Dieser Artikel erklärt Aufbau, Material und Fertigung einer Vakuumdämmung aus Perlit und Hochbarrierefolie und zeigt, was daraus für Ihr Produkt folgt.
Kurzantwort
Folienbasierte Perlit-Vakuumdämmung besteht aus drei Elementen. Ein Kern aus geblähtem und gemahlenem Perlit, einem mineralischen Vulkangestein, wird in eine gasdichte Hochbarrierefolie gefüllt und evakuiert. Weil im Vakuum kaum noch Gasmoleküle Wärme transportieren, dämmt der Körper ein Vielfaches besser als konventionelle Dämmstoffe. Der äußere Luftdruck presst die Schüttung dabei zu einem festen, eigenstabilen Bauteil zusammen, das sich auch dreidimensional in der Form des Produkts herstellen lässt.
Das Wichtigste in Kürze
- Perlit-Vakuumdämmung ist ein System aus Kernmaterial, Hülle und Vakuum. Keines der drei Elemente funktioniert allein.
- Perlit ist ein natürlich vorkommendes Vulkangestein. Es wird erst gebläht und dann gemahlen. Das Mahlen erzeugt scharfkantige Bruchstücke mit kleinen Poren, und genau die braucht ein guter Vakuumkern.
- Die Hochbarrierefolie ersetzt den Stahlmantel, der evakuiertes Perlit in der Kryotechnik seit Jahrzehnten umschließt. Erst dadurch wird die Technologie leicht, formbar und serienfähig.
- Der Luftdruck macht aus einer losen Schüttung ein tragendes Bauteil. Dämmung und Struktur entstehen in einem Schritt.
- Den Einsatzbereich begrenzt in der Regel nicht das Perlit, sondern die Hülle.
Wer in der Vorentwicklung mehr Nutzvolumen, eine bessere Energieeffizienzklasse oder eine schlankere Bauform braucht, stößt bei konventioneller Dämmung an eine physikalische Grenze. Dicker dämmen geht immer, dünner kaum. Folienbasierte Perlit-Vakuumdämmung verschiebt diese Grenze. Wie sie aufgebaut ist und warum jedes Element seinen Platz hat, erklären wir in diesem Artikel.
Was ist folienbasierte Perlit-Vakuumdämmung?
Eine Vakuumdämmung, deren Kern aus geblähtem und gemahlenem Perlit besteht und deren Vakuum von einer Hochbarrierefolie gehalten wird. Drei Elemente wirken dabei zusammen. Der Perlitkern bildet eine poröse, druckstabile Stützstruktur. Die Folie schließt diesen Kern gasdicht ein. Das Vakuum im Inneren nimmt der Wärme ihren wichtigsten Transportweg.
Gegenüber Schaum dämmt dieser Aufbau bei gleicher Dicke ein Vielfaches besser. Von klassischen Vakuumisolationspaneelen unterscheidet er sich vor allem in der Bauform. Statt fertiger Platten entsteht ein eigenstabiler Körper in der Geometrie des Produkts, auch dreidimensional.
Jedes der drei Elemente hat eine klare Aufgabe, und keines funktioniert ohne die anderen. Genau deshalb betrachten wir Vakuumdämmung als System und nicht als Werkstoff.
Warum dämmt ein evakuierter Körper so gut?
Weil im Vakuum der wichtigste Weg der Wärme wegfällt. In einem konventionellen Dämmstoff wandert Wärme vor allem über die Gasmoleküle in den Poren. Jedes Molekül gibt beim Zusammenstoß Energie an seinen Nachbarn weiter. Über viele solcher Stöße gelangt die Wärme von der warmen auf die kalte Seite.
Bei normalem Luftdruck legt ein Luftmolekül zwischen zwei Stößen im Mittel nur rund 70 Nanometer zurück. Senkt man den Druck, wächst diese Strecke im gleichen Verhältnis. Wird sie größer als die Poren des Kernmaterials, trifft das Molekül fast nur noch auf Porenwände statt auf andere Moleküle. Die Kette reißt ab, und die Wärmeleitung über das Gas bricht ein. In der Physik heißt das Knudsen-Effekt.
