Funktionsschichten für Wettersatelliten

Präzise und zuverlässige Wettervorhersagen können Leben retten und dabei helfen, die weltweiten Auswirkungen von Wetterkatastrophen zu mildern. Schichten des Fraunhofer IST sollen dabei helfen.

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Gasfluss-gesputterte Wärmedämmschichten

Für einen effizienteren Betrieb von Gasturbinen bei höchsten Temperaturen müssen die eingesetzten metallischen Werkstoffe vor Heißgas-Korrosion und vor Überhitzung geschützt werden. Mit dem am Fraunhofer IST entwickelten Gasfluss-Sputterverfahren (GFS) können neuartige und vielversprechende keramische Wärmedämmschichten für hochbelastete Bauteile hergestellt werden.

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Umweltfreundliche Metallisierung von CFK

Für einige Anwendungen im Bereich Luft- und Raumfahrt müssen CFK-Bauteile beschichtet werden, um beispielsweise eine ausreichende elektrische und thermische Leitfähigkeit zu erhalten. Das Fraunhofer IST arbeitet an einem umweltfreundlichen Verfahren zur Vorbehandlung solcher CFK-Bauteile.

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MASCOT

Am Fraunhofer IST beschichtete Teile starteten von Japan aus in den Weltraum zu einer Reise zum Asteroiden 1999 JU-3.

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Optische Filter für Weltraumanwendungen

Am Fraunhofer IST wurde die neue Beschichtungsplattform EOSS® entwickelt und aufgebaut, mit der hochanspruchsvolle optische Schichten für Weltraumanwendungen abgeschieden werden können.

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Luft- und Raumfahrt

Im Geschäftsfeld »Luft- und Raumfahrt« werden Verfahren und Schichten für Sonderwerkstoffe wie zum Beispiel Leichtbauwerkstoffe entwickelt, für die es oft noch keine etablierten Beschichtungsverfahren gibt. Anwendungen in der Luftfahrt betreffen überwiegend Verschleiß- und Korrosionsschutz, in der Raumfahrt spielen in erster Linie optische und elektrische Funktionsschichten eine Rolle.

Im Rahmen von öffentlichen Projekten und Industrieprojekten werden die Beschichtungsprozesse und Schichteigenschaften mittels Galvanotechnik, Vakuumtechnik oder Plasmadiffusionsverfahren an die gewünschten Erfordernisse angepasst und Anlagen im Labor-, Pilot- und Fertigungsmaßstab konzipiert. 

Wir transferieren unsere Entwicklungen in die Praxis und bieten unseren Kunden und Partnern:

Metallisierung von Materialien

  • CFK, GFK
  • Leichtmetalle, wie z. B. Titan oder Magnesium
  • Polymere
  • Keramiken

Schichten für Reibungsminderung und Verschleißschutz

  • Erosionsschutzschichten
  • SICON®
  • Trockenschmierstoffschichten
  • Hartchrom, chemisch Nickel

Herstellung präzisionsoptischer Komponenten

  • Superbreitband-Strahlteiler mit geringem Wellenfrontfehler
  • Bandpassfilter auf 2D- und 3D-Komponenten, z. B. Linsen
  • Abscheidung schwarzer Schichten

Qualitätssicherung und Dokumentation

 

Schichten für die Luftfahrt

  • Im Flugzeugbau gibt es ein beherrschendes Thema: Gewichtsreduzierung. Diese ist nötig, um den Treibstoffverbrauch der Flugzeuge und damit den CO2-Ausstoß am Himmel zu senken. Waren früher noch Stahl und Aluminium die beherrschenden Werkstoffe im Flugzeug, so werden diese mehr und mehr durch Carbonfaser verstärkte Kunststoffe (CFK) ersetzt, ein extrem leichtes und mechanisch belastbares Material. Daneben warten noch metallische Leichtgewichte wie Magnesium oder Titan auf ihren Großeinsatz im Flugzeug.
  • Immer komplexere Steuerungen, die heute mehr und mehr auf Basis elektrischer oder elektromechanischer Systeme arbeiten und die elektrohydraulischen Aktuatoren ersetzen, erfordern eine ständige, zuverlässige Überwachung ihrer Funktion.
  • Um Treibstoff zu sparen, gilt es auch die Flugzeugturbinen zu optimieren. Zwar arbeitet eine Turbine bei höherer Verbrennungstemperatur des Treibstoffes effizienter, jedoch werden dadurch bestimmte Bauteile sehr stark thermisch belastet.

 

Schichten für die Raumfahrt

In der Raumfahrt spielen neben dem Gewicht, welches sich direkt auf die wirtschaftlich nutzbare »Payload« auswirkt, auch die mechanischen Anforderungen eine große Rolle. Extreme mechanische Belastungen treten insbesondere beim Start einer Rakete auf. Einige Arbeitsfunktionen sind nur ein einziges Mal erforderlich, dafür aber mit absoluter Zuverlässigkeit, da sie eine ganze Raumfahrtmission scheitern lassen können, z. B. das Ausfahren der Solarsegel für die Energieversorgung. Ausfälle haben in der Regel katastrophale Folgen und sind im Weltraum auch nicht mehr zu beheben. Hier sind Hochleistungsmaterialien erforderlich, die diesen Anforderungen gerecht werden.

 

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