DIE OBERFLÄCHE 2015 | Das Rennen um den ersten Platz machte Sto für eine intelligente Fassadenfarbe nach dem Vorbild des Nebeltrinker-Käfers. Platz zwei und drei belegten Tubex und Airbus mit einem umweltfreundlichen Verfahren zum Innenbeschichten von Dosen sowie mit einer eisphoben Oberfläche zum effizienten Enteisen von Flugzeugkonfigurationen.
Silke Kern Organisation „DIE OBERFLÄCHE“ beim Fraunhofer IPA
„DIE OBERFLÄCHE“ ist die Auszeichnung, mit der das Fraunhofer IPA seit 2012 alljährlich innovative Anwendungen und Technologien aus dem Gebiet der Oberflächentechnik prämiert. Die Forschungseinrichtung hat aus einer Vielzahl an qualitativ hochwertigen Bewerbungen die besten herausgesucht. Die unabhängige und fachübergreifende Jury des Innovationswettbewerbs bildeten auch in diesem Jahr Dr. Martin Metzner vom Fraunhofer IPA, Dr. Martin Riester vom VDMA Fachverband Oberflächentechnik und Dr. Michael Hilt von der Forschungsgesellschaft für Pigmente und Lacke e.V. Sie wählten die Preisträger anhand der Kriterien Innovationssprung, Nachhaltigkeit, Enabler-Qualitäten und industrielle Machbarkeit aus.
Platz 1: Bionische Fassadenfarbe StoColor Dryonic
Für die Sto SE & Co. KGaA war der Nebeltrinker-Käfer Vorbild für die neue, intelligente bionische Fassadenfarbe „StoColor Dryonic“. Um in der Wüste zu überleben, wandelt dieser Käfer den Nebel, der auf seinem Rücken kondensiert, in Wasser um. Dabei sammeln die hydrophilen Kuppen auf seinem Panzer das Wasser an. Durch die hydrophoben Täler fließt es mithilfe der Schwerkraft in Richtung Mund ab. Dieses bionische Prinzip bildet die Grundlage für die neue Fassadenfarbe: Die hydrophil-hydrophobe Mikrostruktur, die durch eine Kombination von organischen und anorganischen Komponenten und einer Selbstorganisation während der Trocknungsphase entsteht, führt in Rekordzeit das Wasser ab, das sich an der Fassade durch Tau und Nebel gebildet hat.
So trocknet die Fassadenoberfläche deutlich schneller und ist resistenter gegen Algen und Pilze. Ökologisch nachhaltig ist die Farbe noch dazu, denn sie wird ohne biozide Wirkstoffe und CO2-neutral hergestellt. Die Herangehensweise von Sto überzeugte die Jury: „Die Übertragung dieses oberflächentechnischen Konzepts in die Technik hält zukünftig Fassaden trockener und sichert damit den Wert von Gebäuden nachhaltig“, lobt Jurymitglied Hilt.
Platz 2: Umweltfreundliches Dosen-Innenbeschichten
Die Tubex GmbH hat in einer Forschungskooperation ein energie- und materialeffizientes Verfahren zur Innenbeschichtung von Aerosol-Monobloc-Dosen entwickelt. Beim „Powder Can Coating“ werden die herkömmlich eingesetzten Lacke, die teilweise aggressive Lösemittel beinhalten, durch Pulverlacke ersetzt. Eine Schlüsseltechnologie ist dabei die Dünnschichtapplikation (15-25µm), die eine hohe Flexibilität und Präzision sowie einen optimalen Materialverbrauch ermöglicht. Der Auftrag erfolgt im automatisierten Dauerbetrieb von bis zu 250 Stück pro Minute.
Da Pulverlacke über kürzere Einbrennzeiten verfügen, können Energiekosten reduziert werden. Darüber hinaus sind sie frei von VOC (Volatile organic compound) und mit ihrem niedrigen CO2-Footprint umwelt- und gesundheitsfreundlich. Auch technisch bieten Pulverlacke zahlreiche Mehrwerte, wie eine gute Chemikalienbeständigkeit und nahezu porenfreie Schichten. Jurymitglied Riester ist von der Umweltverträglichkeit des Verfahrens begeistert: „Durch die Doseninnenbeschichtung mit Pulver in der Massenproduktion werden die Lösemittelemissionen erheblich reduziert, die von der herkömmlichen Innenbeschichtung mit lösemittelhaltigem Flüssiglack herrühren“, so der Experte.
Platz 3: Effizientes Enteisen von Flugzeugen
Der Airbus Group Innovations (AGI) ist es gelungen, eine glatte, eisphobe Aluminiumoberfläche zur energieeffizienten Enteisung von Flugzeugkonfigurationen zu entwickeln. Die neuartige Fläche wird in einem dreistufigen Prozess aus Spiegelpolitur, Nanostrukturierung und Hydrophobierung hergestellt. Die Strukturierung erfolgt im nanoskopischen Bereich. Gleichzeitig wird die Oberflächenrauigkeit kontrolliert, um die glatten Oberflächeneigenschaften im makro- und mikroskopischen Bereich aufrechtzuerhalten. Zusätzlich hat AGI die eisphobe Oberfläche mit einem aktiven, elektro-mechanischen Enteisungssystem kombiniert. Dabei wird die Flügeloberfläche verformt, wodurch sich die Eisakkumulationen ablösen.
Erste Versuche im Vereisungswindkanal haben die Wirksamkeit der Technologie bestätigt: Beim Enteisen eines Flügels mit schlankem Profil erzielten die Entwickler eine Effizienzsteigerung von 42 %. Metzner schreibt der Oberfläche einen hohen wirtschaftlichen Nutzen zu: „Energieeffizienz gepaart mit maximaler Bauteilsicherheit ist eines der wichtigsten Kriterien in der Luftfahrttechnik. Beides gewährleistet die neuartige Oberfläche“, informiert der Juryvorsitzende und Abteilungsleiter des Fraunhofer IPA. •
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