Tribologische Systeme

Triboskopische Darstellung eines Versuchs mit einer ausgeprägten orts- und zeitveränderlichen Änderung des Reibwerts.
© Fraunhofer IWS
Triboskopische Darstellung eines Versuchs mit einer ausgeprägten orts- und zeitveränderlichen Änderung des Reibwerts.
Verschleiß- und Tragflächenanalyse auf einer Sinterstahl-Buchse nach Dauerlauf.
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Verschleiß- und Tragflächenanalyse auf einer Sinterstahl-Buchse nach Dauerlauf.

Die Tribologie ist die Lehre von sich relativ zueinander bewegenden Oberflächen. Die Kenngrößen Reibung und Verschleiß spielen eine wesentliche Rolle bei der Effizienz und Lebensdauer von kraftübertragenden Maschinen. Am Fraunhofer IWS beschäftigt sich die Gruppe Tribologische Systeme mit der Tribologie von Beschichtungen und biobasierten Materialien sowie der Erforschung supraschmierender Gleitsysteme. 

Unser Leistungsangebot:

Wir bieten Analyse, Beratung und experimentelle Untersuchung zu tribologisch beanspruchten Oberflächen und Beschichtungen an. 

Mögliche Untersuchungsszenarien sind beispielsweise: 

  • Schmierstoff- und Schichtscreening zur Reibungsminimierung
  • Untersuchung von Supraschmierungspotenzial
  • Werkstoffscreening zur Verschleißminimierung
  • Schadensfallanalyse, z. B. von beschichteten Umformwerkzeugen
  • Reibungsmessung von Lagerbuchsen
  • Reibung beim Losbrechen und Richtungswechsel durch hochaufgelöste Messdaten

Zur Auswertungen greifen wir zurück auf: 

  • Optische Mikroskopie
  • Rasterelektronenmikroskopie (REM) inklusive Elementanalyse (EDX)
  • Taktile und optische 3D-Oberflächenvermessung zur Auswertung von Rauheit und Verschleiß
  • Raman-Spektroskopie zur Strukturaufklärung
  • Nanoindentation

Tribometer

Tribologische Bauteilprüfung eines geschmierten Radialgleitlagers, bestehend aus einer Stahlbuchse und ta-C-beschichteten Welle.
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Tribologische Bauteilprüfung eines geschmierten Radialgleitlagers, bestehend aus einer Stahlbuchse und ta-C-beschichteten Welle.

Wir verfügen über mehrere Tribometer, mit denen wir vielfältige tribologische Szenarien von Modellversuch bis Bauteilversuch abbilden können. 

Universaltribometer (Rtec Instruments)

MFT-5000 Plattform mit Modul für rotierende Bewegung (Pin-On-Disk) mit Schmierung und/oder erhöhter Temperatur bis 500 °C. Dank eines hochpräzisen Messkopfs geeignet für Grundlagenuntersuchungen zur Supraschmierung und Schmierstoff-Oberflächen-Wechselwirkung allgemein.
 

Gleitlagertribomter (Rtec Instruments)

Kundenspezifische Spezialanfertigung aus gemeinsamer Entwicklungsarbeit für Gleit- und Wälzlager für Wellendurchmesser von 15 bis 30 mm. Geeignet für Komponentenversuche, Hochlast- und Dauerlaufversuche bei gleichzeitig hochpräziser Messung der Reibung.
 

SRV®4 (Optimol Instruments)

Universell einsetzbares Tribometer für oszillierende und rotierende Modellkontakte. Aufgrund einfacher Bedienung geeignet für größere Screenings von Schmierstoffen und Beschichtungen, sowohl für Reibungs- und Verschleißmessung. Flexibler Temperaturbereich von -5° C bis 350 °C. Eigene Prüfkörper können mit wenig Aufwand hergestellt werden.
 

Wazau SVT (Dr.-Ing. Georg Wazau Mess- und Prüfsysteme)

Einfaches oszillierendes Kugel-Scheibe-Tribometer für Verschleißmessung von rauen Oberflächen bei kontrollierter Luftfeuchtigkeit.
 

UHVT-14 (Tetra Instruments)

Spezialanfertigung für die rotatorische Reibungs- und Verschleißmessung bei definierten Drücken bis Ultrahochvakuum (p < 10-7 mbar) zur Untersuchung von Oberflächen für Weltraum- und Vakuum-Anwendungen. Das Gerät der TU Dresden kann im Rahmen des Tribology Innovation Center Dresden (TICD) genutzt werden.

Wissenschaftliche Schwerpunkte

Nachweis von adhäsivem Verschleiß mit 3D-Mikroskopie auf einer laserstrukturierten Oberfläche.
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Nachweis von adhäsivem Verschleiß mit 3D-Mikroskopie auf einer laserstrukturierten Oberfläche.
  • Tribochemische Wechselwirkung von Kohlenstoffschichten mit Schmierstoffen
  • Erforschung von biobasierten Lagermaterialien und Schmierstoffen
  • Untersuchung tribologischer Systeme mit Supraschmierung
  • Homogene und hybride Beschichtungen auf Basis von Kohlenstoff und MoS2 für den Einsatz in Vakuum und Weltall
  • Tribometrie zur Messung besonders kleiner Reibung
  • Akustische Emission und Impedanz-Messung zur Bestimmung des Schmierungszustandes
  • Auswertekonzepte von hochaufgelösten Messdaten, z. B. mittels Triboskopie 

Förderhinweis


Die Einrichtung dieser Arbeitsgruppe wird im Rahmen des Projekts BioSlide durch eine Förderung des BMFTR (Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt) mit dem FKZ 031B1593 ermöglicht. 

 

Highlights und wissenschaftliche Expertise

 

Presseinformation / 12.10.2021

Supraschmierung verbannt Reibung aus Motoren

Fraunhofer IWS arbeitet an Maschinen, die kaum noch Energie als Abwärme vergeuden

 

Tribology Innovation Center Dresden (TICD)

Tribologische Beschichtungen und Oberflächenmodifikationen – Kompetenz in Reibungsminderung und Verschleißschutz

Projekte

BMFTR-Projekt

BioSlide

Energieeffiziente Maschinen-Gleitsysteme auf Basis nachwachsender Rohstoffe
Laufzeit 09/2025–08/2029

BMWK-Projekt

LUBRICOAT

Vakuumbogenabscheidung von MoS2/ta-C-Schichten und mechanisch-tribologische Prüfung
Laufzeit 06/2021–05/2025 

Fraunhofer-Projekt

SUPRASLIDE

Das Baukastensystem für supraschmierende Werkstoffe und nachhaltige Schmierstoffe
Laufzeit 04/2021–09/2024