Der Nebeltrinker-Käfer, Bild: Sto SE & Co. KGaA, Vladimir Wrangel

Der Nebeltrinker-Käfer war Vorbild für die neue, intelligente Farbe »StoColor Dryonic«. Bild: Sto SE & Co. KGaA, Vladimir Wrangel

Platz zwei und drei im Wettbewerb "Die Oberfläche" belegten die Firmen Tubex und Airbus Group Innovations (AGI) mit einem umweltfreundlichen Verfahren zu Innenbeschichtung von Dosen; und einer eisphoben Oberfläche zur effizienten Enteisung von Flugzeugkonfigurationen.

Die unabhängige und fachübergreifende Jury des Innovationswettbewerbs bildeten Dr. Martin Metzner vom Fraunhofer IPA, Dr. Martin Riester vom VDMA Fachverband Oberflächentechnik und Dr. Michael Hilt von der Forschungsgesellschaft für Pigmente und Lacke e.V. Sie wählten die Preisträger anhand der Kriterien Innovationssprung, Nachhaltigkeit, Enabler-Qualitäten und industrielle Machbarkeit aus.

Platz 1: eine bionische Fassadenfarbe

Für Sto war der Nebeltrinker-Käfer Vorbild für die neue, intelligente bionische Fassadenfarbe StoColor Dryonic. Um in der Wüste zu überleben, wandelt dieser den Nebel, der auf seinem Rücken kondensiert, in Wasser um. Dabei sammeln die hydrophilen Kuppen auf seinem Panzer das Wasser an. Durch die hydrophoben Täler fließt es wiederum mithilfe der Schwerkraft in Richtung Mund ab.

Dieses bionische Prinzip bildet die Grundlage für die neue Fassadenfarbe: Die hydrophil- hydrophobe Mikrostruktur, die durch eine Kombination von organischen und anorganischen Komponenten und einer Selbstorganisation während der Trocknungsphase entsteht, führt das durch Tau und Nebel entstandene Wasser an der Fassade in Rekordzeit ab. Die Fassadenoberfläche trocknet deutlich schneller und ist resistenter gegen Algen und Pilze. Ökologisch nachhaltig ist die Farbe noch dazu, denn sie wird ohne biozide Wirkstoffe und CO2-neutral hergestellt. Die Herangehensweise des Unternehmens Sto hat die Jury überzeugt. "Die Übertragung dieses oberflächentechnischen Konzepts in die Technik hält zukünftig Fassaden trockener und sichert damit den Wert von Gebäudennachhaltig'", sagt Jurymitglied Hilt.

Platz 2: Umweltfreundliches Verfahren zur Innenbeschichtung von Dosen

In einer Forschungskooperation hat das Unternehmen Tubex ein energie- und materialeffizientes Verfahren zur Innenbeschichtung von Aerosol-Monobloc-Dosen entwickelt. Beim "Powder Can Coating" werden die herkömmlich eingesetzten Lacke, die teilweise aggressive Lösemittel beinhalten, durch Pulverlacke ersetzt. Eine Schlüsseltechnologie ist dabei die Dünnschichtapplikation (15-25 μm), welche eine hohe Flexibilität und Präzision sowie einen optimalen Materialverbrauch ermöglicht.

Die Auftragung erfolgt im automatisierten Dauerbetrieb mit Leistungen bis zu 250 Stück pro Minute. Da Pulverlacke über kürzere Einbrennzeiten verfügen, können Energiekosten reduziert werden. Darüber hinaus sind sie frei von VOC (Volatile organic compound) und mit ihrem niedrigen CO2-Footprint umwelt- und gesundheitsfreundlich. Auch technisch bieten sie zahlreiche Mehrwerte wie eine gute Chemikalienbeständigkeit und nahezu porenfreie Schichten. Jurymitglied Riester ist von der Umweltverträglichkeit des Verfahrens begeistert: »Durch Realisierung der Doseninnenbeschichtung mit Pulver in Massenproduktion wird eine erhebliche Reduzierung der Lösemittelemissionen gegenüber der herkömmlichen Innenbeschichtung mit lösemittelhaltigem Flüssiglack erreicht«, sagt der Experte.

Platz 3: eine eisphobe Aluminiumoberfläche

Tests im Vereisungswindkanal, Bild: Airbus Group, Wolfram Schroll
Tests im Vereisungswindkanal zeigen: Mit der eisphoben Oberfläche der Airbus Group Innovations (AGI) kann die Enteisung eines schlanken Flügelprofils um bis zu 42 Prozent effizienter gestaltet werden. Bild: Airbus Group, Wolfram Schroll

Der AGI ist es gelungen, eine glatte, eisphobe Aluminiumoberfläche zur energieeffizienten Enteisung von Flugzeugkonfigurationen zu entwickeln. Die neuartige Fläche wird in einem dreistufigen Prozess aus Spiegelpolitur, Nanostrukturierung und Hydrophobierung hergestellt. Die Strukturierung erfolgt im nanoskopischen Bereich. Gleichzeitig wird die Ober-flächenrauigkeit kontrolliert, um die glatten Oberflächeneigenschaften im makro- und mikroskopischen Bereich aufrechtzuerhalten.

Zusätzlich hat die AGI die eisphobe Oberfläche mit einem aktiven, elektromechanischen Enteisungssystem kombiniert. Dabei wird die Flügeloberfläche verformt, wodurch sich die Eisakkumulationen ablösen. Erste Versuche im Vereisungswindkanal haben die Wirksamkeit der Technologie bestätigt: Bei der Enteisung eines Flügels mit schlankem Profil erzielten die Entwickler eine Effizienzsteigerung von 42 Prozent. Metzner schreibt der Oberfläche einen hohen wirtschaftlichen Nutzen zu: "Energieeffizienz gepaart mit maximaler Bauteilsicherheit ist eines der wichtigsten Kriterien in der Luftfahrttechnik. Beides wird durch die neuartige Oberfläche gewährleistet", informiert der Juryvorsitzende und Abteilungsleiter des Fraunhofer IPA.