Die Bionik, die sich mit Konstruktionslösungen nach dem Vorbild der Natur auseinandersetzt sorgt dafür, dass immer bessere Lösungsmöglichkeiten für technische Konstruktionsaufgaben bestehen. Neben Leichtbau durch Materialreduktion, hohen mechanischen Festigkeiten durch Verstrebungen an den notwendigen Stellen, Reduktion von Kerbwirkungen aufgrund spezieller Kerbgeometrien ergeben sich diverse Lösungen anhand der hieraus abgeleiteten Kenntnisse.

Ziehl-Abegg, Künzelsau, hat im Bereich der Lüftungstechnik schon früh die Vorteile der Bionik erkannt und die daraus erworbenen Erkenntnisse konsequent in der Formgestaltung ihrer neuen Ventilatorgeneration umgesetzt. Dabei orientiert sich die Flügelgeometrie am Vorbild eines Eulenflügels und reduziert damit das Ventilatorgeräusch. Das Unternehmen produziert Ventilatoren und Motoren sowie die dazu gehörige Regeltechnik. Auch im Portfolio sind Elek-tromotoren für unterschiedliche Anwendungen außerhalb der Lufttechnik (Aufzüge, Computertomographen, Tiefseeroboter, elektrische Stadtbusse). Wobei die Lufttechnik mit etwa 85 Prozent, den Großteil des Umsatzes ausmacht.

Akromid S, das PA 6.10 Compound von Akro-Plastic, Niederzissen, erfüllt die gängige Definition eines Biokunststoffs. Es verfügt über einen biogenen C-Anteil von bis zu 70 Prozent. Rizinusöl aus den Samen des Wunderbaumes bildet die Grundlage für Sebacinsäure, die hierbei als Basis für den nachwachsenden Rohstoffanteil des Polymers fungiert. Aber PA 6.10 ist nicht biologisch abbaubar. Bei der Verwendung von technischen Kunststoffen ist diese Eigenschaft absolut unerwünscht, da hier bei einer hohen Lebensdauer des Endproduktes eine ebenso hohe Beständigkeit der Materialien gefordert ist, die ein abbaubarer Kunststoff nicht erfüllen kann.

Geringere Wasseraufnahme und bessere chemische Beständigkeit

Durch das Nutzen pflanzlicher Rohstoffe, die der Umwelt in ihrer Wachstumsphase bereits CO2 entzogen haben, fällt die CO2-Bilanz dieses Werkstoffes in Summe günstiger aus als bei Polymeren auf Basis fossiler Rohstoffe. Während die Kenntnisse zu mechanischen Festigkeiten die Langlebigkeit einer Konstruktion sicherstellen, sind weitere Erkenntnisse aus dem strömungstechnischen Bereich für Ventilatorflügel notwendig. PA 6.10 hat gegenüber Standard-Polyamiden wie PA 6 und PA 6.6 Vorteile in Bezug auf geringere Wasseraufnahme, bessere chemische Beständigkeit sowie eine geringere Dichte.

So ergeben sich bei den Ventilatoren von Ziehl-Abegg folgende Vorteile bei Verwendung dieses Werkstoffes. Das Bauteilgewicht reduziert sich bis zu 6 Prozent. Zudem hat die Feuchte einen geringeren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften und man erreicht eine höhere Maßkonstanz. Zu guter Letzt hat man eine CO2-Ersparnis bezogen auf den Anteil des Polyamid bis zu 60 Prozent.

Die mechanischen Eigenschaften von Akromid S, verstärkt mit 30 Prozent Glasfaser, sorgt dafür, dass auch bei höheren Drehzahlen ein sicherer Betrieb des Ventilators möglich ist. Bei diesem Glasfasergehalt werden zudem hervorragende Oberflächen erreicht. Dies ist nicht zuletzt auch das Ergebnis der im Verarbeitungsprozess angewandten Verfahrenstechnologie. Die hier eingesetzten knetblockfreien Doppelschnecken-Extruder der Schwesterfirma Feddem, Sinzig, sorgen für eine schonende Dispergierung. Die eingearbeiteten Glasfasern werden bei diesem schonenden Compoundierverfahren nicht so stark in der Länge reduziert, was erhöhte Werte in Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit erreichen lässt.

Die bionischen Ventilatoren werden zukünftig in der Kältetechnik (Kühlkette für Lebensmittel bis zum Supermarkt), in Heizungen, Wärmepumpen und zur Elektronikkühlung (Rechenzentren, Schaltschrank- und Umrichterkühlung) ihren Einsatz finden. In diesen Bereichen sorgen sie dafür, dass neben einem ressourcenschonenden Werkstoffeinsatz auch die Geräusch-emission deutlich reduziert wird. Das umweltfreundliche bionische Konzept von Ziehl-Abegg wurde in verschiedenen Wettbewerben und durch Auszeichnungen ausgezeichnet.

 

Autor

Joachim Berneck
ist bei Akro-Plastic in Niederzissen tätig.
joachim.berneck@akro-plastic.com

 

Fakuma 2014: Halle/Stand B2/2209