Übrig bleiben zwei kleine Anteile, die Wärmeleitung über die Kontaktstellen des Feststoffs und die Wärmestrahlung. Ein gutes Kernmaterial hält beide gering. Es berührt sich nur an wenigen Punkten und streut die Strahlung an seiner feinen Struktur.
Für Ihr Produkt heißt das, dass dieselbe Dämmwirkung mit einem Bruchteil der Wandstärke erreichbar ist. Wie Porengröße und Vakuumqualität im Detail zusammenhängen, zeigen wir in unserem Artikel zu den Vorteilen von Vakuumdämmung.
Warum ist Perlit das Kernmaterial?
Weil geblähtes und gemahlenes Perlit drei Eigenschaften verbindet, die ein Vakuumkern braucht, und dabei in industriellen Mengen verfügbar ist. Es ist feinporig, druckstabil und schüttfähig.
Perlit ist ein natürlich vorkommendes vulkanisches Glas mit rund zwei bis fünf Prozent chemisch gebundenem Wasser. Wird das gemahlene Gestein schlagartig auf über 750 Grad Celsius erhitzt, verdampft dieses Wasser und bläht die erweichten Körner auf, ähnlich wie bei Popcorn. Dabei expandiert das Gestein etwa auf das 20-fache seines Volumens.
Für die Vakuumdämmung ist das erst der halbe Weg. Geblähtes Perlit besteht aus vergleichsweise großen, hohlen Körnern. Erst das anschließende Mahlen bricht sie in scharfkantige Bruchstücke mit minimalen Kontaktstellen, zwischen denen kleine Poren entstehen. Diese Feinheit ist entscheidend, denn je kleiner die Poren, desto früher setzt der Knudsen-Effekt ein und desto weniger tief muss das Vakuum sein.
Aus dieser Verarbeitung ergibt sich der Nutzen. Die feinporige Struktur lässt das Vakuum schon bei moderatem Unterdruck wirken. Die Druckstabilität erlaubt es dem Kern, den Luftdruck zu tragen, ohne zusammenzufallen. Die Schüttfähigkeit sorgt dafür, dass das Material jede Hülle ausfüllt, auch in komplexen Formen. Und als mineralischer Werkstoff ist Perlit frei von Treib- und Flammschutzmitteln, die bei geschäumten Dämmstoffen zunehmend unter regulatorischen Druck geraten.
Wie stark das Vakuum den Unterschied macht, zeigt ein einfacher Vergleich. Als lose Schüttung bei normalem Luftdruck ist geblähtes Perlit ein solider, aber unspektakulärer Dämmstoff, im Bau liegt seine Wärmeleitfähigkeit bei etwa 45 bis 65 mW/m·K. Evakuiert erreicht derselbe Werkstoff als Kernmaterial unseres STRATMO rund 7 mW/m·K. Der Unterschied liegt nicht im Gestein, sondern im Vakuum.
Warum wir nicht auf pyrogene Kieselsäure setzen, wie sie in klassischen Vakuumisolationspaneelen steckt, haben wir im Artikel zu den Vorteilen ausführlich begründet. Kurz gesagt entscheidet im industriellen Einsatz nicht der niedrigste Kernwert. Entscheidend ist das Zusammenspiel aus Dämmleistung im System, Materialkosten, Primärenergie und Bauform.
Was bedeutet folienbasiert?
Folienbasiert heißt, dass eine dünne Hochbarrierefolie das Vakuum hält und nicht ein starrer Behälter. Das klingt nach einem Detail. Es ist der Grund, warum die Technologie in Serienprodukte passt und nicht nur in Großanlagen.
