Einstellbare tribologische Eigenschaften in Metall/Kunststoff-Gleitpaarungen durch Kombination hybrider kunststoffbasierter Werkstoffe auf unterschiedlichen Längenskalen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Alois K. Schlarb
• Fachliche Zuordnung: Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe ; Kunststofftechnik ; Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428934631

Kunststoffe und kunststoffbasierte Verbundwerkstoffe werden seit mehreren Jahrzehnten in tribologisch beanspruchten Systemen eingesetzt. Dabei stellt die Lastabhängigkeit ihrer tribologischen Eigenschaften eine zentrale Einschränkung dar. Ein Werkstoff, der unter einer niedrigen Belastung ein vorteilhaftes Verhalten aufweist, bei hoher Belastung eine verschlechterte Leistung erbringen und umgekehrt. Da die auftretenden Lasten beim Betrieb tribologisch beanspruchter Komponenten typischerweise nicht konstant sind, ist es herausfordernd, eine zuverlässige Funktion bei sämtlichen zu erwartenden Betriebszuständen sicherzustellen. Ziel des Vorhabens ist es, verschiedene tribologisch modifizierte Werkstoffe zu geschichteten Werkstoffverbunden zusammenzufügen. Dabei sollen Werkstoffe kombiniert werden, deren optimale Betriebspunkte sich unterscheiden, sodass der resultierende Verbund an mehreren definierten Betriebspunkten oder über einen breiten Betriebsbereich hinweg vorteilhafte tribologische Eigenschaften ausweist. Durch das Hinzufügen zusätzlicher Trägerschichten mit stark unterschiedlicher Steifigkeit sollen zusätzliche konstruktive Freiheitsgrade eröffnet werden, indem die Kontaktpressung der einzelnen Komponenten der Schichtverbunde gezielt beeinflusst werden kann. Durch die Kombination von experimentellen Untersuchungen und numerische Simulationen soll ein umfassendes Verständnis für die eigenschaftsbestimmenden Mechanismen in derartigen tribologischen Mehrbereichsverbunden erarbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen