Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-Materialinnovationen und Bemühungen um Ressourcenersparnis dienen in der Luftfahrt dazu, Sicherheit für die weltweite Mobilität zu gewährleisten und im internationalen Wettbewerb zu bestehen, dabei aber auch Umweltauswirkungen zu berücksichtigen. Thermische Barriereschichten, schadstofffreier Korrosionsschutz und Materialien mit gezielt einstellbarer Absorptions- und Reflexions-Charakteristik im elektromagnetischen Spektrum sind Beispiele, bei denen Fraunhofer FEP mit Beschichtungen zum übergeordneten Ziel einer sicheren und ressourcenschonenden Luftfahrt beiträgt.
Luftfahrt ist ein wesentlicher Faktor unserer global vernetzten Volkswirtschaft und nimmt auf absehbare Zeit weiter zu, um Errungenschaften wie weltweite Warenflüsse und expandierenden Flugreiseverkehr zu ermöglichen und abzusichern. Um diese Entwicklungen ökologisch verantwortungsvoll mitzugestalten, sind vielfältige Anstrengungen in den Forschungsfeldern von Fraunhofer in Gange. Diese reichen von Studien zu alternativen Kraftstoffen, Konzepten zur Sicherung neuer, zusätzlicher Verkehrsnetze, über technische Entwicklungen wie neuen ultraleichten Materialien und miniaturisierten Sensoren bis hin zu Speichern mit höchster Energiedichte, um nur einige Beispiele zu nennen.
Am Fraunhofer FEP entwickeln wir Beschichtungstechnologien und Schichtaufbauten, teils gezielt für Luftfahrtanwendungen. Darunter fallen thermische Barriereschichten, die mittels Elektronenstrahltechnologie auf Turbinenschaufeln aufgebracht werden. Neue Herausforderungen liegen hier in Anforderungen, die neue Brennstoffe wie Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe (z. B. Sustainable Aviation Fuels, SAF) mit sich bringen.
Ein weiteres Thema sind neue Lösungen für schadstofffreien Korrosionsschutz für hochfeste Luftfahrtstähle und Aluminiumwerkstoffe. Im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms des Bundes (Projekt »ProAlu«) wurden in der Vergangenheit Korrosionsschutzschichten auf Basis von Aluminium mit geeigneten Legierungselementen untersucht, die durch Selbstheilungseffekte auch im Falle der Beschädigung der Schicht noch wirksamen Korrosionsschutz für das Grundmaterial gewährleisten können. Ziel für die Umsetzung in der Industrie ist die Eliminierung von Cadmium als Korrosionsschutz auf hochfesten Stählen im Flugzeugbau.
Die Hochrateabscheidung von Aluminium-Schichten wenden wir auch auf Mikroglaskugeln im Schüttgutverfahren an. Die Herausforderung bei der Behandlung der Partikelchargen nimmt mit abnehmender Partikelgröße zu. Während technologische Untersuchungen derzeit noch mit Glasperlen von mindestens 200 µm Durchmesser durchgeführt werden, ist eine Ausweitung des Anwendungsfeldes auf kleinere und noch leichtere fließfähige Partikelchargen geplant. Deren Einbettung in Matrixwerkstoffe zur Erzielung einer EMV-Abschirmwirkung von gefüllten Kunststoffbauteilen für den Ultraleichtbau erscheint bei zunehmender Elektrifizierung und gleichzeitig hohen Anforderungen an die Störsicherheit als attraktive Vision. Auch bei Überzügen, die neben der Farbgebung spezifische Absorptions-Charakteristiken im elektromagnetischen Spektrum erfüllen müssen, könnten metallisierte Leichtpartikel Gewicht gegenüber massiven Metallpartikeln oder Flakes als leitfähigem Bestandteil einsparen.
Damit bestehende Forschungsergebnisse Einzug in die industrielle Fertigung halten, aber auch visionäre Ideen erprobt werden können, sind wir stets an Kooperationsprojekten mit Partnern aus der Industrie interessiert.
