Mit dem Ausmaß der Reibung von Bauteilen während des Produktionsprozesses steigen auch der Energie- und der Ressourcenverbrauch. Beides zu minimieren hat sich das Projekt NANODYN zur Aufgabe gemacht. Die Forscher haben mikro-und nanoskalig strukturierte Plasmabeschichtungen entwickelt, die die Reibung und damit auch den Verschleiß industrieller Bauteile vermindern. In innovativ beschichteten Wälzlagern wurde so die Reibung um 30 Prozent gesenkt. Zudem weisen sie erheblich längere Laufzeiten in der Anwendung auf. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz der neuartigen Beschichtungen ist die Minimierung der Eisbildung an Flugzeugflügeln. Im Rahmen von NANODYN wurde eine selbstklebende Kunststofffolie entwickelt, bei der eine vergleichsweise Verminderung der Eishaftung um mehr als 90 Prozent erreicht wurde. Die plasmabeschichteten Flugzeugflügel müssen hinfort nicht mehr durch an Bord erzeugte elektrisch erzeugte Wärme vor dem Vereisen geschützt werden, wodurch Treibstoffeinsparungen von bis zu 30 Prozent möglich sind. Auch neuartige funktionale Textilien wurden im Rahmen von NANODYN hergestellt. Hochleistungsrechner haben die Vorgänge auf atomarer Ebene simuliert und damit Theorie und Praxis deckungsgleich zusammengeführt. Auf dieser Grundlage sind die Ergebnisse aus dem Projekt NANODYN auf neue Anwendungsfelder wie auf die Beschichtung von Oberflächen bei medizintechnischen Implantaten oder auf den Vereisungsschutz bei Solarpanelen übertragbar.
NANODYN — Effiziente Fertigung plasmastrukturierter Oberflächen
- Verbundprojektkoordinator
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CEROBEAR GmbH, HerzogenrathDr. Heinz Hilgers0177 333211302407 96224
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- Projektpartner
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EADS Innovation Works, München
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Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB), Stuttgart
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Pink GmbH , Wertheim
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ROWO Coating Gesellschaft für Beschichtungen mbH, Herbolzheim
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Universität Bremen, Bremen Center for Computational Materials Science (BCCMS), Bremen
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- Projektwebsite
Durch eine nanoskalig strukturierte Beschichtung können Oberflächen und deren Benetzungsverhalten so verändert werden, dass die Ressourceneffizienz der Produkte aufgrund verminderter Reibungs- und Verschleißverluste maßgeblich verbessert wird. Die Vereisung von Flugzeugflügeln und Windrädern ist beispielsweise ein komplexes Problem, das durch gezielte Veränderung der Oberflächeneigenschaften beeinflusst werden kann. Die aufwändige Heizung der Flügelvorderkanten kann so reduziert und Flugbenzin sowie CO2-Emissionen eingespart werden. Ziel des Projekts NANODYN ist die Entwicklung einer Produktionstechnik, die durch lokal strukturierte Oberflächenbeschichtungen effizientere Bauteilfunktionen ermöglicht. Mikro- und nanoskopische Vorgänge auf reibenden sowie be- und entnetzenden Oberflächen zu untersuchen und zu simulieren, sind weitere wichtige Aspekte dieses Projektes. Dabei wird der Ansatz verfolgt, die technischen Anforderungen auf die Grenzflächenbeschaffenheit zurückzuführen und sie durch eine nanoskalig strukturierte Schicht zu beeinflussen. Im Ergebnis stehen Prozesse und Anlagen für den industriellen Einsatz zur Verfügung, durch die Benetzungseigenschaften gezielt eingestellt werden können. Diese Technologie kann vielfältig eingesetzt werden, so für Bauteile aus der Luftfahrt und für die Beschichtung von Bandwaren und Wälzlagern.
Lösungen
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Weniger Reigung und Verschleiß durch mikro-und nanoskalig strukturierte PlasmabeschichtungenDr. Heinz Hilgers CEROBEAR GmbH, Herzogenrath Tel.: 0177 3332113 Fax: 02407 96224 hehilgers@aol.com
