Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Reibungs- und Verschleißmechanismen aufklären
© Fraunhofer IWM
Tribologische Bauteilprüfung und Systemanalyse
Ressourcenschonung und Energieeffizienz machen Reibung und Verschleiß zum Wettbewerbs- und Nachhaltigkeitsfaktor. Eine optimale werkstofftechnologische Strategie, setzt voraus, die Reibpartner, die eingesetzten Schmierstoffe und die Beanspruchungen des tribologischen Systems genau zu kennen und zu verstehen. Hier setzen wir an: Mit Experimenten, Simulationen und Analytik schaffen wir ein fundiertes Verständnis zu den Mechanismen im Reibspalt und den daraus resultieren Reibwerten und Verschleißraten unter Einsatzbedingungen. Darauf aufbauend zielen unsere Projekte auf die Entwicklung nachhaltiger, robuster und steuerbarer tribologischer Systeme. Ein Grundvoraussetzung für die Bewertung und Verbesserung von tribologischen Systemen ist eine Systemanalyse, in der die zusammenwirkenden Stoffe und die Beanspruchungen systematisch beschrieben werden. Unser Anspruch ist, Bauteile unter komplexen und herausfordernden Bedingungen effektiv vor Verschleiß schützen und die Energie- und Ressourceneffizienz von technischen Systemen zu verbessern.
FuE-Leistungen zur tribologischen Bauteilprüfung und Systemanalyse
Tribologische Systemanalyse
Systemanalysen können entsprechend der Empfehlungen der Gesellschaft für Tribologie (GfT-Arbeitsblatt 7) oder individuell angepasst erfolgen. Diese Analyse bildet die Grundlage für die Beschreibung, Bewertung und Optimierung von tribologischen Systemen.
Tribologische Standardprüfungen
Sie benötigen für die Zertifizierung Ihrer Werkstoffe und Bauteile, Reib- oder Verschleißkennwerte entsprechend einer bestimmten Richtlinie. Wir charakterisieren und bewerten einsinnige und oszillierende Gleitbeanspruchungen sowie rollende und abrasive Beanspruchungen unter Medien- und Temeperatureinfluss.
Tribologische Bauteilprüfungen
Für viele Bauteile haben wir spezifische Prüfstände, um Praxis-bedingungen nachzustellen und Optimierungsstrategien zu testen. Beispiele sind Prüfstände für Ventilen von Gasmotoren, Radiallager, Wälzlager, Axial-Gleitlager und Gleitringdichtungen, Nebendichtungen. Für Ihren speziellen Anwendungsfall entwickeln wir Prüfaufbauten zur Aufklärung der Reib- und Verschleißmechanismen.
Schadensanalysen
Zur Ursachenaufklärung von Schäden an Bauteilen stellen wir die Einsatzbelastungen nach und untersuchen in Modellversuchen unterschiedliche Einflussfaktoren. Dies ermöglicht bei komplexen Belastungsszenarien eine Rückverfolgung typischer Versagensmuster. Eine spezifische Bauteilprüfung in Kombination mit der umfassender Materialanalytik führt zur zielgerichteten Aufklärung Ihres Schadensfalls und zu Maßnahmen zur nachhaltigen Vermeidung.
Entwicklung von Prüftechniken
Maßgeschneiderte Lösungen brauchen maßgeschneiderte Prüftechniken. Wir stellen kundenspezifische Belastungsbedingungen im Labormaßstab nach und konzipieren dafür wirtschaftliche und effektive Prüfaufbauten.
Materialanalytik
Mit umfassenden materialanalytischen Methoden untersuchen wir die Auswirkungen tribologischer Beanspruchungen auf die Komponenten eines Tribosystems. Damit machen wir Verschleißmechanismen, Mikrostrukturschädigung, Schmierstoffzersetzung oder Korrosion messbar und bewertbar.
Werkstoff- und Bauteilsimulation
Um tribologische Herausforderungen zu bewältigen, simulieren wir Verschleiß, Erwärmung und Belastung in Werkstoffen und Bauteilen. Ebenso nutzen wir numerische Simulationen, um die Funktionalität von Werkstoffen, Bauteilen und tribologischen Systemen unter Wasserstoffatmosphäre und unter Wasserstoffbelastung zu verbessern.
Entwicklung von Tribosystemen und Werkstoffsubstitution
In vielen Lagern, Gleitpaarungen oder Schmierstoffen kommen kritische Rohstoffe zum Einsatz, die ersetzt werden sollen. Hierfür konzipieren wir Substitutionsstrategien und identifizieren geeignete Ersatzmaterialien. In einem gesamtheitlichen Ansatz bewerten wir die Machbarkeit, die Herstellbarkeit und die Funktionalität.
Warum sollte mein Unternehmen mit dem Fraunhofer IWM bei tribologischer Bauteilprüfung und Systemanalyse zusammenarbeiten?
Mit unserem werkstoffwissenschaftlichen Know-how schlagen wir die Brücke zwischen dem Verhalten und den Eigenschaften von Materialien und der Funktion, der Effizienz, der Sicherheit und der Langlebigkeit daraus hergestellter tribologischer Systeme.
Wir liefern das Werkstoffwissen, die Methoden und Lösungsoptionen, mit denen Entscheider in Unternehmen abgesicherte werkstofftechnologische Weichenstellungen zur Funktion, Wirtschaftlichkeit und Langlebigkeit ihrer Produkte und Systeme vornehmen können.
Wir haben Freude daran, gemeinsam mit Expert*innen aus Unternehmen werkstofftechnologische Herausforderungen zu erschließen und in ein wirtschaftliches und effektives Forschungsprojekt zu überführen.