Saarbr\u00fccken. In modernen Autos werden heutzutage \u00fcber 2.000 Steckverbindungen f\u00fcr Kameras, Sensoren und eine wachsende Anzahl an komfortablen Funktionen verwendet. Diese Steckverbindungen werden kontinuierlich verbessert, um Sicherheit und Verschlei\u00dffestigkeit elektrischer Kontakte zu gew\u00e4hrleisten. Die Forschung auf diesem Gebiet wurde sogar mit Preisen ausgezeichnet.<\/p>\n
Es ist wichtig, dass diese Kontakte auch unter widrigen Bedingungen wie K\u00e4lte, N\u00e4sse oder starken Vibrationen zuverl\u00e4ssig und ohne jegliche Unterbrechungen funktionieren. Frank M\u00fccklich, ein Materialforscher, hat ein Laserverfahren entwickelt, das die Oberfl\u00e4chen der elektrischen Kontakte deutlich widerstandsf\u00e4higer und mit geringeren Verlusten macht. Der Saarbr\u00fccker Professor wurde f\u00fcr seine bemerkenswerten Leistungen im Bereich der elektrischen Kontakte mit dem Albert-Keil-Preis des Verbandes der Elektrotechnik (VDE) geehrt.<\/p>\n
Der \u00fcberwiegende Teil der Probleme bei Autos liegt heutzutage im elektrischen System. Wenn in der Autoelektronik eine solche Fehlermeldung angezeigt wird, liegt dies oft nicht an Defekten in komplexen Schaltkreisen, sondern an einer der vielen Steckverbindungen, die aufgrund von Temperatur\u00e4nderungen, Feuchtigkeit oder Vibrationen kurzzeitig unterbrochen wurden – manchmal nur f\u00fcr einen sehr kurzen Moment.<\/p>\n
Dank unserer Methode konnten wir den Kontaktwiderstand erheblich reduzieren, n\u00e4mlich um beeindruckende 80 Prozent im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen elektrischen Kontakten mit konventionellen Oberfl\u00e4chen. Durch diese Technologie kann die Gesamtfunktionssicherheit erheblich verbessert werden, insbesondere angesichts der \u00fcber 2000 Steckkontakte in einem durchschnittlichen Mittelklassewagen, sagt Frank M\u00fccklich, ein Professor f\u00fcr Funktionswerkstoffe an der Universit\u00e4t des Saarlandes.<\/p>\n
In Zusammenarbeit mit seinem Team hat der Materialforscher ein Verfahren namens Direkte Laser-Interferenz-Strukturierung (DLIP – Direct Laser Interference Patterning) entwickelt. Dieses Verfahren erm\u00f6glicht eine biomimetische, mikrotopographische Strukturierung der Oberfl\u00e4chen. Mithilfe von mehreren geb\u00fcndelten Laserstrahlen, die sich wellenf\u00f6rmig \u00fcberlappen, werden auf der Oberfl\u00e4che des Materials mikroskopisch feine und symmetrische Muster erzeugt. Diese H\u00f6henstrukturen, die mikroskopisch fein und periodisch sind, werden in einem Bereich von Mikrometern erzeugt. Sie sind also noch kleiner als ein menschliches Haar. Au\u00dferdem k\u00f6nnen sie in einer technologisch effizienten Geschwindigkeit von bis zu einem Quadratmeter pro Minute aufgetragen werden.<\/p>\n
Frank M\u00fccklich erkl\u00e4rt, dass durch diese pr\u00e4zise Oberfl\u00e4chenstrukturierung die Steckverbindungen zuverl\u00e4ssiger funktionieren, selbst bei wiederholtem \u00d6ffnen und Schlie\u00dfen w\u00e4hrend regelm\u00e4\u00dfiger Inspektionen in Werkst\u00e4tten weltweit. Dieses Verfahren orientiert sich an nat\u00fcrlichen Oberfl\u00e4chen, die \u00e4hnliche Mikrostrukturen aufweisen und dadurch besondere Effekte erzielen. Ein Beispiel daf\u00fcr ist die Lotus-Pflanze, die \u00fcber wasserabweisende Bl\u00e4tter verf\u00fcgt, oder der Schmetterlingsfl\u00fcgel, der durch den Interferenzeffekt in verschiedenen Farben schimmert, ohne dass Farbstoffe verwendet werden.<\/p>\n
Frank M\u00fccklich, Leiter des Material Engineering Center Saarland (MECS) als Steinbeis-Forschungszentrum an der Universit\u00e4t des Saarlandes, erkl\u00e4rt, dass sie diese Lasertechnologie \u00fcber viele Jahre hinweg in Zusammenarbeit mit Partnern weiterentwickelt haben, um sie marktreif zu machen. Dadurch kann sie heute effizient in den schnellen Prozessen der industriellen Massenproduktion eingesetzt werden. Zusammen mit Partnern hat Frank M\u00fccklich die SurFunction GmbH gegr\u00fcndet, um diese innovative Technologieplattform in die industrielle Anwendung zu \u00fcberf\u00fchren.<\/p>\n
Der Materialforscher hat jedoch noch weitere Technologien entwickelt, um den Anforderungen der Elektromobilit\u00e4t gerecht zu werden. Diese Technologien spielten ebenfalls eine Rolle bei der Verleihung des Albert-Keil-Preises durch den VDE. Frank M\u00fccklich und sein Team sind in der Lage, mithilfe verschiedener 3D-Analysetechniken alle Ver\u00e4nderungen in der inneren Struktur von Materialien zu quantifizieren. Dies erm\u00f6glicht es ihnen, beispielsweise die Auswirkungen des Schaltens elektrischer Kontakte und der damit verbundenen hohen Stromdichte pr\u00e4zise darzustellen.<\/p>\n
Mithilfe dieses Verfahrens k\u00f6nnen wir auf mikro-, nano- und atomarer Ebene erkennen, wie sich die innere Struktur eines Materials unter mechanischer und elektrischer Belastung ver\u00e4ndert. Aufgrund der hohen Ladeleistungen bei Elektrofahrzeugen werden sowohl die elektrischen Kontakte als auch die Ladeinfrastruktur stark belastet. Dank neuer quantitativer Methoden k\u00f6nnen wir nun pr\u00e4zise nachverfolgen, welche Ver\u00e4nderungen in den Materialprozessen im Inneren auftreten und wie sie den elektrischen Widerstand beeinflussen, erkl\u00e4rt der Forscher aus Saarbr\u00fccken.<\/p>\n
Dieser Faktor ist von entscheidender Bedeutung f\u00fcr die Zuverl\u00e4ssigkeit und Funktionalit\u00e4t autonomer Fahrzeuge, insbesondere im Hinblick auf die Energiewende mit einem immer gr\u00f6\u00dfer werdenden Anteil an Elektrofahrzeugen.<\/p>\n
Anmerkung f\u00fcr H\u00f6rfunk-Journalisten: Sie haben die M\u00f6glichkeit, Telefoninterviews in Studioqualit\u00e4t mit Wissenschaftlern der Universit\u00e4t des Saarlandes zu f\u00fchren. Dies kann \u00fcber eine IP-Verbindung mit Direktwahl oder \u00fcber den ARD-Sternpunkt 106813020001 erfolgen. Bitte senden Sie Ihre Interviewanfragen an die Pressestelle unter der Nummer 0681 302-3610.<\/p>\n
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