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Riblets reduzieren die Reibung in Strömungsmaschinen

23.08.2006
Ein großer Teil der Verluste in Strömungsmaschinen (Turbinen, Kreiselpumpen, Ventilatoren etc.) entsteht durch Reibung zwischen der Flüssigkeit oder Gas und den umströmten Oberflächen. Diese Verluste können reduziert werden, wenn in Strömungsrichtung ausgebildete Rippen, so genannte "Riblets" auf die Oberfläche aufgebracht werden.

In einem Forschungsprojekt will das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zusammen mit anderen Projektpartnern Riblets unter anderem mit einem lasergestützten, industriell einsetzbaren Verfahren für reale Strömungsbedingungen herstellen.


REM-Aufnahme und 3D-Abbildung einer Weißlicht-Konfokalmessung von lasergenerierten Ribletstrukturen auf einer metallischen Oberfläche

Projektziel ist die Bereitstellung der technologischen Grundlagen für die Herstellung funktionaler metallischer Oberflächen auf angeströmten Schaufeln in Strömungsmaschinen. In der industriellen Praxis bedarf es in diesem Bereich Grundlagenuntersuchungen, da sowohl über die anzustrebende Form als auch über ein geeignetes Strukturierungsverfahren wenige Erkenntnisse existieren.

Laserstrahlung erscheint aufgrund des hohen Auflösungsvermögens und der hohen Flexibilität besonders geeignet, die Strukturen mit Abmessungen bis zu einigen 10 µm auf Verdichterschaufeln mit dreidimensionalen Oberflächengeometrien aufzubringen. Hohes Potential für die Bearbeitung bieten Kurzpulslaser mit Pulsdauern im Pikosekundenbereich (10-12 s). Bei der Prozessauslegung und Strategieentwicklung ist zwischen den Aspekten einer höchsten Strukturqualität und denen einer geringen Bearbeitungsdauer abzuwägen.

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Die Forschungsarbeiten des LZH befassen sich unter anderem mit verschiedenen Bearbeitungsstrategien für die großflächige Mikrostrukturierung metallischer Werkstoffe mit dem Pikosekundenlaser. Wichtig ist sowohl die Qualität als auch die Prozessgeschwindigkeit, die hinsichtlich der Maßhaltigkeit und Festigkeit der Riblets erreicht werden kann.

Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt.

Kontakt:
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Michael Botts
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-151
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: m.botts@lzh.de
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Michael Botts | idw
Weitere Informationen:
http://www.lzh.de

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