Oberflächenbeschichten Haifischhaut für Flugzeuge, Schiffe und Windenergieanlagen

Um den Treibstoffverbrauch von Flugzeugen und Schiffen zu senken, ist es notwendig den Strömungswiderstand zu reduzieren. Ein am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM entwickeltes Lacksystem macht das möglich.

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Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angew. Materialforschung - IFAM -

Die Schuppen schnell schwimmender Haie sind so aufgebaut, dass sie den Strömungswiderstand deutlich verringern. Das haben Wissenschaftler des Fraunhofer IFAM auf einen Lack übertragen, der den extremen Anforderungen in der Luftfahrt Stand hält: Temperaturschwankungen von -55 bis +70 Grad Celsius, intensive UV-Bestrahlung und hohe Geschwindigkeiten. Der Lack besteht aus einer ausgeklügelten Rezeptur. Ein wesentlicher Bestandteil sind Nanopartikel, die dafür sorgen, das der Lack UV-Strahlung, Temperaturwechsel und mechanische Belastungen dauerhaft aushält. Zudem lässt er sich problemlos auf dreidimensional gekrümmten Flächen aufbringen. Dies geschieht nicht direkt, sondern über eine Matrize. Sie gibt dem Lack seine Haifischhaut-Struktur. Die besondere Herausforderung war, den flüssigen Lack gleichmäßig in einer dünnen Schicht auf die Matrize aufzutragen und gleichzeitig dafür zu sorgen, dass er sich auch nach der UV-Bestrahlung, die für das Härten erforderlich ist, wieder gleichmäßig von der Unterlage ablöst.

Treibstoffe einsparen und Wirkungsgrad verbessern

Auf jedes Flugzeug angewandt, ließe sich jährlich weltweit eine Menge von 4,48 Mio Tonnen Treibstoff einsparen. Das gilt auch für Schiffe: Das Team konnte die Wandreibung in einem Test mit einer Schiffbau-Versuchsanstalt um mehr als fünf Prozent reduzieren. Das bedeutet hochgerechnet auf ein Jahr ein Einsparungspotenzial von 2000 Tonnen Treibstoff für ein großes Containerschiff. Von den Treibstoffeinsparungen abgesehen, gibt es noch weitere interessante Anwendungen, zum Beispiel Windenergieanlagen. Auch hier wirkt sich der Luftwiderstand der Rotorblätter negativ aus. Der neue Lack würde den Wirkungsgrad der Anlagen – und damit den Energiegewinn – verbessern.

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