BionicJet 2.0 - Entwicklung eines industrietauglichen Strahlmodulationsansatzes nach bionischem Vorbild für die Spritzstrahlreinigung mit bewegter Düse
Förderzeitraum: 01.11.2024 - 30.09.2026
Schützenfische sind in der Lage, Insekten über der Wasseroberfläche mit einem gezielten Wasserstrahl zu erlegen. Sie erreichen dies, indem sie die Geschwindigkeit des Wasserstrahls beim Ausstoßen modulieren, wodurch sich am Aufprallpunkt ein kompakter "Wasserklumpen" bildet, der eine hohe Aufprallkraft besitzt.
Die Jagdmethode des Schützenfischs dient im Projekt als Vorbild und soll auf die Spritzstrahlreinigung übertragen werden. Innerhalb des Vorgängerprojekts BionicJet konnte bereits ein Modulationsansatz entwickelt werden, der imstande ist, künstliche Schützenfischstrahlen zu erzeugen. Versuche mit einem Demonstrator zeigten eine Verdopplung der gereinigten Fläche bei statischen Düsen und eine um 35 % geringere Reinigungszeit bei bewegten Düsen.
Im Projekt BionicJet 2.0 soll dieser Ansatz gemeinsam vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV und dem Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen der TU Bergakademie Freiberg weiterentwickelt und für industrielle Reinigungsanwendungen nutzbar gemacht werden. Dabei soll zunächst experimentell der Einfluss von Faktoren wie verwendetem Reinigungsmittel, dämpfenden Flüssigkeitsfilmen oder Beschleunigungstermen untersucht werden. Die gewonnen Erkenntnisse sollen anschließend für die Optimierung des vorhandenen Demonstrators genutzt werden, der zudem mit einer Abstandssensorik für die Optimierung des Strahlaufpralls bei beweglichen Düsen ausgestattet werden soll. Schlussendlich ist das Ziel, das entwickelte System in eine Anwendung zur industriellen Tankreinigung zu integrieren.
Das Projekt hat das Potenzial, Reinigungszeiten zu verkürzen, den Ressourcenverbrauch zu senken und die Reinigungseffizienz in verschiedenen Industriezweigen zu verbessern. Potenzielle Anwender finden sich in der Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik-, Chemie- und Automobilindustrie.