Jagten på det hvide aluminium

fredag 02 maj 14

Kontakt

Rajan Ambat
Professor MSO
DTU Mekanik
45 25 21 81

Anodisering

Kort fortalt er formålet med anodisering at:
  • forbedre korrosionsbestandigheden
  • gøre overfladen hård og derved øge modstandsdygtigheden over for mekanisk slid
  • skabe en elektrisk isolerende overflade
  • frembringe en dekorativ overflade (f.eks. ved indfarvning)

Når teknisk videnskab møder verdenskendt dansk design, får man – farven hvid. Bang & olufsen arbejder sammen med DTU-forskere om at udvikle en metode til at skabe hvide aluminiumsoverflader. Noget ingen endnu har opnået, men som designere over hele verden har sukket efter i årevis.

Designere over hele verden har længe efterspurgt en teknologi, der kan gøre det muligt at skabe de første helt hvide aluminiumsprodukter – men vel at mærke uden at der er tale om en traditionel overfladebemaling. Og designerne hos Bang & Olufsen er ingen undtagelse. 

Udfordringen med at frembringe den hvide farve ligger helt funda- mentalt i størrelsen på de hvide krystaller, som giver den hvide farve. Krystallerne spreder alle farver i alle retninger, så man får det, som for- skerne kalder en perfekt spredning, og dermed den hvide farve. Hvor andre farvemolekyler er af en ganske undseelig størrelse, er den hvide farve af en helt anderledes støbning, og det betyder, at den eksisterende teknologi, som bruges til at indfarve aluminium, ikke kan bruges til at danne hvid. 

Nødløsningen på problemet har hidtil været at fremstille produkterne i den lyseste grå aluminiumsfarve, man kan fremstille: den farve, som mange i dag kender fra Apples produkter. Alternativt har producenter rundt omkring i verden valgt at lakere deres produkter hvide. Men problemerne med lak er mange. F.eks. er lak ikke modstandsdygtigt over for ridser og slag, og en lakering giver et mere kunstigt og ikke-organisk udtryk. Og så kan designerne ikke lave skarpe kanter på produkterne, da lakeringen giver runde kanter. 

”Når man taler om design, over- flader og appearance, kan man spørge sig selv: Kan det virkelig passe, at det betyder så meget? For køber kunderne ikke primært funktionaliteten i et pro- dukt og altså det, der ligger bagved?” spørger senior manager i Bang & Olufsen Jørgen Dam. 

”Men virkeligheden er, at det er lige så vigtigt, at produktet fremstår, så man har lyst til at gå hen til det, at røre ved det og tage det op! Bliver vi her på Bang & Olufsen de første, der får lavet hvid aluminium, vil det give os et forspring og ikke mindst en fantastisk ’historie’. Vi vil simpelthen have muligheder, som vi ikke har haft tidligere, og som ingen andre i verden har haft tidligere,” uddyber Jørgen Dam. 

Millioner af huller med farve 

Bang & Olufsen sælger i dag sine pro- dukter med farver som rød, blå, guld og sort. Farverne er ikke lakeret på, men er derimod organiske og frem- står som en integreret del af aluminiummets overflade. Noget, som opnås under en særlig kemisk hærdnings- proces kaldet anodisering. 

Professor Rajan Ambat, DTU Mekanik, forklarer: ”I dag udnytter man, at aluminiummet har en overflade, som er fyldt med millioner af mikroskopiske ’nanohuller’, når den er blevet anodiseret. Disse ’nanohuller’ kan fyldes med traditionelle farvestoffer, som efter en kemisk hærdningsproces ligger godt beskyttet inden i det transparente og slidstærke anodiserede overfladelag. Når overfladen efterfølgende poleres op, får aluminiummet et glasagtigt udseende og en meget hårdfør overflade. Resultatet er en overflade, som har det, vi kalder organiske kvaliteter med et langt mere naturligt look.” 

Men denne metode kan ikke anvendes med den hvide farve, da de ’hvide farvemolekyler’ er alt for store til at passe ned i hullerne. ”Det ville kræve kvantespring, hvis det skulle være en realistisk mulighed. Vi fik derfor en idé sammen med DTU og Teknologisk Institut om at angribe situationen fra en helt anden vinkel. I stedet for at bruge farvepigmenter forsøger vi at bygge det øverste lag op og designe det, så det bliver hvidt undervejs i processen. Det helt magiske bliver, at med denne teknologi vil produktet være aluminiumsfarvet før anodiseringen, men efter behandlingen vil det fremstå hvidt eller hvidligt – uden at vi tilsætter ’hvidt farvestof ’,” forklarer Jørgen Dam.

