BrakeClean - Produkt- und Prozessentwicklung für nachhaltige ("clean") Bremsen im Automobilbereich; Teilvorhaben FH Münster/IKFM: Analytische Begleituntersuchungen im Hinblick auf Optimierung der Werkstoff- und Bauteileigenschaften, des tribologischen Systems und des Lebensdauerverhaltens

Abstract

Derzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik Um die komplexe Schichtstrukturen und Grenzflächen zu charakterisieren, entwickelte die FH Münster u. a. unter Einsatz von μ-RFA und SRV-Tester innovative Analyseprotokolle und Auswertungsmethoden zur präzisen Bewertung tribologischer Eigenschaften. Begründung/Zielsetzung der Untersuchung Das Ziel des Projekts bestand u. a. darin, ein umfassendes Prozessverständnis entlang der Wertschöpfungskette der neuen AMC-/MMC-Bremsscheiben zu entwickeln. Die wissenschaftlich-analytische Arbeit der FH Münster bildete das zentrale Rückgrat zur Erarbeitung dieses erforderlichen Know-hows und der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Methode Eine Kombination aus etablierten und weiterentwickelten Analyseverfahren wurde eingesetzt:

Werkstoffanalytik: Methoden wie REM-EDX, μ-RFA und LA-ICP-MS etc. Tribologische Untersuchungen: Charakterisierung von Reibmaterialien und Tribofilmen Lebensdaueranalyse: Prüfung von Alterungs- und Versagensmechanismen

Ergebnis Die Arbeiten führten zu bedeutenden wissenschaftlichen und technologischen Fortschritten:

Entwicklung stabiler Prozessfenster für die Herstellung und Bearbeitung der AMC-/MMC-Bremsscheiben präzise Charakterisierung von Materialeigenschaften und Tribofilmen, insbesondere unter realistischen Prüfstand- und Fahrzeugbedingungen Identifikation zentraler Faktoren, die die Lebensdauer, Stabilität und Emissionseigenschaften der Bremssysteme beeinflussen

Anwendungsmöglichkeiten Das Projekt bietet vielfältige Verwertungsperspektiven:

Integration der Ergebnisse in Lehre und Forschung, Abschlussarbeiten sowie Publikation und Präsentation Ausbau von Kooperationen mit der Industrie und Initiierung transdisziplinärer Forschungsprojekte

Current state of science and technology To characterise the complex layered structures and interfaces, FH Münster developed innovative analysis protocols and evaluation methods for precise assessment of tribological properties, using, among others, μ-XRF and a SRV tester. Rationale/objectives of the investigation The project aimed, among other goals, to establish a comprehensive process understanding along the value chain of the new AMC/MMC brake discs. The scientific and analytical work of FH Münster formed the central backbone for generating the required know how and structure-property-relationships. Methods FH Münster employed a combination of established and advanced analytical techniques:

Materials analytics: methods such as SEM-EDX, μ-XRF and LA-ICP-MS. Tribological investigations: characterisation of friction materials and tribofilms. Lifetime analysis: assessment of ageing and failure mechanisms. Results The work of FH Münster led to significant scientific and technological advances: Development of stable process windows for manufacturing and machining AMC/MMC brake discs. Precise characterisation of material properties and tribofilms, particularly under realistic test bench and vehicle conditions. Identification of key factors influencing lifetime, stability and emission behaviour of brake systems. Conclusions/application potential The BrakeClean project offers diverse utilisation perspectives: Integration of the results into teaching and research, theses, as well as publications and presentations. Expansion of industrial collaborations and initiation of transdisciplinary research projects.