Technologien

BIOZIDFREIER BEWUCHSSCHUTZ UND STRÖMUNGSOPTIMIERTE OBERFLÄCHEN FÜR DIE MARITIME INDUSTRIE | Funktionelle Beschichtungen sind ein wichtiger Bestandteil der maritimen Industrie. Sie schützen Schiffe und andere maritime Technologien vor Korrosion und Biofouling. Am Fraunhofer IFAM werden innovative Beschichtungstechnologien und Materialien erforscht, um eine effektive und dauerhafte Widerstandsfähigkeit gegen Biofouling, Korrosion und mechanischen Abrieb, zum Beispiel durch Unterwasser- Reinigungsverfahren, zu erzielen. Dadurch können die Betriebskosten gesenkt, die Lebensdauer verlängert und der Umweltschutz verbessert werden. Die Entwicklung von leistungsstarken Bewuchsschutzbeschichtungen ist ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigen maritimen Industrie, die sich zukünftig u.a. auf die Klimaneutralität von Schiffen und den Ausbau erneuerbarer Energien auf See konzentriert.

Antihaftbeschichtungen gehören aufgrund ihrer einfachen Nutzung und Reinigung seit Jahrzehnten zu den beliebtesten Beschichtungen für Kochgeschirr wie z.B. Pfannen, Auflaufformen oder Schneidwaren. Gängige Antihaftbeschichtungen werden auf einer PTFE- oder Sol-Gel-Basis hergestellt. PTFE-artigen Beschichtungen droht aufgrund von möglichen PFAS-Restriktionen der EU jedoch in naher Zukunft ein Verbot. Zudem sind diese Beschichtungen nur bedingt haltbar und verlieren mit der Zeit ihre Antihaftwirkung. Außerdem sind sie mechanisch nicht sehr stabil und müssen in einem Ofen eingebrannt werden, womit ein hoher Energieverbrauch verbunden ist. Daher sind neue, nachhaltige Lösungen mit guten Antihafteigenschaften gefragt. Die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer IFAM haben mit der PLASLON®-Beschichtung eine PFAS-freie Alternative entwickelt, die sich durch ihre hervorragenden Antihaft-Eigenschaften in Kombination mit ihrer hohen Beständigkeit auszeichnet.

ROBOTERGESTÜTZTE OBERFLÄCHENVORBEHANDLUNG FÜR DIE SERIENFERTIGUNG | In modernen Prozessketten sind mehrachsige Portalsysteme und Industrieroboter unverzichtbar. Am Fraunhofer IFAM wird dieses Potenzial genutzt, um maßgeschneiderte Lösungen für die industrielle Oberflächenvorbehandlung zu entwickeln. Dank der vorhandenen Robotertechnik können wir unsere Kunden von Laborversuchen über Machbarkeitsstudien bis hin zum kompletten Fertigungsprozess optimal begleiten.

UMWELTFREUNDLICHE PLASMABESCHICHTUNGEN OPTIMIEREN DIE ELEKTRISCHE ISOLATION VON BAUTEILEN | In der modernen Elektronikfertigung sind zuverlässige und effiziente Isolationslösungen unverzichtbar. Sie schützen elektronische Bauteile vor ungewollten elektrischen Kontaktierungen, schädlichen Umwelteinflüssen und vorzeitiger Alterung. Plasmapolymere Dünnschichtsysteme sind PFAS-/fluorfrei und bieten in diesem Kontext optimale Möglichkeiten. Diese technologischen Lösungen verbinden innovative Materialeigenschaften mit einem nachhaltigen Herstellungsprozess und bieten eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Isolationsmethoden wie Vergussmassen und Lacksystemen. Am Fraunhofer IFAM werden mittels Plasmatechnologie ultradünne, teilentladungsfeste Schichten im Mikro- und Submikrometerbereich erzeugt, die die Leistung und Langlebigkeit elektronischer Komponenten erheblich verbessern können.

EFFIZIENTE PLASMABESCHICHTUNG MIT MAßGESCHNEIDERTEN DÜSEN | Die inline-Beschichtung mit Atmosphärendruck-Plasmen hat sich als nachhaltige Lösung in der industriellen Fertigung etabliert. Die Technik bietet beispielsweise umweltfreundlichen Korrosionsschutz und ermöglicht die sichere Haftvermittlung von Klebstoffen und Lacken – und das ohne den Einsatz schädlicher Primer. Dabei stellt jedes industrielle Einsatzszenario individuelle Herausforderungen: Von der Beschichtungsbreite über die Zugänglichkeit komplexer, dreidimensionaler Bauteile bis zur Behandlung temperatursensitiver Materialien. Am Fraunhofer IFAM werden maßgeschneiderte Düsenköpfe entwickelt, die flexibel auf die unterschiedlichen Anforderungen reagieren.

