Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Oberflächen, die es drauf haben

18.03.2011
Ob in der Raumfahrt, im Maschinenbau oder in der Verpackungsindustrie – Beschichtungen können Werkstoffe verbessern oder ihnen zusätzliche Funktionen geben. Auf der Hannover Messe (4. bis 8. April 2011) zeigen Fraunhofer-Institute am Gemeinschaftsstand in Halle 6, Stand H21 Verfahren, Materialien und Analysemethoden rund um das Thema Oberflächen.

Zuckerguss hält den Kuchen frisch, sieht gut aus und schmeckt lecker. Nötig ist er jedoch nicht. In anderen Bereichen erfüllen Beschichtungen hingegen wichtige Funktionen. So werden Kunststoffantennen erst leitfähig durch eine Kupferschicht.


Solche Antennen wie rechts im Bild werden bald vom Satelliten »Sentinel« Daten zur Erde übermitteln. Möglich wird das erst durch die dünne Kupferschicht, die dem mit Kohlenstofffasern verstärkten Kunststoff eine gute Leitfähigkeit verleiht. Fraunhofer IST

Folien dichten besser ab durch eine Barrierebeschichtung. Doch im Gegensatz zum Glasieren eines Kuchens ist es häufig schwierig Werkstoffe zu beschichten. Am Oberflächen-Gemeinschaftsstand auf der Hannover Messe zeigen vier Fraunhofer-Institute verschiedene funktionelle Oberflächen, Beschichtungsverfahren sowie Techniken zur Analyse und Optimierung dieser Verfahren.

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFKs) sind Hochleistungswerkstoffe, die extrem leicht und gleichzeitig stabil sind. Sie sind daher besonders interessant für die Luft- und Raumfahrt, aber auch für andere Anwendungen. Viele Bauteile müssen jedoch zudem elektrisch leitfähig sein – eine Anforderung, die CFKs nur sehr schlecht erfüllen. Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig haben eine Methode entwickelt, mit der sie Kunststoffe mit einer festhaftenden Metallschicht überziehen und sie dadurch besser leitfähig machen können. Dazu ist einige Vorbehandlung nötig. Zunächst rauen die Wissenschaftler mit einer nasschemischen Ätzmethode die Oberfläche des Kunststoffs auf. Nur so kann die Metallschicht fest daran haften. Dann bringen sie in einem Tauchverfahren eine ganz dünne elektrisch leitfähige Schicht auf. Diese ermöglicht erst den darauf folgenden galvanischen Beschichtungsprozess. Mit diesem Verfahren überzogen die Experten bereits Röhren aus CFK mit Kupfer. Diese Antennen werden bald vom Satelliten »Sentinel« Umwelt- und Sicherheitsdaten zur Erde übermitteln.

Mit galvanischen Prozessen befassen sich auch die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Im Galvanotechnik-Bereich des Gemeinschaftsstandes stellen sie einen Elektrolytprüfstand vor. Dabei handelt es sich um ein Gerät, mit dem die Experten Beschichtungsverfahren überprüfen, optimieren und auch neu entwickeln. Die Prüfung ist standardisiert, reproduzierbar und sehr realitätsnah. Im Prinzip stellt der Prüfstand eine kleine nachgebildete Produktionseinheit dar. Der dreidimensionale Prüfkörper, der beschichtet wird, besitzt alle typischen problematischen Stellen wie Ecken, Kanten und Nuten. Darüber hinaus können Temperatur und Anströmung so eingestellt werden, wie sie in der Realität vorkommen. Bisher verfügbare Testsysteme sind hingegen weit von der Praxis entfernt und arbeiten beispielsweise mit idealgeformten Prüfkörpern.

Elektrische Leitfähigkeit durch Metallisierung ist ein Beispiel für funktionelle Beschichtungen, aber Oberflächen können auch andere Aufgaben übernehmen. Manche Folien sind so beschichtet, dass sie möglichst viel Wasserdampf abhalten. Denn Feuchtigkeit schädigt viele empfindliche Stoffe, wie beispielsweise Tabletten und Kartoffelchips, vor allem aber hochsensible aktive Schichten in organischen LEDs (OLEDs) oder organischen Solarzellen. Die bisher eingesetzten Schichten lassen aber immer noch einige Wassermoleküle hindurch. Die Menge ist von Material zu Material unterschiedlich, für viele Anwendungen aber von großer Bedeutung. Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden haben eine Messmethode entwickelt, mit der die durchgelassene Wassermenge deutlich empfindlicher als bisher bestimmt werden kann. Das System HiBarSens ist eins von mehreren Exponaten vom IWS am Gemeinschaftsstand Oberflächentechnik.

Ansprechpartner:
Dr. Andreas Dietz
Telefon +49 531 2155-646
andreas.dietz@ist.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, Braunschweig www.ist.fraunhofer.de
Dipl.-Ing. (FH) Klaus Schmid
Telefon +49 711 970-1760
klaus.schmid@ipa.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart www.ipa.fraunhofer.de
Dr. Wulf Grählert
Telefon +49 351 83391-3406
wulf.graehlert@iws.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden www.iws.fraunhofer.de

Birgit Niesing | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.iws.fraunhofer.de
http://www.ipa.fraunhofer.de
http://www.ist.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beschichtung lässt Muscheln abrutschen
18.08.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik