Tribologie

Polymerverbundwerkstoffe sind in vielen technischen Anwendungen entscheidend für die Reduzierung von Reibung und Verschleiß. Unser Ziel ist es daher die Entwicklung von Werkstoffen mit maßgeschneiderter Reibung und Verschleiß voranzutreiben.

Die zentrale Herausforderung dabei ist es, das komplexe Zusammenspiel von Materialzusammensetzung, Fertigung, Betriebsbedingungen und Ausfallmechanismen zu verstehen. In der Tribometrie konzentrieren wir uns auf die Entwicklung neuer Prüfverfahren und Tribometer zur Verbesserung der Datenqualität und Erhöhung der Datenmenge, die beide für die Entwicklung tribologischer Materialien unerlässlich sind.

In der Grundlagenforschung konzentrieren wir uns auf die Bildung und Stabilität von Transferfilmen in Kunststoff-Metall-Gleitpaarungen und deren Wirkung auf Reibung und Verschleiß. Diese Materialien charakterisieren und bewerten wir mit eigens entwickelten und mit Präzisionssensorik ausgerüsteten Modell- und Bauteilprüfständen.

Typische Anwendungen der Werkstoffe sind z.B. Gleitlager mit hoher thermischer Stabilität, niedrigem Reibungskoeffizienten und langer Lebensdauer, sowohl unter großen Belastungen im Trockenlauf als auch bei Grenzreibungs- und hydrodynamischen Schmierzuständen.

Durch die enge Vernetzung der Tribologie mit den angrenzenden Kompetenzfeldern bietet das IVW die Entwicklung tribologischer Werkstoffe samt Herstellungsprozessen, Prüftechnik/-methodik und Analytik entlang der gesamten Wertschöpfungskette an.

Dipl.-Chem.

Andreas Gebhard

Kompetenzfeldleiter Tribologie

Raum: 58/433
Branchen Anwendungen (Beispiele)
Automobilbau Kolbenbeschichtungen, Lagerwerkstoffe, Gleitschienen
Maschinenbau Förderrollen und -Bänder, Zahnrad- und Dosierpumpen, Walzenbeschichtungen

Spezielle Leistungsmerkmale und Prüfmöglichkeiten

Leistungsmerkmale

  • Anwendungsorientierte Entwicklung von Verbundwerkstoffen, Herstellungsverfahren, tribologischen Prüftechniken und -methodiken sowie Bauteilprüfung

Prüfmöglichkeiten

  • Gleit-, Abrasions-, Erosions-, Schwingverschleiß
  • In-situ Transferfilmanalyse
  • Haft- und Gleitreibung
  • Kunststoff-Kunststoff Gleitkontakte
  • Öl-, Fett- und Wasserschmierung
  • Klimatisierte Versuche
  • Tieftemperaturen bis – 30°C

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere
  • Glas-, Kohlenstoff-, Aramidfasern und Naturfasern
  • Mikro- und Nanopartikel, Festschmierstoffe

Typische Fragen

  • Welche Werkstoffe bilden einen zeitlich, thermisch und mechanisch stabilen Transferfilm?
  • Welche tribologischen Funktionsschichten können auch bei Temperaturen über 300 °C eingesetzt werden?
  • Wie finde ich den für meine tribologischen Anwendungen optimalen Werkstoff?
  • Wie kann ich neue Werkstoffe grundlegend charakterisieren und schnell und zuverlässig bewerten?
  • Welchen Einfluss hat die Werkstoffstruktur auf tribologische Eigenschaften?
  • Wie identifiziert man tribologische Ausfallursachen und wie kann man diese werkstofflich beseitigen?
  • Welchen Einfluss haben Transferfilme auf Reibung und Verschleiß?

Projekte im Kompetenzfeld Tribologie

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld

  • Padenko, E.

    PBI-Hochleistungsbeschichtungen für verschleißbeanspruchte Funktionsflächen

  • Sebastian, R.

    Advanced in-situ Measurements within Sliding Contacts

  • Rasheva, Z.

    Polyamidimid-basierte Beschichtungen für schnell laufende Maschinenelemente mit integrierten Tribofunktionen

  • Gyurova, L.A.

    Sliding Friction and Wear of Polyphenylene Sulfide Matrix Composites: Experimental and Artificial Neural Network Approach

  • Harraß, M.

    Tribologische Beanspruchung ausgewählter technischer Kunststoffe unter Roll-Gleit-Kontakt

  • Chang, Li

    Friction and Wear of Nanoparticle Filled Polymer Composites

  • Kameo, K.

    New routes for tailoring metal- and ceramic-based composites for tribological applications

  • Klein, P.

    Tribologisches Eigenschaftsprofil kurzfaserverstärkter Polytetrafluor-ethylen/Polyetheretherketon-Verbundwerkstoffe

  • Oster, F.

    Hochtemperaturbeständige Polymer-Beschichtungen für tribologische Anwendungen

  • Flöck, J.

    Beitrag zur experimentellen und modellhaften Beschreibung der Gleitverschleißmechanismen kohlenstoffaserverstärkter Polyetheretherketone PEEK)Verbunde

  • Reinicke, R.

    Eigenschaftsprofil neuer Verbundwerkstoffe für tribologische Anwendungen im Automobilbereich

  • Hartmann, A.

    Lebenszykluskostenrechnung als strategisches oder operatives Bewertungs- und Planungsinstrument für die Technologie der Faser-Kunststoff-Verbunde