Anwednungstechniker befassen sich damit, das Dröhnen von Maschinen ebenso zu verringern wie Teile von Fahrzeugen kratzfest und spiegelfrei zu machen.
Im Jahr 2007 hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit in Darmstadt mit dem Projekt „Quiet Car“ die noch wenig bekannte Technologie „Adaptronik“ vorgestellt. . Es geht darum, Maschinen, Geräten und Werkzeugen das Dröhnen abzugewöhnen. So haben sich beispielsweise die vor einigen Jahren auf dem Markt vorgestellten „Runflat-Reifen“ – die im Falle der Panne es ermöglichen, mit dem Fahrzeug die nächste Werkstatt zu erreichen – nicht durchsetzen können, weil das Dröhnen im Fahrzeuginnern nicht zu ertragen war.
Mit neuartigen adaptronischen Strukturen sollen Maschinen- und Fahrzeugvibrationen verringert werden. Das sichert mehr Präzision in der Fertigung. Davon profitiert vor allem der Leichtbau. Die Wissenschaftler der Frannhofer-Gesellschaft haben die neuen Verfahren von der Materialwissenschaft bis zur Systemzuverlässigkeit begleitet. Bei den adaptronishen Verfahren werden sensorische und aktorische Funktionen über elektronische Regler verknüpft. Mechanische Eigenschaften wie das Dämpfungsverhalten oder die Steifigkeit lassen sich künstlich ändern.
Schwingungen werden vermindert, Lärm reduziert, die Kontur von Bauteilen verändert. Adaptronische Bauteile passen sich bei Bedarf gezielt ihrer Umgebung an. Bei dem Projekt „Quiet Car“ wurden Lagereinheiten im hinteren Fahrwerkbereich in einem VW-Lupo eingebaut und der „Firewall“ zwischen Insassen- und Motorraum aktiv bedämpft. Fahrver-suche laufen auf einer Teststrecke am Flughafen Greisheim.
Allianz für mehr Kratzschutz
Seit einigen Jahren arbeiten Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft aus sechs Instituten an neuen Materialklassen. Bei der Entwicklung neuer Beschichtungstechnologien ist das Institut für Schicht- und Oberflächentechnik in Braunschweig federführend. Es geht darum, Verschleiß und äußere Abnutzung zu minimieren. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der neuen Technik – bei der Plasma-Nanokompositen eingesetzt werden- sind eindrucksvoll.
So haben die Entwicklungsingenieure an einem Motorrad die Oberfläche des Tachometers kratzfest mit einer Antirefelex-Schicht ausgerüstet . Kolben, Kolbenringe und Ventile sind mit neuen Verschleißschutzschichten ausgestattet. Schäden an Kugellagern lassen sich frühzeitig erkennen. Rückspiegel lassen auch bei Regen einen Blick nach hinten ermöglichen. Das Visier des Helms des Fahrers wird so beschichtet, dass auch bei extremen Verhältnissen die freie Sicht gewährleistet ist. Diese Technik wird bereits bei Feuerwehrhelmen eingesetzt.
Neuartige Verbindungen werden eingesetzt
Die neuartige Technologie verwendet Verbindungen aus organischen und anorganischen Stoffen -etwa gasförmiger Kohlenstoff und Siliziumoxid. „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 hierzu Dr. Bernd Szsyzka von der „Allianz Transparenter Kratzschutz“. In einem zweiten Schritten betten die Forscher anorganische Nanopartikel in organische oder anorganische Netzwerke ein und erzielen damit Eigenschaften wie UV- oder Kratzschutz oft in Verbindung mit Antireflex- oder Easy-to Clean-Beschichtungen. In einem solchen Verfahren lassen sich sowohl Kunststoffe wie Metalle beschichten.
Mit neuen Konzepten für die Fertigung von dreidimensionalen Teilen aus Polycarbonat lassen sich Karosserieelemente wie Heckklappen künftig nur noch aus einem einzigen Teil fertigen. Das bietet den Gestaltern ganz neue Möglichkeiten, so Szsyzka. In einem neuartigen Verfahren lässt sich erreichen, dass Kunststoffoberflächen nicht mehr spiegeln. Bein Institut in Dresden wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem bei normalen Druckverhälnissen Oberflächen aus Siliziumoxid entstehen, die wesentlich härter als das Ausgangsprodukt sind.