Samstag, 26. Mai 2012

Bionik aus Bremen

Viel Geld sparen mit "Hai"-Tech-Lack

Neue Beschichtung für Schiffsrümpfe vermindert Reibung

Seit einigen Jahren schon haben Forscher entdeckt, dass die Natur klasse Vorlagen liefert. Und so ist auch die Haut von Haifischen in ihr Blickfeld geraten. Die Haut soll jetzt Schiffen dabei helfen, nach dem Vorbild der Raubtiere durchs Wasser zu gleiten und dabei jede Menge Energie und damit auch Geld zu sparen.

Auf den ersten Blick sieht die Kunststoffplatte völlig glatt aus. Ist sie aber nicht, erklärt Sascha Buchbach vom Bremer Fraunhofer-Institut für angewandte Materialforschung und Fertigungstechnik: "Normalerweise ist ja ein Lack-System absolut glatt und gleichmäßig, aber diese Lack-Oberfläche zeigt eine gewisse Struktur auf, die rillen-förmig ist."

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer ribletstrukturierten Lackoberfläche [Quelle: Fraunhofer IFAM]

Diese Oberfläche soll helfen, Schiffe mit möglichst wenig Widerstand durchs Wasser gleiten zu lassen

Die winzigen Rillen auf dem Lack – sogenannte Riblets – sind vier Mal schmaler als ein menschliches Haar. Vorbild ist die Haut des Haifischs. Denn auch die ist nicht etwa glatt, sondern mit winzigen Rillen überzogen – dadurch kann der Hai im Wasser schneller schwimmen und Kraft einsparen.

Muster der Folie [Quelle: Radio Bremen, Foto: Achim Winkelmann]

"Hai"-Folie: Sie sieht glatt und geschmeidig aus, ist sie aber nicht

Reibung verkleinern und Treibstoff sparen

Was dem Haifisch hilft, kann auch bei Schiffen die Reibung verkleinern und dadurch Treibstoff einsparen. Im Flugzeugbau ist das schon bekannt. Die dort verwendeten Folien sind aber für Schiffe ungeeignet. Die Bremer Ingenieure haben deshalb eine spezielle Maschine entwickelt.

Diese Maschine steht in der Halle des Instituts gleich neben einer rauschenden Eiskammer und sieht so ähnlich aus wie ein Automotor. Der Applikator arbeitet im Prinzip wie ein "Tapezier-Automat", er legt eine Lack-Bahn neben die andere und "lackiert" in dieser Weise das Schiff.

Applikator für Spezial-Folie und Ifam-Mitarbeiter Sascha Buchbach und Heinrich Kordy [Quelle: Radio Bremen, Foto: Achim Winkelmann]

"Tapezier-Automat" zur Beschichtung der Schiffs-Haut

Seinen Praxistest musste der Schiffs-"Tapezierautomat" im Schwimmdock einer Werft in Emden bestehen, sagt Projektleiter Buchbach. Dort gelang es den Forschern trotz widriger Bedingungen, eine 30 Quadratmeter große Lackfläche aufzutragen.

"Im Schwimmdock ist es kalt, die Oberflächen sind nicht unbedingt sehr sauber, wir haben dabei auch hohe Luftfeuchtigkeit und Sonneneinstrahlung, die es im Labor nicht gibt. Wir wollten außerdem auch wissen: Wie schnell kann ich das Lacksystem auf so eine Oberfläche bringen?"

Mehrere Hundert Tausend Euro pro Schiff sparen

Die Beschichtung hält im Gegensatz zu den herkömmlichen Folien auch UV-Licht und Abrieb Stand. Bis zu fünf Prozent Treibstoff und damit mehrere hunderttausend Euro könnte jedes Schiff jährlich mit der Lackoberfläche sparen, glauben die Bremer Wissenschaftler.

Muscheln und Algen mögen die Haut leider auch

Sorge bereitet den Forschern, dass sich Algen und Muscheln an der Mikro-Rillenoberfläche besser festhalten als an einem herkömmlichen Lack: "Das Thema Algenbewuchs beziehungsweise Anti-Fouling hat sich als sehr kritisch erwiesen und muss weiter untersucht werden", sagt Buchbach.

Noch nicht serienreif

Das Bundeswirtschaftsministerium ist von der Erfindung dennoch überzeugt. Dreieinhalb Jahre lang hat es die Bremer Forschung mit insgesamt 1,6 Millionen Euro gefördert: Projektname: "Hai-Tech" - mit "ai". Interesse von Werften gibt es schon. Bis zur Serienreife des Haifisch-Lacks wird es aber noch einige Jahre dauern.

Hai-Tech: Bremer Forscher entwickeln Hai-Schiffslack, [2:47]
Ein Beitrag von Achim Winkelmann

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