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Dienstag, 19 Mai 2020 00:00

Laserfunktionalisierte Oberflächen

von Dr.-Ing. Richard Suchentrunk
Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten
Die per Direktem Laserinterferenzstrukturieren funktionalisierte Oberfläche des NACA-Profils in der Nahaufnahme (Ansicht von oben) Die per Direktem Laserinterferenzstrukturieren funktionalisierte Oberfläche des NACA-Profils in der Nahaufnahme (Ansicht von oben)

Eis auf Flugzeugoberflächen birgt potenzielle Gefahren: Der Kraftstoffverbrauch steigt, die Aerodynamik wird gestört und der erzeugte Auftrieb sinkt – die Funktionsfähigkeit des Flugzeugs wird beeinträchtigt. Eisaggregation an Sonden und Sensoren führt auch zu Fehlern beim Messen der Luftgeschwindigkeit, was im Flugbetrieb sicherheitskritisch ist. Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden haben gemeinsam mit AIRBUS und der TU Dresden ein Laserverfahren entwickelt, das zwei Fliegen mit einer Klappe schlägt: Zum einen fällt das Eis von alleine ab und zum anderen ist eine geringere Heizleistung beim Enteisen erforderlich.

Mit der Direkten Laserinterferenzstrukturierung (Direct Laser Interference Patterning, DLIP) hat das Forscherteam ein Verfahren entwickelt, mit dem sich komplexe, mäanderförmige Oberflächenstrukturen im Mikrometer- und Submikrometerbereich generieren lassen, die das Anhaften von Eis verhindern oder stark reduzieren. Die Besonderheit: Die Forscherinnen und Forscher kombinieren die DLIP-Technologie mit Ultrakurzpulslasern, sodass mehrstufige Mikrostrukturen auf 3D-Tragflächen in einem Ein-Schritt-Verfahren erzeugt werden. Das Ergebnis: Zum einen können sich Teile des anhaftenden Eises unter bestimmten Vereisungsbedingungen von alleine lösen, zum anderen ist eine um 20 Prozent geringere Heizleistung beim technischen Enteisen erforderlich.

Die Projektpartner bei AIRBUS demonstrierten in Windkanalversuchen, dass das Eis auf der strukturierten Oberfläche nur selbstlimitierend wachsen kann und nach einer definierten Zeit wieder von alleine abfällt, ohne dass ein zusätzliches Beheizen der Oberfläche notwendig ist. Mit dem neuen DLIP-Verfahren wird eine fragmentierte Oberfläche erzielt und so die Zahl der Anhaftpunkte für Eis deutlich reduziert.

www.iws.fraunhofer.de

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  • Ausgabe: 5
  • Jahr: 2020
  • Autoren: Dr.-Ing. Richard Suchentrunk

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