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Effizienzfabrik

Wie funktionale Oberflächen die Ressourceneffizienz verbessern

| Redakteur: Claudia Otto

(Bild: Plasmatreat GmbH)

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Strukturen auf Nano- oder Mikrobasis machen Produkte haltbarer, widerstandsfähiger und langlebiger. Sie tragen so zu Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz bei. Aus diesem Grund sind funktionale Oberflächen ein Schwerpunktthema der Effizienzfabrik, der Innovationsplattform „Ressourceneffizienz in der Produktion“.

Funktionale Oberflächen bestehen aus Strukturen mit Abmessungen von wenigen Mikro- oder Nanometern und zeigen daher ein anderes Verhalten als Oberflächen, die aus makroskopisch aufgebauten Strukturen bestehen. Durch innovative Beschichtungen lassen sich viele gängige Werkstoffe verbessern. Ein Beispiel sind die Unterschiede hinsichtlich der Benetzbarkeit von flüssigkeitstragenden und -transportierenden Bauteilen.

Optimierte Oberfläche vermindert Reibung

Im Hinblick auf Energieeinsparung und Ressourcenschonung weisen funktional beschichtete Produkte zahlreiche Vorteile auf. Die optimierte Oberfläche trägt zur Verbesserung der Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus der Komponenten bei. Die Reibung wird vermindert, was zu einer erhöhten Langzeitstabilität und Krafteinsparung führt. Der Einsatz von Schmierstoffen wird vermindert oder ist gar nicht mehr erforderlich.

In der Entwicklung funktionaler Oberflächen ist die deutschsprachige Industrie weltweit führend. Um diese Position zu behalten, ist eine stetige Weiterentwicklung der Prozess- sowie der Anlagentechnik erforderlich. An dieser Stelle besteht noch großer Forschungsbedarf, denn die Anwendungsgebiete für funktionale Oberflächen sind zahlreich, die Möglichkeiten beliebig erweiterbar. In der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Effizienzfabrik im Rahmenkonzept „Forschung für die Produktion von morgen“ haben sich die drei Projekte Nanoefficiency, OD-Pat und Efficoat mit innovativen Beschichtungstechniken beschäftigt und vielversprechende Ergebnisse erzielt.

Neues Beschichtungsverfahren mit Antifoulingwirkung

Einen Beitrag zur Trinkwasserversorgung in Krisengebieten und ländlichen Räumen in Schwellenländern könnte zukünftig das Ergebnis des Projekts Nanoefficiency leisten. Entwickelt wurde ein Mikrosiebmodul als Wasserfilter, das sich besonders gut zur Integration in transportable Systeme eignet. Die Besonderheit ist, dass sich auf dem Filter – im Gegensatz zu herkömmlichen Produkten – mit dem Gebrauch fast keine Foulingschichten bilden, die zu einer Verschlechterung der Filtrationsleistung führen.

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