Avancerede overfladeløsninger til forsvar og rumfart

Skræddersyede PVD-overfladebelægninger, plasmanitrering og ionimplantering, der sikrer pålidelig ydeevne under de mest krævende driftsforhold - fra arktisk kulde og ørkenoperationer.

Komponenter til forsvar og rumfart skal fungere sikkert og stabilt under ekstremt slid, store temperaturvariationer, vakuum, korrosive miljøer og sand- og støvbelastning – ofte uden mulighed for konventionel smøring eller løbende vedligehold. Når en enkelt bevægelig overflade svigter, stopper hele systemet.

Teknologisk Institut udvikler, validerer og producerer avancerede overfladebelægninger og coatings, der øger slidstyrken, reducerer friktionen og sikrer korrosionsbestandigheden. Vi designer også overflader med præcist afstemte funktionelle egenskaber – elektriske, elektromagnetiske, termiske og optiske – tilpasset de konkrete driftsforhold, jeres komponenter skal klare.

Med mere end 35 års erfaring som kommerciel leverandør og F&U-partner og en komplet værdikæde in-house tager vi jeres projekt fra feasibility-studie og prototype til fuld serieproduktion.

Hvad kan Teknologisk Institut hjælpe dig med?

Teknologisk Instituts tribologi-specialister tilbyder en bred vifte af overfladebelægninger og coatings til forsvar og rumfart:

• Slidbeskyttelse til geardele, transmissionskomponenter, hydraulikstænger, våbenmekanismer og andre hårdt belastede dele
• Tørsmøring med DLC-belægninger til drift uden olie og fedt – i vakuum, ekstrem kulde, ørkenmiljøer og kontamineringsfølsomme systemer
• Overfladehærdning med plasmanitrering – markant øget hårdhed og slidstyrke med minimale deformationer
• Elektromagnetisk signaturkontrol - tyndfilmsbelægninger til styring af radar-, IR- og optisk respons samt EMI-shielding
• Elektrisk funktionelle belægninger - ledende, halvledende eller isolerende coatings til sensorer, kontakter og stikforbindelser
• Korrosionsbeskyttelse mod salt, fugt, aggressive medier og ekstreme klimatiske forhold
• Rådgivning, test og udvikling - fra tribologisk problemløsning til komplet F&U-projektledelse med avanceret in-house karakterisering
• Fuld sporbarhed og dokumentation tilpasset forsvars- og rumfartsindustriens krav

DLC – tørsmøring til krævende driftsmiljøer

Under barske driftsforhold mister traditionelle smøremidler deres funktion. Olie stivner og fryser i arktisk kulde. Fedt tiltrækker sand og forårsager abrasivt slid i ørkenmiljøer. I vakuum fordamper olie, og usmurte metaloverflader svejser sammen (cold welding).

DLC-belægninger (Diamond-Like Carbon) er solide smørebelægninger uden de miljømæssige begrænsninger, som kendetegner væskebaserede smøremidler.

Typiske driftsmiljøer:

• Arktisk / høje breddegrader: Pålidelig bevægelse ned til under -50 °C uden olie
• Ørken / ekspeditionsmiljøer: Tør og hård overflade, som sand ikke hæfter til
• Rum / vakuum: Oliefri og uden udgasning - afprøvet og veldokumenteret beskyttelse til rumfartsapplikationer. Teknologisk Institut har igennem flere år leveret DLC-coatings til komponenter, der i dag er i drift i rummet

Læs mere om DLC-belægninger

Plasmanitrering - overfladehærdning til hårdt belastede komponenter

Stålkomponenter, der udsættes for vedvarende mekanisk slid og belastning under barske forhold, har behov for en overflade, der kan modstå millioner af belastningscykler uden svigt. Plasmanitrering er en gennemprøvet overfladebehandling, der løser en række af de mest udbredte slidproblemer på stålkomponenter.

