eine Düse wird das auf 180° erhitzte Polycarbonat auf die Preßmatrize gespritzt, dann quetscht ein Hebel noch kräftig (50t) hinterher, um die zarten Pits auch mit Sicherheit in den Kunststoff zu drücken. Herauskommt schließlich eine völlig durchsichtige CD, auf der einen Seite mit Pits versehen, auf der anderen Seite vollkommen glatt.

Wenn alles richtig lief, zeigen sich im Material keine Einschlüsse oder Bläschen, keine Unebenheiten, hat kein Staubkörnchen dem vollendeten Klang schon hier den Garaus gemacht.

Transport mit Magazinen auf Rollwagen

Aus der Presse rutscht die CD in ein Magazin, das die Scheibchen bis zur Verpackung betreut. Diese Magazine werden auf Rollwagen geladen, in einen anderen Raum transportiert, dort auf eine spezielle Maschine gesteckt.

Und nun sollen eigentlich flinke Roboterhände die noch unverspiegelten CDs für die Metallisierung auf ein flaches Blech heften.

Wenn es dann mal klemmt . . . .

Aber die Automatik streikt. Reparatur steht an; die ratlosen Gesichter der Grüngekleideten sprechen für sich. Offenbar haben die herumliegenden Schraubenzieher nicht geholfen, deshalb greift nun ein ganz Beherzter zu einem imposanten gelben Gummihammer (wie man ihn beim Campen verwendet) und macht sich am störrischen Blech zu schaffen.

Dabei stört aber ein Magazin, das kurzerhand abgenommen wird, sich leider verhakt - der Inhalt purzelt auf den Boden. Die arme Frau Rinne möchte mir jetzt am liebsten schnell den nächsten Fertigungsschritt zeigen, doch ich bin neugierig: Die gefallenen CDs werden mit einem Griff zusammengerafft und auf ein schon etwa 50 CDs hohes Häufchen geklatscht. Kein heimlicher Versuch, das Mißgeschick unerlaubt auszubügeln.
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Ausschußrate streng geheim

Zugegeben, es ist ein durchsichtiges Manöver, ausgerechnet jetzt das Gespräch auf die Ausschußzahlen zu lenken. Aber ich erfahre auch nur, daß diese Zahlen offenbar ebenfalls zum gehüteten Know-how gehören. Viel Raum für Spekulation.

„Am Anfang hatten wir tatsächlich bis zu 50% Ausschuß", erklärt mir Frau Rinne, „aber davon kann heute keine Rede mehr sein. Ich darf zwar keine konkrete Zahl nennen, aber das ist heute wirklich ganz gering."

Es muß noch kräftig optimiert werden

Obwohl hier tatsächlich sehr rigoros selektiert wird, sehe ich überall nur kleine Ausschußstapel. Außerdem wird über die Fehler sehr freimütig berichtet, etwa die Etiketten- Kuriositäten: Die CD erhält das Etikett erst ganz am Ende, und da ist es eben schon vorgekommen, daß die aufgedruckten Angaben etwas anderes versprachen, als der Inhalt schließlich einhielt.

So freut man sich bei der RCA im Augenblick über eine echte Rarität: Ein Konzert für zwei Trompeten, Streicher und Basso continuo von Schubert. Die Polygram hat's geliefert.

Spieglein, Spieglein - aus Aluminium

Trotzdem: Am heikelsten bleibt die Technik, denn nicht nur während der Pressung braucht es Reinluft, auch für die Verspiegelung der durchsichtigen Scheiben ist sie unbedingt erforderlich. Dieser Spiegel, der den Laserstrahl im CD-Player reflektiert, besteht aus dem Hauch einer Aluminiumschicht.

In einer speziellen Vakuumkammer werden die Aluminiumatome von der Anode in Richtung Kathode abgeschossen. Da hat sich allerdings längst ein Blech mit 35 CDs in den Weg gestellt - die Scheiben fangen die Atome auf der Pit-Seite auf. Wo das Metall nicht haftet, bleibt die CD transparent, gibt also dem Laserabtaster keine Information preis. Dann muß die Fehlerkorrektur des Players schwitzen... oder aufgeben.

