Keramik-Panzerung für leichtere Schutzwesten
Keramik schützt vor Gewehrkugeln, ist aber starr. Vier Fraunhofer-Institute entwickeln eine bewegliche Panzerung aus kleinen Keramikbausteinen.
Vorlesen
0:00
Bei gefährlichen Einsätzen tragen Polizisten Schutzwesten, die auch harte Keramikplatten enthalten können. Forschende aus Dresden entwickeln nun eine beweglichere Alternative aus vielen kleinen Keramikbausteinen. © pixabay
Eine Schutzweste kann Leben retten. Einsatzkräfte der Polizei tragen sie und auch Soldatinnen und Soldaten der Bundeswehr. Doch wer sich auf sie verlässt, muss sich darin auch bewegen können. In vielen Schutzwesten stecken heute Keramikplatten. Weil sie hart sind, können sie selbst Gewehrgeschosse abhalten. Das Material hat jedoch einen großen Nachteil. Weil die Platten sehr starr sind, schränken sie die Beweglichkeit ein.
Vier Institute der Fraunhofer-Gesellschaft, darunter das Dresdner Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS, haben eine Idee, wie es besser gehen könnte. Aktuell entwickeln sie im Projekt ArMorph eine Panzerung aus vielen kleinen Keramikbausteinen. Die könnten sich dem Körper anpassen. Interessant ist das nicht nur für Schutzwesten. Auch Fahrzeuge ließen sich damit ausstatten.
Bausteine, die sich gegenseitig festhalten
Keramik ist hart und vergleichsweise leicht. Trifft eine Kugel auf, kann die Keramik sie beschädigen oder sogar zerbrechen. Dabei zersplittert sie häufig selbst. Eine schützende Schicht dahinter soll die Bruchstücke auffangen und die Wucht des Aufpralls weiter abfangen.
Nur lässt sich eine große Keramikplatte nicht einfach biegen. Wer schon einmal eine runde Wand gefliest hat, kennt das Problem. Große Fliesen passen schlecht um die Kurve, kleine Mosaiksteine hingegen schon. Nach einem ähnlichen Prinzip soll die neue Panzerung funktionieren. Die Forschenden setzen auf kleine Keramikbausteine, die wie Puzzleteile ineinandergreifen. Sie geben sich gegenseitig Halt, sollen aber trotzdem eine Anpassung an gewölbte Flächen ermöglichen.
Das IKTS entwickelt die Bausteine und berechnet ihre günstigste Form am Computer. Sie werden auf einer biegsamen Trägerschicht aus Kunststofffasern befestigt, an der das Fraunhofer ICT bei Karlsruhe arbeitet.
Das Fraunhofer IGP in Rostock entwickelt elastische Klebstoffe und Verfahren zur Herstellung größerer Bauteile. Das Fraunhofer EMI in Freiburg übernimmt Simulationen und Beschusstests. Weil die Panzerung aus vielen Einzelteilen besteht, soll sie sich außerdem leichter reparieren und recyceln lassen.
Vorbilder aus der Natur
Die Grundidee ist nicht neu. Fische tragen Schuppen, Gürteltiere einen Panzer aus harten Platten. Trotzdem können sie sich bewegen. Solche natürlichen Schutzsysteme beschäftigen Forschende schon seit Jahren. Sie versuchen, das Prinzip auf künstliche Panzerungen zu übertragen.
Dass das nicht einfach ist, zeigte sich bereits vor rund 20 Jahren in den USA. Dort sollte eine Schutzweste namens Dragon Skin mit überlappenden Keramikscheiben Soldaten schützen. Doch bei Tests der US-Armee im Jahr 2006 versagte die Weste. Nach Angaben der Armee hielten die Klebeverbindungen starken Temperaturschwankungen nicht stand. Die Scheiben verrutschten und hinterließen gefährliche Lücken. Der Hersteller bestritt damals die Bewertung der Armee.
Auch bei ArMorph kommt es deshalb darauf an, wie zuverlässig die einzelnen Bausteine miteinander und mit dem Untergrund verbunden bleiben. Ob das neue System den Belastungen standhält, müssen die Tests erst zeigen.
Bis Februar 2029 sollen unter anderem zwei Muster entstehen. Eines ist ein flexibler Einschub für Schutzwesten der aktuell höchsten Schutzklasse in Deutschland. Das zweite Muster ist ein geformtes Teil zur Ausrüstung an gepanzerten Fahrzeugen. Es soll deutlich leichter werden als ein vergleichbarer Schutz aus Panzerstahl.
Die Fraunhofer-Gesellschaft fördert das Projekt mit rund 3,5 Millionen Euro. Die beteiligten Institute wollen damit auch dazu beitragen, dass Europa bei der Entwicklung solcher Schutzmaterialien unabhängiger wird.
Wissen zum Weitersagen:
In manchen Schutzwesten stecken harte Keramikplatten, die sogar Gewehrgeschosse abwehren können. Allerdings sind sie ziemlich steif. Fraunhofer-Forschende aus Dresden wollen deshalb viele kleine Keramikbausteine wie Puzzleteile zusammensetzen. So könnte eine Panzerung entstehen, die schützt und trotzdem beweglich ist.
