Sterrox® Flüssigkristallpolymer
AAO Rahmensystem
Anti-Stall Knobs

Flow Acceleration Channels

Focused Flow™ Rahmen

Inner Surface Microstructures

Stepped Inlet Design

Sterrox® Flüssigkristallpolymer

Sterrox® Flüssigkristallpolymer
Sterrox® ist ein neuartiges Material aus der Familie der Flüssigkristallpolymere (engl. Liquid-Crystal Polymers, kurz LCP), das eine deutlich höhere Dimensionsstabilität und niedrigere Kriechdehnung aufweist als konventionelle thermoplastische Kunststoffe wie ABS, PA, PBT oder PC. Der Name Sterrox® ist vom griechischen Wort στερρός abgeleitet, das so viel wie starr, hart, fest oder standhaft bedeutet.

Flüssigkristall-Polymere verfügen über bemerkenswerte chemische und mechanische Eigenschaften wie hohe Zugfestigkeit und Umweltstabilität, die sie insbesondere für anspruchsvolle Anwendungen im Medizin- und Militärbereich attraktiv machen, bei denen die hohen Materialkosten (etwa viermal so hoch wie PBT) kein Problem darstellen. Das wohl bekannteste LCP-Material ist Kevlar, das ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bietet und daher in Produkten wie kugelsicheren Westen, Kampfhelmen oder Gefechtsanzügen zum Einsatz kommt.
Die außergewöhnliche mechanische Stabilität von LCP-Materialien ist durch ihre besondere molekulare Struktur bedingt: während konventionelle, nicht flüssigkristalline Polymere sowohl in der Schmelze als auch im ausgehärteten Zustand eine weitestgehend chaotische molekulare Kettenstruktur aufweisen, haben thermotrophe Flüssigkristallpolymere wie Sterrox® bereits im geschmolzenen Zustand eine relativ geordnete, stäbchenförmige Molekülstruktur, die zu einer hochfesten, extrem steifen Kettenanordnung aushärtet, was diesen Materialien ihre überlegenen mechanischen Eigenschaften verleiht.

Bei Sterrox® handelt es sich um Noctuas eigenen, maßgeschneiderten Typ von glasfaserverstärktem LCP, der spezifisch für die Verwendung zur Fertigung von Lüftern der nächsten Generation wie dem NF-A12x25 angepasst wurde. Durch seine extreme Zugfestigkeit, einen besonders niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie hohe Umweltstabilität und hervorragende Dimensionsstabilität konnten Kriechdehnungsphänomene des Rotors auf ein Niveau reduziert werden, das bei der Verwendung von PBT oder PA undenkbar wäre.

Neben der Ermöglichung von Lüfterkonstruktionen mit deutlich engerem Laufradspalt bietet Sterrox® einen zweiten entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Materialien: Der Werkstoff verfügt über einen Elastizitätskoeffizient und Dämpfungseigenschaften, die sich perfekt zur Reduktion von Resonanz- und Vibrationsphänomenen bei fortschrittlichen Lüfterblattgeometrien wie jener des NF-A12x25 eignen. Insbesondere ermöglicht die Verwendung von Sterrox® die Unterdrückung von Vibrationsmoden an der Oberfläche der Lüfterblätter (engl. blade surface mode vibrations): Da das Laufrad eines Lüfters über eine Eigenfrequenz mit entsprechenden Resonanzmoden verfügt und beim Betrieb durch den turbulenten Luftstrom Vibrationsenergie auf die Lüfterblätter übertragen wird, kommt es zu resonanten Vibrationen.

Diese Oberflächenvibrationen sind so minimal, dass sie – anders als etwa durch Unwucht bedingte Vibrationen – aus mechanischer Hinsicht unproblematisch sind, doch sie können zu schwerwiegenden akustischen Problemen führen. Der Grund dafür liegt in dem beim Betrieb des Lüfters entstehenden Druckgefälle zwischen der Einlass- und der Auslassseite (niedriger Druck an der Oberseite der Lüfterblätter, hoher Druck an der Unterseite der Lüfterblätter). Aeroakustisch betrachtet, ähnelt diese Situation einem HiFi-Lautsprecher, bei dem innerhalb des Gehäuses hoher Druck und außerhalb des Gehäuses niedriger Druck herrscht. In beiden Fällen entsteht durch das Druckgefälle eine effektive akustische Kopplung, aufgrund derer die Oberflächenvibration der Lüfterblätter bzw. der Lautsprechermembran auf die Luft übertragen wird. Während dieser akustische Effekt im Falle des Lautsprechers erwünscht ist, kommt es bei der Feinabstimmung des Geräuschprofils fortschrittlicher Lüfterblattkonstruktionen auf die Vermeidung dieses Phänomens an – und eben dies lässt sich durch die erhöhte Steifigkeit und verbesserte Dämpfungscharakteristik von Sterrox® bewerkstelligen: Vergleicht man die gleiche Lüfterblattkonstruktion, einmal aus PBT und einmal aus Sterrox® gefertigt, und misst deren Oberflächenvibrationen mittels eines kontaktlosen Laser Doppler Vibrometers (LDV), zeigt sich, dass der aus Sterrox® gefertigte Rotor die gleiche Vibrationsanregung deutlich schneller zu dämpfen vermag.

Umgelegt auf den realen Betrieb bedeutet dies, dass weniger Vibrationen von der turbulenten Luftströmung auf die Lüfterblätter transferiert und folglich auch weniger modale Vibrationen in der Form von Lärm zurück auf die Luft übertragen werden, was erheblich zum angenehm ruhigen Geräuschprofil des NF-A12x25 beiträgt.
