Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Glänzende Aussichten

29.03.2007
Kratzfeste Brillengläser und Displays, Edelstahlküchen ohne Fingerabdrücke, reflexfreie Armaturen für Autos und Motorräder - in der Fraunhofer-Allianz Transparenter Kratzschutz arbeiten Forscher aus sechs Instituten seit drei Jahren an neuen Materialklassen. An einem Motorrad demonstrieren die Wissenschaftler ihre Entwicklungen auf der Hannover-Messe (16. bis 20. April) in Halle 6, Stand C02.

Motorradfahrer haben es schwer: Das Helmvisier beschlägt bei Regen und verhindert sicheres Fahren, Armaturenabdeckungen sind Wind und Wetter ausgesetzt, spiegeln Lichtreflexe und verkratzen leicht.

Hilfe kommt hier von der Allianz Transparenter Kratzschutz. Auf der Hannover Messe zeigt der Verbund an einem Motorrad, wie vielseitig die Einsatzmöglichkeiten der neuen Beschichtungstechniken sind: Die Abdeckung des Tachometers etwa ist besonders kratzfest und zusätzlich mit einer Antireflex-Schicht versehen.

Ein weiteres Thema sind tribologische Beschichtungen zur Minimierung von Reibung und Verschleiß. Auch diese Technologie ist am Motorrad zu sehen. Die Forscher haben unter anderem Kolben, Kolbenringe und Ventile mit neuen Verschleißschutzschichten ausgestattet, bei dem sich die Metallteile wesentlich weniger abgenutzen als bisher. Ein Ausblick auf kommende Entwicklungen: Die Entwickler zeigen die Möglichkeiten der Sensorintegration in Bauteilen.

Das Laufverhalten eines Kugellagers wird mit integrierten Drucksensoren überwacht, so dass Schäden frühzeitig erkannt werden können. Rückspiegel mit einer photokatalytisch aktiven Schicht sollen trotz Regens einen freien Blick nach hinten ermöglichen. Für jederzeit guten Durchblick nach vorn sorgt das kratzfest beschichtete Visier des Motorradhelms. "Die transparente kratzfeste Beschichtung ist extrem abriebfest. Das Verfahren wird bereits in Spezialvisieren für Feuerwehrhelme eingesetzt. Die extrem harten Schichten entstehen durch den Einsatz von Plasma-Nanokompositen", erläutert der Experte Dr. Bernd Szyszka vom Fraunhofer IST. Auch das Windshield des Motorrads ist mit dieser speziellen Schicht versehen.

Die Plasma-Nanokomposite entstanden im Rahmen der gemeinsamen Vorlaufforschung von fünf Instituten in der Fraunhofer Allianz Transparenter Kratzschutz am IST in Braunschweig. Hier entwickelten Experten eine Matrix aus organischen und anorganischen Verbindungen, also zum Beispiel Kohlenstoff als Gas und Siliziumoxid. "Damit erzielen wir sehr gute Eigenschaften in Bezug auf Härte und Kratzfestigkeit. Auch die Schichteigenschaften sind deutlich besser als bisher. Die im Plasma hergestellten Schichten sind dehnbar und härter als Lacke. Das ist besonders wichtig, weil die Kunststoffe sich ausdehnen und schnell Risse auftreten", erläutert Dr. Bernd Szyszka, der Sprecher der Allianz Transparenter Kratzschutz. In einem zweiten Schritt betten die Forscher anorganische Nanopartikel in organische oder anorganische Netzwerke ein. Damit erzielen sie die jeweils gewünschten Eigenschaften wie etwa UV- oder Kratzschutz - oft in Verbindung mit Antireflex- oder Easy-to-Clean-Beschichtungen. Der Vorteil: Mit den Vakuum- und Plasmaverfahren lassen sich sowohl Kunststoffe als auch Metalle beschichten.

Weitere wichtige Themen für die Forscher sind die Beschichtung großflächiger optischer Komponenten für den funktionsintegrierten Leichtbau, die Härtung und Entspiegelung von Kunststoffoberflächen und Metallen wie etwa Messing. "Mit neuen Beschichtungskonzepten für die Fertigung von 3-D-Teilen aus Polycarbonat lassen sich Karosserieelemente wie Heckklappen künftig aus nur noch einem einzigen Teil fertigen. Das bietet Fahrzeugdesignern völlig neue Möglichkeiten", sagt Szsyzka. Beim Verfahren AR-hard® bauen die Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena in eine harte Siliziumdioxidschicht SiO2 dünne Lagen aus Titandioxid ein. Diese reflektieren - dank eines hohen Brechungsindizes - einen Teil der einfallenden Lichtstrahlen genau so, dass die ursprünglich an der Kunststoffoberfläche reflektierten Lichtstrahlen durch Interferenz ausgelöscht werden. Beim transparenten Kratz- und Korrosionsschutz von Metallen kombinieren Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden Hochrateverdampfung mit Plasmaaktivierung. Es entstehen verschleißarme, qualitativ hochwertige Schichten aus Siliziumoxid SiOx, die nanokristalline Si-Partikel enthalten und dadurch sehr viel härter als SiO2 sind. Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden setzen das Plasmaverfahren auch bei Atmosphärendruck ein. Viele Unternehmen schätzen diesen Prozess besonders, denn er benötigt weniger Substrathandlingschritte. Das vereinfacht die Produktionsabläufe und die Kosten sinken.

Die Fraunhofer-Allianz Transparenter Kratzschutz entwickelt und testet neue Beschichtungsverfahren für die Industrie. Dabei entstehen bisher ungeahnte Einsatzmöglichkeiten wie zum Beispiel UV-Schutz oder Easy-to-clean-Eigenschaften, aber auch Härte bei gleichzeitiger chemischer Resistenz oder Härte und Reibarmut. An der Allianz beteiligt sind das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig, das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena, das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden, das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen, das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden und das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg.

Ansprechpartner:
Dr. Bernd Szyszka
Abteilungsleiter Großflächen-
beschichtung
Telefon: 05 31 / 21 55 - 6 41
Fax: 05 31 / 21 55 - 9 00
bernd.szyszka@ist.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig

Isolde Rötzer | idw
Weitere Informationen:
http://www.ist.fraunhofer.de
http://www.kratzschutz.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/presse

Weitere Berichte zu: Beschichtung Härte Kratzschutz Metall Motorrad Schicht Transparent

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie