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Ein Gedicht! Dichtungs-Innovation! PFAS-frei und wasserbasiert geschmiert

Quelle: Fraunhofer-ILT 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik
Klinkhammer Intralogistics GmbH
G+K Umformtechnik GmbH
KNAPP AG

Technische System aller Art müssen an bestimmten Stellen abgedichtet werden. Bisher geschah das oft mit heiklen Dichtungsmaterialien und ölbasierter Schmierung. Forscher können das jetzt anders ...

Die Industrie muss sich demnächst von PFAS-haltigen Materialien verabschieden. Das ist aber nicht so trivial. Ein doppelter Durchbruch gelang nun Forschern von zwei Fraunhofer-Instituten mit PFAS-freien Dichtungsmaterialien, die man auch noch umweltfreundlich schmieren kann.(Bild: Fraunhofer-ILT)
Die Industrie muss sich demnächst von PFAS-haltigen Materialien verabschieden. Das ist aber nicht so trivial. Ein doppelter Durchbruch gelang nun Forschern von zwei Fraunhofer-Instituten mit PFAS-freien Dichtungsmaterialien, die man auch noch umweltfreundlich schmieren kann.
(Bild: Fraunhofer-ILT)

Ob Schiffsschraube, Windrad oder Erntemaschine – immer wenn sich an Systemen etwas bewegt, sind Dichtungen entscheidend dafür, dass alles möglichst lange funktioniert. Weil Dichtungen möglichst lange halten sollen, wurde sie bisher vorwiegend aus PFAS-haltigen Kunststoffen (per- und polyfluorierte Alkydverbindungen) angefertigt und auch noch mit erdölbasierten Schmiermitteln gepflegt. Defekte sind deshalb nicht nur teuer, sondern können auch erhebliche Umweltbelastungen mit sich bringen. Ein bevorstehendes PFAS-Verbot in der EU setzt die Industrie bekanntlich zusätzlich unter Zugzwang, an Alternativen zu arbeiten. Auch werden nur in Deutschland jährlich rund eine Million Tonnen ölhaltiger Schmierstoffe verbraucht. Und schon ein einziger Liter kann bis zu einer Million Liter Grundwasser verseuchen, wie die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) betonen. Das wollten die Spezialisten aus Aachen ändern – mit Erfolg, wie es scheint!

Mit Kunststoff-Know-how und Laserexpertise

Gefördert von der Fraunhofer-Zukunftsstiftung entwickelte man am ILT und am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM im Projekt „pureWaterSeal“ zukunftsweisende Dichtungen, die nicht nur ohne PFAS auskommen, sondern auch für wasserbasierte Schmierstoffe geeignet sind, wie man erklärt. Dafür entwickelte man am IWM diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtungen (Diamond-like carbon, DLC), die für PFAS-freie Kunststoffkomponenten ausgelegt sind. Und im Zusammenspiel mit einer Laserstrukturierungs-Expertise des ILT baute man dann gezielt innere Spannungen und mechanische Belastungen ab. Das geschah übrigens nicht überall gleich, sondern lokal an vereinzelten Stellen. So bleibe die strukturelle Integrität der Schicht erhalten, und ihre funktionalen Eigenschaften, wie Verschleißfestigkeit und Reduzierung der Reibung, würden dennoch optimiert. Das verlängert die Lebensdauer der Dichtungen deutlich, heißt es. Die Kombination aus Beschichtung und Mikrostrukturierung (rechter Bereich an der Dichtung im Bild) erlaube schließlich den Einsatz von wasserbasierten Schmiermitteln, was bisher nicht möglich war. Zugleich erfüllten die neuen Dichtungen auch anspruchsvolle Funktionsherausforderungen optimal. Besucher der Laser World of Photonics 2025 haben übrigens vom 24. bis 27. Juni die Möglichkeit, sich über die umweltfreundlichen Dichtmaterialien und ihre Anwedungsperspektiven zu informieren – und zwar in Halle A3.

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