Tag der kleinen und mittleren Unternehmen (KMU): Innovative Beschichtung und laserbasierte Verfahren ermöglichen CO2-Reduktion sowie Einsparung von Kraftstoff

Laut Statistischem Bundesamt sind 99 Prozent aller deutschen Unternehmen kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und stellen mehr als die Hälfte aller Arbeitsplätze – damit sind sie der wirtschaftliche Motor Deutschlands. Sie bringen neue Produkte, Verfahren und Dienstleistungen auf den Markt und tragen zur technologischen Weiterentwicklung bei. Dies wird seit 2017 jährlich am UN-Welttag der KMU am 27. Juni gewürdigt.

Um auf dem Markt wettbewerbsfähig zu bleiben, investieren viele KMU in Forschung und Entwicklung innovativer Produkte und Prozesse. Dabei unterstützt sie das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) seit 2007 mit der Maßnahme „KMU-innovativ". Ziel ist es, Innovationspotenziale von KMU im Bereich Spitzenforschung zu realisieren und damit auch deren Wettbewerbsfähigkeit dauerhaft zu stärken. Über 190 Projekte wurden bereits gefördert, die sich speziell mit Energieeffizienz und Klimaschutz befassen. Deutsche KMU gestalten so den erforderlichen Wandel zu mehr Klimaschutz und -anpassung sowie Nachhaltigkeit aktiv mit.

Ein Beispiel für ein „KMU-innovativ"-Projekt ist „Laser-Func-Light". In dem BMBF-Projekt entwickelte das Eloxalwerk Ludwigsburg gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) eine spezielle Beschichtung: Heute dient das Produkt als innovativer Verschleißschutz für bewegte Leichtbauanwendungen in der Lager- und Motorentechnik. Denn gerade bei beweglichen Bauteilen entsteht viel Reibung und dadurch ein hoher Kraftstoff- beziehungsweise CO₂-Verbrauch.

Ziel des Projekts war es, eine Beschichtung zu entwickeln, durch die die Verschleißbeständigkeit solcher Bauteile, wie zum Beispiel von Zylinderlaufflächen aus Aluminium-Silizium-Legierungen in Verbrennungsmotoren, erheblich erhöht wird. Auch die Reibung und dadurch der Kraftstoffverbrauch sollten hierdurch deutlich reduziert werden.

Der innovative Verschleißschutz entsteht durch die Verbindung einer keramischen Schicht und PEEK (Polyetheretherketon), einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, sowie durch eine laserbasierte Bearbeitung dieser Verbundoberfläche. Hierfür wurde das Verfahren der Direkten Laserinterferenzstrukturierung (DLIP) genutzt. Da durch das DLIP-Verfahren großflächig und schnell Mikrostrukturen auf verschiedenen Oberflächen hergestellt werden können, ohne dass zusätzlich Material eingebracht oder abgetragen wird, ist dieses Verfahren extrem energie- und ressourceneffizient.

Ein Produkt, viele Anwendungen in unterschiedlichen Industriezweigen

Seit Ende des Projekts „Laser-Func-Light" wird die neu entwickelte Beschichtung für Bauteile von Maschinen verschiedener Industriebranchen genutzt. Einige Bauteile gehen demnächst mit großen Stückzahlen in die Serienproduktion.

• Verpackungsindustrie:
  die Verschleißfestigkeit von Aluminium-Bauteilen der Abfüllanlagen wird erhöht, die Reibung von Verpackungsmaterialien beim Abfüllen wird reduziert.
• Elektromobilität:
  Batteriegehäuse werden elektrisch isoliert, was Kurzschlüsse vermeidet und gleichzeitig dem Korrosionsschutz dient.
• Formenbau:
  Gussformen bleiben länger erhalten und die produzierten Teile lösen sich besser aus den Formen.
• Maschinenbau:
  Getriebebauteile von Anlagen werden vor Verschleiß und Korrosion geschützt.

Das BMBF unterstützte das Projekt „Laser-Func-Light" mit rund 0,8 Millionen Euro. Dieses Beispiel zeigt, wie der Transfer von der Forschung und Entwicklung in die Praxis erfolgreich gelingen kann und wie KMU durch innovative Lösungen aktiv zum Klimaschutz beitragen.