Evakuiertes Perlit ist in der Kryotechnik seit Jahrzehnten bewährt. Große Tanks für tiefkalt verflüssigte Gase werden doppelwandig aus Stahl gebaut, der Zwischenraum wird mit Perlit gefüllt und evakuiert. Das funktioniert zuverlässig, ist aber schwer, aufwendig und an einfache Geometrien gebunden. Für ein Kühlgerät, einen Speicher oder eine Transportbox taugt dieser Weg nicht.
Die Hochbarrierefolie löst dieses Problem. Sie wiegt wenig, passt sich der Form an und lässt sich in industriellen Stückzahlen verarbeiten. Ihre Aufgabe ist dafür umso anspruchsvoller. Sie soll Luft und Wasserdampf über die gesamte Produktlebensdauer so weit wie möglich draußen halten, denn jedes eindringende Molekül nimmt wieder am Wärmetransport teil.
Im Inneren bindet Sorptionsmaterial die geringen Wasserdampfmengen, die dennoch eindringen. Außen schützen Deckschichten die Folie vor mechanischer Belastung bei Montage und Betrieb. Erst das Zusammenspiel von Kern, Folie, Sorptionsmaterial und Deckschichten entscheidet über die Leistung im Produkt. Wie wir dieses Zusammenspiel über die Lebensdauer absichern, behandeln wir in einem eigenen Artikel.
Für Sie bedeutet das konstruktive Freiheit. Die Dämmung folgt der Geometrie Ihres Produkts und nicht umgekehrt.
Warum ist der Vakuumkörper eigenstabil?
Weil der Luftdruck ihn zusammenhält. Sobald die Hülle evakuiert ist, drückt die Atmosphäre mit rund zehn Tonnen pro Quadratmeter von außen auf die Folie. Die Perlit-Schüttung wird dadurch fest verpresst, die scharfkantigen Bruchstücke verkeilen sich ineinander. Aus einem losen Granulat wird ein steifer, tragfähiger Körper.
Das unterscheidet folienbasierte Perlit-Vakuumdämmung von klassischen Vakuumisolationspaneelen. Diese sind fertige Platten, die eingelegt oder eingeschäumt werden. Der umgebende Schaum übernimmt dann Stabilität und füllt die Lücken. Der Perlit-Vakuumkörper dagegen trägt selbst.
Weil die Schüttung jede Form ausfüllt, bevor sie verpresst wird, lässt sich der Körper zudem dreidimensional aufbauen. Ecken, Kanten und gekrümmte Flächen entstehen ohne Stoßstellen zwischen einzelnen Platten.
Für die Konstruktion heißt das, dass ein Bauteil zwei Funktionen übernimmt, Dämmung und Struktur. Abstandshalter oder Teile der Stützstruktur können entfallen, und mit ihnen
Prozessschritte in Ihrer Fertigung.
Wie weit das gehen kann, zeigt ein Gefriergerät aus einem unserer Projekte. Statt den Schaum eins zu eins zu ersetzen, wurde das Gerät neu gedacht. Die gewonnene Wandstärke erlaubte eine andere Anordnung der Kältetechnik, ausgeführt als leicht austauschbare Schublade. Das Ergebnis war ein anderes Produkt und nicht nur ein besser gedämmtes.
Wie entsteht ein Perlit-Vakuumkörper?
In fünf Schritten, die einfach klingen und in der Serie hohe Prozessdisziplin verlangen.
- Hülle vorbereiten. Die Hochbarrierefolie wird zugeschnitten und zu einer Hülle in der Geometrie des späteren Bauteils geformt.
- Befüllen. Das geblähte und gemahlene Perlit wird in die Hülle gefüllt und gleichmäßig verteilt, damit Dämmwirkung und Stabilität überall gleich sind.
- Evakuieren. Die Luft wird abgesaugt. Der Luftdruck verpresst die Schüttung, und der Körper wird fest.
- Verschließen. Die Hülle wird gasdicht versiegelt. Ab jetzt hält die Folie das Vakuum.
- Prüfen. Unsere Messtechnik kontrolliert Dichtheit und Dämmwirkung, bevor ein Bauteil das Werk verlässt.
