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PFAS-frei per Laser Forscher schaffen funktionelle Beschichtungen ohne PFAS mittels Laser

Quelle: Fraunhofer ILT 6 min Lesedauer

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Fraunhofer IWM
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Am Fraunhofer ILT kann man beweisen, dass das Ende der PFAS-Ära durch passende Beschichtungsprozesse noch schneller erreicht werden kann ...

Eine PFAS-freie DLC-Schicht per Laser! So könnte eine Zukunft ohne die fast unsubstituierbaren PFAS aussehen. Denn Forscher am ILT in Aachen konnten anhand von vier Projekten schon zeigen, wie man zum Beispiel den Kunststoff PEEK dafür nutzen kann. Hier viel mehr dazu ...(Bild: Fraunhofer ILT)
Eine PFAS-freie DLC-Schicht per Laser! So könnte eine Zukunft ohne die fast unsubstituierbaren PFAS aussehen. Denn Forscher am ILT in Aachen konnten anhand von vier Projekten schon zeigen, wie man zum Beispiel den Kunststoff PEEK dafür nutzen kann. Hier viel mehr dazu ...
(Bild: Fraunhofer ILT)

Die seit einiger Zeit schlechtes Licht gerückten, per- und polyfluorierten Alkyle kurz PFAS genannt, können nur schlecht durch anderen Materialien ersetzt werden. Sie vermindern Reibung und schützen so vor Verschleiß respektive machen sie so bewegte Systeme energieeffizienter, sie wirken als Antihaftbeschichtung, sorgen für Notlauf, wenn Öle und Fette versagen und schützen vor Korrosion. Mit anderen Worten: Sie sind kaum kaputt zu kriegen. Doch das ist mit Blick auf die Umwelt auch genau das größte Problem an ihnen. Deshalb sollen sie möglichst von der Bildfläche verschwinden. Im Rahmen der Projekte „RePEEK“, „EPOS“, „LEMBAS“ und „pureWaterSeal“ entwickelt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) aus Aachen laserbasierte Verfahren, um PFAS-freie Hochleistungsbeschichtungen auf großen Metallbauteilen, Gleitlagern, Dichtungen und empfindlichen Elastomerwalzen applizieren zu können. Entweder schmilzt der Laser dazu Schichten auf, oder schmilzt Werkstoffe lokal oder er dient zur Strukturierung von Oberflächen. So, heißt es, lassen sich auch PFAS-freie Alternativen verarbeiten, die per Ofen oder anderen üblichen Applikationsmöglichkeiten nur schwer zu handeln sind. Die Industrie müsse deshalb nicht auf eine einzige Alternative warten, die alle PFAS-Anwendungen abdecke ...

PEEK ist gute eine Alternative zum bekannten Teflon

Passende Ersatzstoffe müssen natürlich auf den Werkstoffen Metall, Kunststoff oder Gummi haften, wie die PFAS auch. Sie müssen auch hohe Temperaturen aushalten können, sich bei Belastung nicht ablösen und auch bei großen Bauteilen wirtschaftlich aufgebracht werden können. Ein Material wie der Hochleistungs-Kunststoff Polyetheretherketon, kurz PEEK, ist etwa chemisch und mechanisch sehr interessant. Doch er erreicht nicht automatisch alle Eigenschaften von beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen, auch als Teflon bekannt), wie die Forscher erklären. PEEK ist außerdem steifer, teurer. Und je nach Anwendung ist PEEK auch noch schwieriger zu verarbeiten. Für viele industrielle Bauteile reiche es deshalb nicht aus, ein anderes Pulver, eine andere Folie oder einen anderen Kunststoff auszuwählen. Entscheidend ist demnach auch das Verarbeitungsverfahren, wie die ILT-Wissenschaftler anmerken. Die Fragen, wie kommt das Ersatzmaterial auf die Oberfläche, wie verbindet es sich mit dem Bauteil und wie lässt sich verhindern, dass ein temperaturempfindlicher Werkstoff darunter beschädigt wird, gilt es dabei zu beantworten. Doch der Laser schafft das, wenn die PFAS-Alternativen für derartige Probleme sorgen.

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