Komponenter, der har gavn af plasmanitrering:

• Tandhjul og drivlinjekomponenter: hærdede tandflader modstår slid og pitting under vedvarende cyklisk belastning, herunder tårndrev, transmissioner og aktuatorgeartræn
• Hydraulikstænger og aktuatorstænger: hærdet, udmattelsesstærk overflade, der understøtter pålidelig tætning og lang levetid
• Våbenmekanismer: bolte, aftrækskomponenter og kamoverflader, der skal modstå millioner af højbelastede cykler uden galling eller for tidligt slid
• Fasteners og gevindkomponenter: forbedret modstand mod galling og fretting i højvibrationsmiljøer, relevant for køretøjer, fly og maritime systemer
• Reserve- og legacydele: en omkostningseffektiv måde at genoprette eller overgå hårdhedsspecifikationer på lokalt eller additivt fremstillede reservekomponenter

Læs mere om plasmanitrering

Elektromagnetisk signaturkontrol med tyndfilmsbelægninger

Moderne forsvarssystemer kræver overflader, der gør mere end at beskytte. De skal styre, hvordan en overflade reflekterer, absorberer eller transmitterer elektromagnetisk stråling – fra radar- og RF-frekvenser til infrarødt og optisk lys. Denne kontrol over en platforms elektromagnetiske signatur er afgørende i moderne forsvarsteknologi.

Traditionelle materialer til styring af elektromagnetisk respons er ofte dyre, tunge og vanskelige at integrere i moderne platforme. Præcist designede tyndfilmsbelægninger tilbyder et letvægtigt, tyndt alternativ uden at gå på kompromis med ydeevnen.

Sådan fungerer det: Ved magnetronsputtering afsættes præcist afstemte resistive eller ledende overfladebelægninger i nanometertykke lag – fra enkeltlag til komplekse lagstrukturer med maskeringsteknikker. De præcist designede tyndfilmslag afkobler den elektromagnetiske respons fra basismaterialet og giver designere direkte kontrol over overfladens interaktion med indkommende stråling.

Anvendelsesområder:

• Radar-, IR- og optisk signaturkontrol: coatings kan designes til et enkelt frekvensbånd eller bredere dækning, afhængigt af applikationen
• EMI-shielding: beskyttelse af følsom elektronik mod elektromagnetisk interferens
• Letvægt og integration: tynde overfladebelægninger og strukturer, der integreres i vægtfølsomme platforme som UAV'er
• Versatil platformsteknologi: samme kerneteknologi muliggør tuning af elektromagnetisk respons på tværs af radar-, IR- og optiske frekvenser

Teknologisk Institut arbejder tæt sammen med andre danske kompetencecentre om at opbygge førende kapaciteter inden for simulering, design, test og produktion af elektromagnetisk afstembare materialer med fokus på radarfrekvensspektret.

Funktionelle overflader til specialapplikationer

Ud over klassisk slidbeskyttelse og elektromagnetisk signaturkontrol udvikler og producerer Teknologisk Institut funktionelle belægningssystemer, der er skræddersyet til specifikke tekniske krav.

• Elektrisk funktionelle belægninger: Ledende, halvledende eller elektrisk isolerende coatings til sensorer, stikforbindelser, kontakter og lignende komponenter. Det omfatter fx superledende niobiumfilm på fleksible substrater, der giver robuste, lette transmissionslinjer og konnektorer.
• Optiske overflader: Belægninger med kontrollerede refleksions- og transmissionsegenskaber til specialløsninger inden for optik og detektionssystemer.
• Beskyttelse af følsom elektronik: Ultratynde metaloxidfilm, der giver præcis elektrisk isolering, hvor det er nødvendigt – og som beskytter rumfartssystemer mod miljønedbrydning, herunder atomart oxygen.
• Barrierebelægninger til vakuum og brændselsceller: Ceriumgadoliniumoxid (CGO) og andre ionselektive barrierer, der er stabile i vakuum og forhindrer uønsket gasindtrængning og udgasning.
• Letvægtsintegration: Nanometerkontrollerede overfladebelægninger på fleksible substrater muliggør integration i vægtfølsomme platforme.