Je nach Anwendung kommen Deckschichten oder eingebettete Komponenten hinzu. Die Leistung eines Vakuumkörpers ist deshalb keine reine Materialeigenschaft, sondern das Ergebnis eines beherrschten Prozesses.
Genau hier lag über Jahrzehnte die Hürde der Branche. Dreidimensionale Vakuumdämmung aus Perlit-Schüttung in Folie war physikalisch verstanden, aber nicht serienfähig. TerraVac ist aus der Liebherr-Gruppe heraus entstanden, um diesen Schritt zu gehen, und ist seit Dezember 2023 ein eigenständiges Unternehmen. Eigene Labore, thermische Messtechnik und Fertigung liegen bei uns unter einem Dach in Karlstadt.
Für Sie heißt das, dass erste Prototypen in Monaten statt Jahren entstehen. Und dass wir Bauteile selbst fertigen können, bevor Ihre eigene Produktion steht.
Für welche Temperaturen und Anwendungen eignet sich die Technologie?
Für einen sehr weiten Bereich, wobei die Grenze meist die Hülle setzt und nicht das Perlit. Als mineralisches Gestein bleibt Perlit von tiefkalten bis zu hohen Temperaturen stabil. Die Folie hat engere Grenzen.
STRATMO ist für Einsatztemperaturen von minus 270 bis plus 150 Grad Celsius ausgelegt. Mit reiner Folienhülle liegt die Obergrenze bei plus 50 Grad Celsius. Den konkreten Aufbau legen wir anwendungsbezogen fest, weil er vom Temperaturprofil und von der mechanischen Belastung abhängt.
Auf dem Prinzip bauen drei Produktlinien auf. STRATMO ist der eigenstabile, serienerprobte Perlit-Vakuumkörper für die meisten Anwendungen. STRATMO+ bettet zusätzlich ein Glasfaserpaneel ein und ist für höchste Dämmanforderungen oder geringes Gewicht gedacht. SILYNT kombiniert die Vakuumdämmung mit thermoelektrischer Kühlung für Kühlgeräte mit minimalem Bauraum, etwa Kühlschubladen.
Typische Einsatzfelder sind Kühl- und Gefriergeräte, Pharma- und Transportboxen, Warmwasser- und Wärmepumpenspeicher, Fernwärmeleitungen sowie Paneele und Platten. Gemeinsam ist ihnen ein Engpass bei Bauraum, Energieeffizienz oder Gewicht.
Wo stößt die Technologie an Grenzen?
Dort, wo Bauraum keine Rolle spielt, und unterhalb einer Mindestdämmstärke. Für STRATMO liegt sie bei etwa 30 Millimetern, für STRATMO+ bei etwa 10 Millimetern. Darunter trägt der Nutzen den Aufwand selten.
Ein Vakuumkörper ist außerdem ein Bauteil, das sorgfältig behandelt werden will. Wird die Hülle verletzt, belüftet der betroffene Körper und dämmt dann etwa auf dem Niveau eines konventionellen Dämmstoffs. Deckschichten, Handhabungskonzepte und Qualitätssicherung adressieren dieses Risiko gezielt. Wie robust das System im Feld ist, behandeln wir in einem eigenen Artikel.
Und ein Vakuumkörper entsteht nicht auf einer Schaumanlage. Das muss kein Hindernis sein. In der Phase Launch fertigen wir die Bauteile selbst, damit Sie in Serie gehen können, bevor Sie Ihre eigene Produktion umstellen.
So prüfen Sie, ob die Technologie zu Ihrem Produkt passt
- Engpass benennen. Klären Sie, ob Bauraum, Energieeffizienzklasse oder Gewicht Ihr eigentlicher Engpass ist. Davon hängt ab, welche Produktlinie passt.
- Geometrie skizzieren. Prüfen Sie, wo in Ihrem Produkt ein dreidimensionaler Vakuumkörper Stoßstellen, Abstandshalter oder Stützstruktur ersetzen könnte.
