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Flächenheizsystem für beliebige 3D-Geometrien

Systeme zur Erwärmung von Flächen sind für vielfältigen Anwendungen von Hauswänden bis zu Flugzeugtragflächen hochgefragt. Der technische Wärmeeintrag wird üblicherweise durch den Einsatz von Heizpatronen, keramischen Widerstandsheizungen und Heizdrähte realisiert. Dies beschränkt die Möglichkeiten beim Einsatz in elektrischen Flächenheizsystemen. Die Neue Materialien Bayreuth GmbH erforscht eine alternative Lösung zusammen mit Industriepartnern.


Schematische Darstellung des entwickelten Flächenheizsystems – Foto: NMB

 

Die Erwärmung von Flächen ist mit den bisherigen Verfahren zum Wärmeeintrag eine Herausforderung, die mit zunehmender Fläche stark steigt. Für 3D-Geometrien, wie beispielsweise Tragflächen von Flugzeugen, die sicher enteist sein müssen, ist dies noch überhaupt nicht gelöst. Das Projekt „3D-Therm – Individuelles Beheizen beliebiger dreidimensionaler Geometrien“ beschäftigt sich mit Lösungen für diese anspruchsvolle Aufgabe.

Das Projekt verfolgt hierfür daher einen neuartigen Ansatz, der auf dem Einsatz eines innovativen Zwei-Komponenten-Lacks als Heizschicht basiert. Der Heizlack hat den Vorteil, dass auch ein großflächiger Auftrag problemlos möglich ist und dies zudem auf beliebigen 3D-Geometrien erfolgen kann. Damit kann der elektrische Flächenheizer gezielt auf den jeweiligen Anwendungsfall konfektioniert werden.

Dabei spielt zur Sicherstellung der Energieeffizienz die Auslegung und Optimierung der Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung eine große Rolle. Hierfür ist die Auslegung und Herstellung einer Widerstandsheizung mit definierter Wärmeverteilung auch für 3D-Geometrie notwendig.

Die in Rahmen des Projektes entwickelt Heiztechnologie kann die diese Anforderungen erfüllen. Der Zwei-Komponenten-Heizlack und die Kontaktierungsgeometrie können hinsichtlich ihrer thermischen und elektrischen Eigenschaften gezielt eingestellt werden. Ein Algorithmus ermöglicht es, die individuelle Auslegung des Heizsystems hinsichtlich der anwendungsspezifischen Wärmeverteilung umzusetzen.

Die Neue Materialien Bayreuth GmbH beschäftigt sich in diesem Projekt mit der Auslegung und Entwicklung thermisch gespritzter, metallischer Kontaktschichten für dreidimensionale Heizsysteme. Dies bedeutet die Aufbringung einer zuverlässigen Kontaktschicht auf das Trägermaterial mit Hilfe des thermischen Lichtbogenspritzens. Hierzu steht die Entwicklung und Optimierung geeigneter Prozessparameter im Mittelpunkt. Weiterhin wird ein Verfahren entwickelt, um – beispielweise durch den Einsatz einer Maskierung – die benötigte Kontaktierungsgeometrie gleichmäßig und reproduzierbar zu erzeugen.

Das Projekt wird vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Programms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ unter dem FKZ ZF 4064611JA7 gefördert. Weitere Projektpartner sind SPITZNER ENGINEERS GmbH und Future Carbon GmbH.


Ansprechpartner

Neue Materialien Bayreuth GmbH
M. Sc. Dehua Chen | E-Mail dehua.chen@nmbgmbh.de

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