Se vores forskellige belægninger

Dokumenterede resultater: Cases fra Big Science og rumfart

CERN - elektrisk isolerende PVD-belægninger til 11-tesla-magneter

Teknologisk Institut har specialudviklet elektrisk isolerende PVD-overfladebelægninger på mikrometerniveau til CERN's næste generation af 11-tesla-superledende magneter. Belægningerne er designet til at sikre pålidelig elektrisk isolering under voldsomme mekaniske spændinger og kryogene temperaturer ned til ca. -269 °C (flydende helium). Projektet demonstrerer Teknologisk Instituts evne til at udvikle og producere avancerede coatings til de mest krævende driftsforhold inden for Big Science.
Sådan hjalp vi CERN

ESO - analyse og vedligeholdelse af coating-udstyr til verdens største teleskoper

Teknologisk Institut har i samarbejde med højteknologivirksomheden Polyteknik AS løst en kommerciel opgave for European Southern Observatory (ESO) i Atacama-ørkenen i Chile. Opgaven bestod i at kortlægge og analysere tilstanden af et 9 meter stort coating-system, der vedligeholder de op til 8 meter store teleskopspejle i ESO's fire Very Large Telescopes (VLT).

Coating-processen er baseret på magnetronsputtering af aluminium, hvor belægningens mikro- og nanostruktur skal optimeres for optimal refleksion – med en homogenitet over de ca. 50 m² store spejle, der skal være bedre end ±5 procent. Projektet blev muliggjort af Big Science-sekretariatet og illustrerer, hvordan Teknologisk Instituts ekspertise inden for vakuumbaseret overfladebelægning kan anvendes til de mest avancerede videnskabelige instrumenter.

DLC-belægninger i drift i rummet

Teknologisk Institut har igennem flere år leveret DLC-overfladebelægninger til rumfartskomponenter, som i dag er i drift i rummet. Det dokumenterer, at vores coatings til tørsmøring og slidbeskyttelse er afprøvet og valideret til de ekstreme krav, der gælder i rumfartsmiljøer.
Se flere eksempler på anvendelse af coatings

Kvalitet, sporbarhed og dokumentation

Teknologisk Instituts produktion af overfladebelægninger og coatings er certificeret efter ISO 9001. Til forsvars- og rumfartsprojekter leverer vi fuld sporbarhed og procescertifikater, der sikrer ensartethed og opfylder strenge auditkrav.

Når projektet kræver det, samarbejder vi med kunden om at opfylde de særskilte krav og standarder, der gælder i forsvarsindustrien.
Sådan arbejder vi med kvalitet

Fra udvikling til serieproduktion

Teknologisk Institut dækker hele udviklingsprocessen fra koncept til fuld serieproduktion. For at sikre en effektiv og lavrisiko-overgang til kommerciel drift er vores belægningsudvikling simulationsassisteret og gennemføres i de samme anlæg, der bruges til produktion. Det giver hurtige udviklingscykler og direkte skalerbarhed.

• Feasibility-studie: Vi vurderer driftsbetingelser og matcher dem med de rette materialer og teknologier
• Udvikling og test: Vi udvikler og tester overfladebelægninger under relevante belastningsforhold med avanceret in-house karakterisering
• Prototype og pilotproduktion: Belægningen valideres i produktionssystemer
• Opskalering til serieproduktion: Overgang til fuld industriel produktion i vores anlæg, herunder i klasse V renrum til følsomme komponenter

Teknologisk Institut er et stort dansk GTS-institut med 32 teknologicentre og mere end 1.000 specialister. Vores tribologiske specialister er betroede leverandører til krævende organisationer, herunder CERN og ESO (European Southern Observatory).
Rådgivning og udvikling af overfladeløsninger

Kontakt os om jeres projekt

Har I komponenter, der skal fungere pålideligt under ekstreme driftsforhold? Teknologisk Instituts specialister hjælper jer med at finde den rette overfladebelægning – fra indledende rådgivning til serieproduktion.

Henrik Horup Reitz - Telefon: +45 72 20 15 48, E-mail: hre@teknologisk.dk

Espen Hvidsten Dahl - Telefon: +45 72 20 23 21, E-mail: ehd@teknologisk.dk

Christian Zeuthen (forskning og udvikling) - Telefon: +45 72 20 17 18, E-mail: cmz@teknologisk.dk