Im Rahmen der IntAirCoat Conference 2019 haben der Laserspezialist 4JET (Alsdorf, Deutschland) und der führende Flugzeuglackanbieter Mankiewicz (Hamburg, Deutschland) einen neuen Laserprozess zur Erzeugung von treibstoffsparenden Riblets vorgestellt, die automatisch auf lackierte Flugzeugoberflächen gelasert werden.
Die Technologie – LEAF steht für Laser Enhanced Air Flow – benutzt das Prinzip der Laser Interferenz Texturierung, um schnell feine Rillen in der obersten Schicht des Flugzeuglackes zu erzeugen.
Solche Riblets reduzieren den Luftwiderstand um bis zu 10 Prozent, was für kommerzielle Langstreckenflüge in einer Treibstoffersparnis von mehr als 1 % resultiert. Dieses enorme Einsparungspotential für den jährlichen globalen Kerosinverbrauch kommt der Summe von 150 Milliarden US$ gleich.
Der Prozess – noch in der Entwicklungsphase – erbringt schon industrielle Durchsatzraten und hat erste Haltbarkeitstests bestanden.
Arbeitsprinzip
Lackabtrag durch Laser ist eine bekannte Technologie, die sich aber bisher als zu langsam erwiesen hat, um die hohe Strukturdichte zu erreichen, die für Haifischhaut-Effekte nötig ist. Anstatt die Riblet-Rillen mit einem fokussierten Laserspot linienweise zu erzeugen, hat 4JET nun einen Weg gefunden, den Prozess unter Benutzung des Prinzips des Laser-Interferenz-Texturierung um einen Faktor von etwa 500 zu beschleunigen. Der Laserstrahl wird dabei geteilt und auf der Oberfläche wieder so zusammengeführt, dass sich die Oszillationen des elektrischen Feldes der Lichtwellen kontrolliert überlagern. Diese Überlagerung erzeugt ein periodisches Muster von dutzenden alternierenden äquidistanten Linien hoher und niedriger Intensität innerhalb eines einzigen Laserspots. Dies erlaubt es, 15 Kilometer Riblets – entsprechen ca. 1 m² Riblet-Oberfläche – in weniger als einer Minute zu erzeugen.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass LEAF trocken und ohne jegliche Verbrauchsmaterialien arbeitet. Es ist möglich, die Riblet-Geometrie abhängig von der Position auf dem Flugzeug lokal anzupassen. Lackstaub und Rauch, die während des Prozesses entstehen, werden abgeführt und der Prozess erfordert keine Nachbearbeitung. Die Technologie erlaubt die Bearbeitung gebogener und genieteter Oberflächen. Dank der langen Brennweite kann sie in bestehende Robotik integriert werden, die für Farbentfernung oder Lackierarbeiten in der Flugzeugwartung benutzt wird.
"Wir freuen uns darauf, aktiv ein neues Kapitel in der Geschichte der Flugzeugbeschichtung aufzuschlagen und die Zukunft nachhaltiger Flugzeuge zu gestalten. Wir sind froh, mit 4JET einen kompetenten Partner in der Laserindustrie an unserer Seite zu haben und freuen uns auf die zukünftige Zusammenarbeit und Vermarktung dieser neuen bahnbrechenden Methode, Kraftstoff zu sparen und zu einer grüneren Zukunft beizutragen." so Andreas Ossenkopf, Director - Head of Aviation bei Mankiewicz Hamburg.
4JET CEO Jörg Jetter betont: "Wir sind begeistert vom bisherigen Fortschritt und den enormen Möglichkeiten, die unsere neue Partnerschaft mit Mankiewicz bietet. LEAF könnte nicht nur einen völlig neuen Markt für unser Unternehmen öffnen, sondern auch einen signifikanten Beitrag dazu leisten, die CO2-Emissionen in der Luftfahrt zu senken."
Über die Kooperation
4JET und Mankiewicz entwickeln zusammen die LEAF Technologie für die Nutzung auf Flugzeugen und bereiten sich auf die Vermarktung in den nächsten Jahren vor. Mankiewicz wird die Entwicklung mit seinem umfassenden Verständnis der Lackchemie und der Anforderungen der Luftfahrtindustrie unterstützen, während 4JET sich auf die Entwicklung des Laserprozesses und der Strahlführungssysteme fokussieren wird.
