SuluTrib - Weiterentwicklung der Tribometrie zur Erforschung und Validierung supraniedriger Reibungsphänomene

Abstract

Das Hauptziel des Projekts "SuluTrib - Weiterentwicklung der Tribometrie zur Erforschung und Vali-dierung supraniedriger Reibungsphänomene" war die Entwicklung und Optimierung neuer tribometrischer Methoden und Geräte, um die Messung extrem niedriger Reibung und Verschleiß unter makroskopischen und anwendungsnahen Bedingungen zu ermöglichen. Das Fraunhofer IWS konzentrierte sich auf die Entwicklung und Erprobung eines anwendungsnahen Superlubricity-Tribometer (AST), welches makroskopische Kontaktflächen, insbesondere Komponenten aus einem Radialgleitlager, benutzen kann, um niedrige Reibung auch unter realen Bedingungen methodisch sauber zu messen. Nach der Inbetriebnahme des neu entwickelten Messplatzes wurden zahlreiche messtechnische und methodische Probleme verbessert. Ergänzt wurde die Entwicklungsarbeit mit dem Aufbau eines Elektroimpedanz-Messplatzes zur Charakterisierung der tatsächlichen Schmierfilmdicke im Kontakt. Das Fraunhofer IWM hat das Verschleißmechanismen-basierte Superlubricity-Tribometer (VST) optimiert und erweitert, um extrem niedrige Reibkräfte und Verschleißraten zu messen, indem moderne Sensorik und optische Messsysteme integriert wurden. Die Entwicklung umfasste die Konzeption und den Aufbau einer verbesserten Kraftmesseinrichtung, die hochpräzise Messungen ermöglicht. Das Tribometer wurde erfolgreich erprobt, wobei supraschmierende Systeme untersucht wurden, die bei höheren Schmierstofftemperaturen Supraschmierung aufweisen. Die Implementierung eines Digitalholographiemikroskops und eines Raman-Spektrometers bietet nun zudem die Möglichkeit, Bindungszustände während der Messungen zu analysieren. Diese Fortschritte ermöglichen eine detaillierte Untersuchung von Verschleißmechanismen und tragen zur Validierung von Supraschmierung unter realen Bedingungen bei. Die Projektergebnisse wurden auf internationalen Tribologie-Tagungen präsentiert und in parallel-laufende Forschungsprojekte integriert, wodurch eine enge Vernetzung mit anderen Tribologieprojekten gewährleistet wurde. Die entwickelten Methoden und Geräte stehen nun für weitere tribologische Forschung und für die Überführung von Supraschmierungseffekten in technische Anwendungen zur Verfügung. Neben dem wissenschaftlich-methodischen Nutzen des Projekts eröffnet es die Nutzung von Supraschmierung in realen Gleitlagerkontakten, was aufgrund der universellen Anwendung als Maschinenbauelement hohe volkswirtschaftliche Vorteile ermöglicht.