SELBSTHEILENDE BESCHICHTUNGEN – FÜR NACHHALTIGEN SCHUTZ UND EINE VERLÄNGERTE LEBENSDAUER | Selbstheilende Beschichtungen sind ein innovativer Ansatz, um Oberflächen langfristig vor Abnutzung und Schäden zu schützen. Diese intelligenten Materialien sind in der Lage, kleinere Beschädigungen in Lackschichten entweder selbstständig oder durch externe Stimuli wie Temperaturveränderungen, Luftfeuchtigkeit oder UV-Licht zu reparieren. Die Technologie bietet vielseitige Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere zur Reduktion von Wartungskosten und zur Verlängerung der Lebensdauer von beschichteten Oberflächen.

INLINE-STRAHLPROZESSE ZUR REINIGUNG, AKTIVIERUNG UND REPARATUR VON OBERFLÄCHEN | Das klassische Druckluftstrahlen von Bauteilen zur Oberflächen-Reinigung oder zum Abtrag von Beschichtungen erfordert den Einsatz von Strahlkabinen oder aufwendigen temporären Schutzvorrichtungen. Einfacher lassen sich Strahlprozesse, beispielsweise vor dem Kleben, Lackieren, Beschichten oder Reparieren, mit dem kompakten und mobilen Vakuum-Saugstrahlen durchführen. Dabei wird durch einen Industriestaubsauger in einem abgeschlossenen Strahlkopf ein Unterdruck erzeugt, durch den das Strahlmittel auf die Oberfläche beschleunigt und sofort nach dem Strahlprozess wieder abgesaugt wird. So kann ein emissionsfreier Strahlprozesse selbst unter sensiblen Produktionsbedingungen inline erfolgen.

Strömungswiderstandsoptimierende Beschichtungen und Oberflächen, die von biologischen Vorbildern wie Delfinen, Haien und Pinguinen inspiriert sind, bieten zahlreiche Vorteile für die Windkraft, Luftfahrt und Schifffahrt. Innovative Technologien können dazu beitragen, den Kraftstoffverbrauch und somit auch die Emissionen von Schiffen und Flugzeugen zu reduzieren und den Wirkungsgrad von Zukunftstechnologien wie Windenergieanlagen zu erhöhen. Durch die Nutzung bionischer Vorbilder, wie den Sharkskin Riblets, dem Gefieder von Pinguinen oder der Haut von Delfinen können strömungswiderstandsreduzierende Beschichtungen eine Effizienzsteigerung sowie eine Senkung der Betriebskosten ermöglichen.

RÜCKSTANDSFREIE UND TROCKENE REINIGUNG VON BAUTEILEN | Kontaminationen wie Verunreinigungen oder prozessbedingte Trennmittel lassen sich mit CO₂-Schneestrahl-Prozessen von Bauteilen entfernen. Bei diesem Inline-Verfahren wird flüssiges CO₂ schlagartig entspannt, wodurch sich bei geeigneten Strahldüsen unter Zugabe von Druckluft CO₂-Schneekristalle bilden. Diese werden auf die zu reinigenden Oberflächen geblasen, wo sie durch die unmittelbare Sublimation schädigungsfrei auch empfindliche Oberflächen effizient reinigen.

MITTELS LASERTECHNIK - STABILE GRENZFLÄCHEN FÜR DEN METALLHYBRID-GUSS UND DAS KUNSTSTOFF-SPRITZGIEßEN ZUR STEIGERUNG DER VERBUNDFESTIGKEIT | Die Lasertechnik bietet optimale Möglichkeiten zur Vorbehandlung von Oberflächen. Forscherinnen und Forschern des Fraunhofer IFAM ist es gelungen, mittels einer Laservorbehandlung eine signifikante Steigerung der Verbundfestigkeit im Metall-Metall-, Metall-Kunststoff- oder Kunststoff-Verbund zu erreichen. Die hohen Grenzflächenfestigkeiten resultieren aus form- und kraftschlüssigen Mikroverklammerungen zwischen laserbehandeltem Bauteil und infiltriertem Metall oder Kunststoff. Grundlegend sind neuartige, laserinduzierte Kanäle auf Bauteilen, welche eine vollständige Infiltration mit Schmelzen oder Kunststoffen ermöglichen. Zudem können gegenüber konventionellen Fügemethoden durch die Integration des Fügeprozesses in den Urformvorgang Produktionszeit und -kosten eingespart werden.