... mit Lack versiegelt

Außerdem darf diese Schicht von bloß atomarer Dicke nicht ungeschützt bleiben. Daher landen die CDs nun wieder in den Magazinen. Im nächsten Raum fischt Kollege Roboter wieder eine CD nach der anderen heraus, bringt sie auf Touren und spuckt ein wenig dickflüssigen Lack darauf - der verteilt sich durch die rasche Rotation äußerst gleichmäßig über die metallisierte Oberfläche. Dieser dünne „Schutzlack" wird trocken gefönt, die CD kommt zurück ins Magazin.

Die "Guten" werden noch gestanzt

Für das harte Leben in der staubverseuchten Welt immunisiert, dürfen die guten Stücke nun also die „Klinik" verlassen, um gleich mit einer Stanze Bekanntschaft zu machen.

Das bei der Pressung mitgelieferte kleine Mittelloch hat nämlich nur Hilfsfunktion. Jetzt wird ein größeres, äußerst präzises Loch gestanzt, und zwar individuell: Vier Laserstrahlen orientieren sich an einer bestimmten CD-Spur, steuern dann eine Automatik zur Ausrichtung der Scheibe und geben der Stanze grünes Licht. Diese spurbezogene Zentrierung, die sich auf Bruchteile von Millimetern bezieht, läßt sich selbst bei geduldiger Beobachtung nur ahnen, nicht wirklich wahrnehmen.

Jetzt kommt das Etikettieren bzw. Stempeln

Zurück im Magazin geht es an das Etikettieren. Und das heißt hier: Direkter Aufdruck auf die CD, Label und Informationen in höchstens drei Farben, mitunter nur mit Phantasie lesbar. Die CDs kommen auf das Fließband, rutschen schrittweise unter drei schwammartige Stempel und die jedem Stempelvorgang folgende Kurztrocknung. Sofern die Laufzettel der Magazine und die Druckvorlagen stimmen, steht nun auf der CD, was in ihr steckt. Fertig. Wieder hinein ins Magazin.

Endkontrolle mit Auge und Ohr - im Stau

In der Endkontrolle gibt es bereits einen gewaltigen Stau. Vollgeladene Rollwagen stehen gedrängt. Ein gutes Dutzend umgebauter Philips-Abspielgeräte spielt entnommene Stichproben, während eine kompliziert aussehende Elektronik alle technischen Fehler registriert. Andere Stichproben werden dagegen von Menschenohr kontrolliert.

Und jede CD glitzert endlich unter der Lupe, auf Einschlüsse, Blasen, Kratzer, Metallisierungsfehler geprüft: Ausschuß kommt in einen Karton rechts, wird auf einer Strichliste vermerkt. Abgesegnete Scheiben werden auf den schwarzen Plastikeinsatz für die CD-Cassette gesetzt.

Nur einmal sehe ich eine der prüfenden Damen zögern: Sie hält den Prüfling noch einmal gegen das Licht. Offenbar funkeln hier Metallisierungsfehler wie ein nächtlicher Sternenhimmel. Ab in den rechten Karton damit. Und einen Strich auf die Liste - die allerdings schon recht lang ist.

Noch kontrollieren Menschen die CDs ......

„100%ige optische Endkontrolle" nennt Frau Rinne das und gesteht ungefragt ein, daß die Konzentration der Kontrolleure im Laufe der Arbeitsstunden sicher nachläßt: „Da können schon mal Unaufmerksamkeiten passieren." Und deshalb zeigt sie mir ein neues Prüfinstrument, eine beeindruckende Laserabtaster-Anlage, die die fertigen CDs künftig in Sekundenschnelle prüfen und sortieren soll: in gute, bedenkliche, zweifelhafte, schlechte.

Auch bei der Verpackung hilft bald die Technik. Doch steht vor der möglichen Automatisierung die Neugestaltung der Verpackung - die gewohnte Plastikcassette wird wohl ersetzt. Wodurch, steht noch nicht fest. Bislang wird jedenfalls noch von Hand verpackt: Das (handgefalzte) Rückseitenblatt wird eingelegt, der Plastikeinsatz mit der CD draufgesteckt, das Begleitheftchen hineingefingert. Merkwürdiger Kontrast zur Hochleistungstechnik nebenan. Aber auch Beweis dafür, daß es mit der CD jetzt erst richtig losgeht.

Uwe Andresen in STEREO DIGITAL im Frühjahr 1984
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