På forkant med aluminium 

På Bang & Olufsens aluminiumsfabrik, hvor Jørgen Dam sidder, beskæftiger de ansatte sig med en lang række pro- cesser inden for bearbejdning og over- fladebehandling af aluminium. ”Vores sigte er altid at være på for- kant med, hvad man kan med aluminium, da det er et af vores kernematerialer,” forklarer han og fortsætter: ”Mit job er at sørge for, at vi altid har gang i de rigtige teknologier, og så fun- gerer jeg som bindeled til designerne, som jo er vores primære ’kunder’. Nogle gange kommer vi med ting til designerne, der er nye, og som nu kan lade sig gøre. Andre gange er det – som med den hvide farve – ønsker fra designerne, som styrer udviklingen.” 

Projektet med at udvikle den hvide aluminium bygger på et tidligere sam- arbejde mellem DTU, Teknologisk Institut og Bang & Olufsen. Her opstod idéen til at frembringe den hvide alu- minium. Bang & Olufsen tog straks patent, og man udarbejdede sammen en ansøgning til Højteknologifonden, som blev godkendt. 

”Vi arbejder med at lave en coating af det lag i aluminiummet, som vil ligge under den glasagtige, anodiserede overflade. Afhængigt af hvordan den behandles, og hvilke nanopartikler vi tilsætter, kan vi opnå den perfekte spredning, når lyset rammer over- fladen – og derfor vil opfattes som hvidt af vores øje. Dette gøres bl.a. ved systematisk at kombinere avancerede belægningsteknikker, herunder inkor- porering af nano- og mikropartikler i aluminiumsfasen før anodisering,” forklarer Rajan Ambat. 

Pasteller, pasteller, pasteller 

Lige nu er der to år tilbage af projektet, og sideløbende med forskningen arbejder Bang & Olufsen og DTU på at opskalere teknologien. Målet er nemlig, at man efter de to år står med en færdig produktionsplatform. 

”Endnu et af de interessante per- spektiver ved den nye teknologi er, at hvis vi får den hvide farve ind i vores farvepalet, åbner det for udviklingen af en lang række andre nye farver som f.eks. de populære pastelfarver,” siger Jørgen Dam og understreger, at i et tek- nologisk samarbejde som dette kræves det, at der er et højt vidensniveau hos alle parter: ”DTU giver os adgang til nogle kompetencer, som jeg har meget svært ved at forestille mig, at vi nogensinde selv ville kunne opbygge her på Bang & Olufsen. Nogle spørger måske sig selv, hvorfor vi ikke bare ansætter folk, der kan løse opgaven. Men realistisk set ville det tage adskillige år at opbygge kompetencerne til et niveau, som det DTU byder ind med i dette projekt. Og jeg vil nok betvivle, at vi nogensinde ville kunne skabe et miljø, der var stærkt nok til, at det ville komme til at fungere.”

Alt afhænger af øjet, der ser

Den fysiske verden har ikke nogen farve i sig selv. Når en telefon, en bil eller et æble f.eks. opleves som rødt, skyldes det, at lyset, som tilbagekastes fra æblets overflade, fortrinsvis indeholder den del af det synlige spektrum, der opleves som rødt. Den sorte farve absorberer alle bølgelængder i lyset og opleves derfor som sort. Den hvide farve derimod sender alle farver tilbage og har derfor det, forskerne kalder den perfekte spredning. 

De synlige farver opdeles i syv spektralfarver: rød, orange, gul, grøn, blå, indigo og violet. En genstands farve vil være afhængig af det lys, som genstanden reflekterer, eller den kontrastfarve, som den absorberer. Udstrålingen fra genstanden kan være direkte eller kan foregå ved det, der kaldes transmission, hvis genstanden f.eks. er gennemsigtig. 

Og netop det spejlende lags refleksion sammen med det underliggende lags refleksion er noget af det, forskerne udnytter i dette projekt.

Relaterede Videoer  

Vis flere