Der intelligente Lack

Um eine innovative Lacklösung zu entwickeln, hat Dr. Fabian Seeler, Forscher am Fraunhofer IPA, das Prinzip des Marangoni-Effekts hinterfragt. Der Marangoni-Effekt, der für Oberflächenspannungsdifferenzen und damit für das Entstehen von Welligkeiten verantwortlich ist, sollte im Rahmen eines Forschungsprojekts umgekehrt werden. Der sogenannte „inverse Marangoni-Effekt“ könnte durch spezielle Anpassungen in der Lackformulierung erreicht werden und bietet neue Möglichkeiten zur Oberflächenglättung – eine bedeutende Verbesserung für Anwendungen wie den 3D-Druck, bei denen oft unebene Oberflächen entstehen.

Von der Idee zur Simulation

Die Idee zur Umkehrung des Effekts entstand, als die Forscher die Oberflächenspannung der Lackkomponenten analysierten. Bei herkömmlichen Lacken bewirkt die inhomogene Verdunstung von Lösemitteln oft ungewollte Konvektionsströme, die zu Welligkeiten führen. Seeler erkannte, dass dieser Effekt durch eine Anpassung der Oberflächenspannung der Komponenten umgekehrt werden könnte. Mithilfe von Computersimulationen wurde der gewünschte Glättungseffekt theoretisch bestätigt, was die Basis für die konkrete Entwicklung des Lacks legte.

Erfolgreicher Praxistest und Anwendungsmöglichkeiten

Die praktische Umsetzung des „inversen Marangoni-Effekts“ gelang im ersten Versuch. Der neue Lack zeigte eine deutliche Glättung von Oberflächen und könnte nun vor allem in der additiven Fertigung eingesetzt werden, um stufige und wellige Strukturen auf Kunststoffteilen auszugleichen.

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• die physikalischen Grundlagen des „inversen Marangoni-Effekts“
• wie die Computersimulation zur Lackformulierung beitrug
• Einblicke in mögliche industrielle Anwendungen der neuen Technologie