- Temperaturprofil festhalten. Notieren Sie minimale und maximale Einsatztemperatur sowie die mechanischen Belastungen bei Montage und Betrieb.
- Dämmstärke abgleichen. Liegt Ihre heutige Dämmung deutlich über der Mindeststärke, ist der Hebel in der Regel groß.
- Mit einem Pilotprodukt starten. Ein konkretes Bauteil statt einer Grundsatzentscheidung hält den Aufwand überschaubar. In der Phase Proof entstehen dafür in wenigen Monaten erste funktionsfähige Prototypen.
Häufige Fragen
Warum setzt TerraVac auf Perlit als Kernmaterial?
Geblähtes und gemahlenes Perlit ist feinporig, druckstabil und schüttfähig. Damit trägt es den Luftdruck, lässt das Vakuum wirken und füllt jede Form aus. Als natürlich vorkommendes, mineralisches Gestein ist es zudem frei von Treib- und Flammschutzmitteln und in industriellen Mengen wirtschaftlich verfügbar.
Für welche Temperaturbereiche eignet sich Perlit-Vakuumdämmung?
Perlit selbst ist über einen sehr weiten Temperaturbereich stabil, die Grenze setzt in der Regel die Hülle. STRATMO ist für minus 270 bis plus 150 Grad Celsius ausgelegt, mit reiner Folienhülle bis plus 50 Grad Celsius. Den konkreten Aufbau legen wir anwendungsbezogen fest.
Lässt sich Perlit-Vakuumdämmung in beliebigen Formen herstellen?
Die Perlit-Schüttung füllt die Hülle aus, bevor sie unter Vakuum verpresst wird. Dadurch sind auch dreidimensionale Geometrien mit Ecken und Krümmungen möglich, ohne Stoßstellen zwischen einzelnen Platten. Welche Form sich wirtschaftlich fertigen lässt, klären wir im konkreten Projekt.
Warum braucht Vakuumdämmung eine Hochbarrierefolie?
Weil die Dämmwirkung vom Vakuum abhängt und jedes eindringende Gasmolekül wieder Wärme transportiert. Die Hochbarrierefolie hält Luft und Wasserdampf weitgehend draußen, Sorptionsmaterial im Inneren bindet den Rest. Anders als ein Stahlmantel ist sie leicht und formbar, was die Technologie erst für Serienprodukte nutzbar macht.
Was unterscheidet STRATMO von STRATMO+?
Beide beruhen auf einem eigenstabilen Perlit-Vakuumkörper. STRATMO+ bettet zusätzlich ein Glasfaserpaneel ein und ist für Anwendungen mit höchsten Dämmanforderungen oder geringem Gewicht gedacht. STRATMO ist die serienerprobte Basis für die meisten Anwendungen.
Fazit
Folienbasierte Perlit-Vakuumdämmung ist im Kern eine einfache Idee. Ein mineralisches Granulat, eine dichte Hülle, ein Vakuum. Die eigentliche Leistung liegt darin, diese drei Elemente so zusammenzubringen, dass daraus ein tragendes, formbares und serienfähiges Bauteil wird.
Wer das Prinzip verstanden hat, stellt die nächste Frage meist von selbst. Sie lautet nicht mehr, wie gut die Dämmung ist. Sie lautet, was in Ihrem Produkt möglich wird, wenn die Dämmung Struktur übernimmt und kaum noch Platz braucht. Vakuumdämmung. Neu gedacht. In Serie gebracht.
Wenn Sie prüfen möchten, ob die Technologie zu Ihrem Produkt passt, sprechen Sie mit uns. In einem technischen Erstgespräch klären wir gemeinsam Geometrie, Temperaturprofil und den größten Hebel in Ihrer Anwendung. Gern auch bei einem Besuch in Karlstadt, wo Sie einen Vakuumkörper in die Hand nehmen und unsere Fertigung sehen. Sie erreichen uns unter info@terravac.de.
Kurzantworten auf weitere Fragen finden Sie in unseren FAQ zu Technik und Langzeitverhalten.
