Tribologische Systeme

Eine spezielle Entwicklungslinie der Verbundinstitute betrifft tribologische Schichtsysteme und Oberflächen. Hier steht die Erhöhung der Verschleißfestigkeit bei hoch beanspruchten Systemen im Vordergrund. Dabei werden sowohl verschleißfeste Schichten entwickelt, als auch geeignete Nachbearbeitungs- und Funktionalisierungsverfahren, bei denen die intrinsischen Eigenschaften der jeweiligen Werkstoffe genutzt werden.

Im Bereich der Tribologie beschäftigt sich beispielsweise das Fraunhofer IST mit der gesamtheitlichen Optimierung verschleiß- und reibbeanspruchter Systeme durch geeignete Dünnschichtsysteme. Die Oberflächen von Bauteilen und Werkzeugen werden dabei unter Berücksichtigung des Werkstoffs, der Fertigungshistorie und natürlich der konkreten Einsatzbedingungen gestaltet und veredelt. Für die Bewertung dieser Maßnahmen stehen verschiedenste Testmethoden wie z.B. ein Impact-Tester, ein Hochtemperaturtribometer oder ein Wälztribometer zur Verfügung.

Die vom Fraunhofer IWS entwickelten Diamor^®-Schichten aus tetraedrischem, amorphen Kohlenstoff (ta-C) sind extrem verschleißfest und reibungsarm. Sie eignen sich daher hervorragend als Schutzschichten für Werkzeuge, Komponenten und Bauteile unter geschmierten und ungeschmierten Einsatzbedingungen.

Diamor^®-Schichten können mit sehr guter Haftung in einem weiten Schichtdickenbereich abgeschieden werden. Die Abscheidung erfolgt bei niedrigen Temperaturen im Vakuum mit speziell entwickelten Puls-Arc-Verfahren. Für die industrielle Einführung der Diamor^®-Schichten liefert das Fraunhofer IWS zusammen mit Partnerunternehmen neben der Technologie auch die erforderlichen Beschichtungsquellen und -anlagen sowie die laserakustische Prüftechnik LAwave zur Qualitätssicherung und Schichtoptimierung.

Das Fraunhofer ILT beschäftigt sich im Bereich der Tribologie mit der Funktionalisierung von Oberflächen, um den Verschleißwiderstand zu erhöhen, oder die Reibung zu vermindern. Die Oberflächen von Bauteilen und Werkzeugen werden dabei unter Berücksichtigung des Werkstoffs, der Fertigungshistorie und der Einsatzbedingungen veredelt, z. B. durch eine Wärmebehandlung, Beschichtung oder eine hochaufgelöste Mikrostrukturierung.